FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Programa de la Asignatura: ÓPTICA
Clave: 1404 Número de créditos: 08
Carrera: IEe, ITe
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 72
Semestre: 5º
Horas a la semana:
Teoría: 3.5 Obligatoria: SI
Prácticas: 1.0 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno analizará los conceptos, principios y leyes fundamentales
de la óptica y desarrollará su capacidad de observación y su habilidad en
el manejo de dispositivos experimentales, con el fin de que pueda aplicar
esta formación en la resolución de problemas relacionados con fenómenos y
sistemas ópticos, en asignaturas consecuentes y en la práctica profesional.
TEMAS
Núm. Nombre Horas
I MOVIMIENTO ONDULATORIO 5.5
II ONDAS ELECTROMAGNETICAS 7.0
III PROPAGACION DE LA LUZ 5.5
IV OPTICA GEOMETRICA 7.5
V POLARIZACION 8.5
VI INTERFERENCIA 8.5
VII DIFRACCION 8.5
VIII LASER 5.0
TOTAL 56.0
Prácticas de laboratorio 16.0
TOTAL DE HORAS 72.0
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
DINAMICA
CALCULO III
ECUACIONES DIFERENCIALES
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. MOVIMIENTO ONDULATORIO.
ANTECEDENTES: Dinámica.
Cálculo III.
Ecuaciones Diferenciales.
OBJETIVO:
El alumno describirá matemáticamente el comportamiento de algunos
tipos de ondas, con base en los conceptos fundamentales del movi-
miento ondulatorio.
CONTENIDO:
I.1 Descripción breve de los diversos tipos de ondas: elásticas
y electromagnéticas. Ondas transversales y longitudinales.
I.2 Descripción matemática de las ondas planas y tridimensionales,
así como de las esféricas y cilíndricas.
I.3 Definición de los conceptos de fase, velocidad de fase,
superposición de ondas y velocidad de grupo.
II. ONDAS ELECTROMAGNETICAS.
ANTECEDENTES: Dinámica.
Electricidad y Magnetismo.
OBJETIVO:
El alumno analizará el comportamiento de las ondas electromagnéticas y
aplicará este conocimiento en el estudio de fenómenos relacionados con
la luz.
CONTENIDO:
II.1 Cálculo de la energía y momentum de las ondas electromagnéticas.
II.2 Descripción del espectro electromagnético de los fotones.
II.3 Cuantificación de la absorción de la radiación electromagnética.
II.4 Difusión de las ondas electromagnéticas y análisis del efecto
Compton.
II.5 Descripción del efecto fotoeléctrico. Radiación del cuerpo negro.
Hipótesis cuántica de Planck.
III. PROPAGACION DE LA LUZ.
OBJETIVO:
El alumno explicará los principios que describen la propagación de la
luz a través de la materia.
CONTENIDO:
III.1 Explicación de los fenómenos de reflexión y refracción de la luz.
Análisis del principio de Huygens y de la ley de Snell.
Teorema de Malus.
III.2 Definición del concepto de rayo de luz.
III.3 Principio de Fermat.
III.4 Ondas en una interfase, desde el punto de vista electromagnético.
Ecuaciones de Fresnel.
III.5 Reflexión total interna.
IV. OPTICA GEOMETRICA.
OBJETIVO:
El alumno analizará el comportamiento de los rayos luminosos en algunos
sistemas ópticos, de acuerdo con los principios básicos de la óptica
geométrica.
CONTENIDO:
IV.1 Lentes. Refraccción en superficies esféricas. Lentes delgadas.
IV.2 Diafragmas. Pupilas de entrada y salida. Abertura relativa.
IV.3 Espejos. Espejos planos y esféricos.
IV.4 Prismas. Prismas dispersores y reflectores.
IV.5 Fibras ópticas y su clasificación. Las fibras ópticas en los
sistemas de comunicación. Ventajas del uso de las fibras
ópticas en transmisión de información.
IV.6 Sistemas e instrumentos ópticos.
IV.7 Aberraciones monocromáticas y cromáticas.
V. POLARIZACION.
OBJETIVO:
El alumno explicará los estados de polarización de la luz y algunas
de sus aplicaciones.
CONTENIDO:
V.1 Tipos de polarización
V.2 Polarizadores.
V.3 Dicroísmo y birrefringencia.
V.5 Retardadores.
VI. INTERFERENCIA.
OBJETIVO:
El alumno describirá el fenómeno de interferencia y algunas de sus
consecuencias.
CONTENIDO:
VI.1 Condiciones para la interferencia.
VI.2 Interferómetros de división de frente de onda y de amplitud.
VI.3 Películas dieléctricas.
VI.4 Interferómetro de Fabry-Perot.
VI.5 Aplicaciones de la interferometría.
VII. DIFRACCION.
OBJETIVO:
El alumno analizará el fenómeno de difracción y sus consecuencias.
CONTENIDO:
VII.1 Difracción de Fraunhofer. Rendija única. Doble rendija.
Rendijas paralelas. Abertura circular. Red de difracción.
VII.2 Espectroscopia con red. Redes bi y tridimensionales.
VII.3 Difracción de Fresnel. Curva de vibración. Aberturas
rectangulares.
VII.4 Absorción, emisión y esparcimiento.
VIII. LASER.
OBJETIVO:
El alumno analizará el fenómeno de emisión láser y algunas de sus
aplicaciones.
CONTENIDO:
VIII.1 Proceso de la emisión láser.
VIII.3 Diversos tipos de sistemas láser.
VIII.4 Equipos láser de CO2 y aplicaciones en la industria.
VIII.5 Tratamiento de metales y no metales con láser.
TÉCNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACIÓN:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( )
Lecturas obligatorias (X)
Participación en Prácticas ( )
Trabajos de investigación (X)
Prácticas de taller o laboratorio. (X)
Prácticas de campo ( )
BIBLIOGRAFIA :
Texto Temas de la asignatura para los que se recomienda:
LIBROS DE TEXTO
HETCH, Eugene y ZAJAC, Alfred I, II, III, IV, V, VI y VII
"Optica"
Adisson Wesley Iberoamericana
EUA, 1986
COHERENT, E. E. VIII
"Lasers"
Limusa
México, 1985
LIBROS DE CONSULTA
SMITH, F. G. y THOMPSON, J. H. I, II, III, IV, V, VI, VII y VIII
"Optica"
Limusa
México, 1985
ALONSO, Marcelo y FINN, Edward J. I, II, III, IV, VI y VII
"Física Vol. II Campos y Ondas"
Adisson Wesley Iberoamericana
E.U.A. 1987
McKELVEY, John P. y GROTCH, Howard II, III, IV, VI y VII
"Física” VOL. II
Harla
México, 1981