Óptica

A Óptica é unha póla da física que descrebe o comportamento e propiedades da luz e a interacción desta coa materia. Así, a óptica procura explicar, e proporcionar o xeito adecuado de dominar, os fenómenos nos que intervén a luz ou fenómenos ópticos .

O campo da óptica abrangue usualmente a descrición do comportamento da luz visible, infravermella e ultravioleta; porén, como a luz é unha onda electromagnética, fenómenos análogos suceden nos raios X, microondas, radioondas, e outras formas de radiación electromagnética. A Óptica pode contemplarse como un subcampo do electromagnetismo. Algún fenómeno óptico depende da natureza cuántica da luz e algunhas áreas da óptica están tamén relacionadas coa mecánica cuántica.

A óptica, en cambio, como un campo é moitas veces considerada moi separada doutras partes da física. Ten a súa propia identidade, fórmanse as súas propias sociedades e conferencias. Os aspectos puramente científicos son con frecuencia chamados Ciencia Óptica ou Óptica Física. A Óptica aplicada é a miúdo chamada Enxeñaría Óptica. Incluso aplicacións desta enxeñaría como as relacionadas cos sistemas de iluminación son chamadas enxeñaría lumínica, e o mesmo ocorre coa Visión artificial e moitos outros campos. Cada unha destas disciplinas tende a ser abondo diferente nas súas aplicacións, condicións técnicas, focalización e afiliación profesional.

Pola súa ampla aplicación como ciencia da luz nas aplicacións do mundo real, a área da óptica tende a ser interdisciplinar e transversal a outras disciplinas, afectando de xeito moi importante partes non só da física e a tecnoloxía, senón tamén da psicoloxía, a medicina etc.

Óptica clásica

A Óptica Clásica comprende por unha banda a óptica Xeométrica, ás veces chamada óptica de raios que é a póla da óptica que descrebe a propagación da luz en termos de raios; e por outra banda a óptica ondulatoria que considera a luz como unha onda a se propagar.

• Na óptica xeométrica, os raios son desviados na interfase (ou fronteira) entre dous medios homoxéneos diferentes; poden ser curvados nun medio heteroxéneo no que o índice de refracción é función da posición. A luz segue traxectorias entre dous pontos dados que minimizan o tempo empregado, en cumprimento do principio de Fermat, así a característica do medio que afecta á propagación é a velocidade da luz no mesmo (i.e. o índice de refracción). Coa óptica xeométrica pódense abordar problemas habituais de instrumentación óptica relacionados coa obtención da imaxe.
• Na óptica ondulatoria, a luz componse de ondas esféricas procedentes de fontes puntuais que en conxunto conforman unha fronte de ondas. A grandes distanzas da fonte esta fronte pódese considerar plana. Esta aproximación á propagación da luz permite explicar fenómenos ópticos como a difracción, a interferencia, a cor etc...

A conexión entre ambas perspectivas atópase no feito do raio da Óptica xeométrica ser perpendicular á fronte de onda considerada na Óptica física ou Óptica Ondulatoria.

Conceptos: Índice de refracción, Reflexión, Refracción, Difracción,Dispersión, Polarización, Coherencia, Principio de Fermat, Lei de Snell, Fórmula do construtor de lentes, etc.

Teorías: Óptica Xeométrica, Teoría corpuscular, Óptica ondulatoria.

Tecnoloxía: Deseño de lentes ópticos, Fabricación e comprobación de compoñentes ópticos.

Óptica xeométrica. Compoñentes e Sistemas: lentes, espellos, prismas, Instrumentos ópticos.

Óptica moderna

Óptica moderna é un termo usado para describir áreas da ciencia óptica e a enxeñaría que acadaron popularidade no século XX. Estas áreas da óptica refírense de xeito directo a propiedades electromagnéticas ou cuánticas da luz, mais inclúen outros temas.

Algúns Conceptos relevantes: holografía, interferometría, radiometría, fotometría, etc.

Principais Teorías: óptica cuántica ou óptica física, óptica non linear, óptica de Fourier, óptica difractiva, óptica de guías, óptica integrada, óptica de películas finas, óptica de cristais, óptica estatística.

Algunhas Tecnoloxías: láser, Febra Óptica, microóptica, nanoóptica, procesadores ópticos, modelado ou simulación óptica, etc.

Principais Campos de Investigación e Aplicación

A continuación oferécese unha lista cos principais campos de actividade en óptica na actualidade. Algúns deles son realmente subcampos doutros, pero cunha relevancia propia importante.

• Optoelectrónica.
• Visión (humana e artificial).
• Optometría.
• Iluminación.
• Metroloxía Óptica.
• Comunicacións Ópticas.
• Computación óptica.
• Procesamento de imaxes.
• Recoñecemento óptico.
• Dispositivos de Almacenamento Óptico.
• Materiais ópticos.
• Pantallas electroópticas e de Cristal líquido.
• Fotografía.
• Astronomía e Astrofísica.
• Ciencia da cor.
• Corte industrial mediante láser.
• Termodinámica: calor por radiación.

En xeral, pódese atopar a investigación e desenvolvemento en óptica como parte de case todos os campos da I+D tecnolóxica, é moi raro atopar calquera tipo de instrumento industrial complexo que non leve algún tipo de tecnoloxía óptica suceptíbel de ser mellorado.

Óptica diaria

A Óptica é parte da vida diaria tamén e principalmente na natureza. O Arco da vella, os Espellismos ou o Raio verde son exemplos de fenómenos ópticos.