Fecha de elaboración: Agosto de 2004 Fecha de última actualización: Julio de Presentación

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Trinidad Crespo Contreras
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Programa elaborado por: PROGRAMA DE ESTUDIO ÓPTICA Programa Educativo: Licenciatura en Física Área de Formación : Sustantiva Profesional Horas teóricas: 3 Horas prácticas: 2 Total de Horas: 5 Total

1 Programa elaborado por: PROGRAMA DE ESTUDIO ÓPTICA Programa Educativo: Licenciatura en Física Área de Formación : Sustantiva Profesional Horas teóricas: 3 Horas prácticas: 2 Total de Horas: 5 Total de créditos: 8 Clave: F1216 Tipo : Asignatura Carácter de la Obligatoria asignatura José Adrián Carbajal Domínguez Fecha de elaboración: Agosto de 2004 Fecha de última actualización: Julio de 2010 Seriación explícita Asignatura antecedente Electromagnetismo Asignatura Subsecuente Electromagnetismo SI Seriación implícita Conocimientos previos: NO Presentación F1216 Óptica 1/7

2 La óptica es una herramienta fundamental en disciplinas de frontera de la ciencia y en el desarrollo de nuevas tecnologías relacionadas con la luz y su interacción con los materiales de acuerdo a sus propiedades físicas. En la actualidad se reconocen diversas áreas de estudio, las cuales abarcan desde la óptica geométrica hasta la óptica cuántica, que se han aplicado incluso a los procesos neurológicos de la visión. Objetivo General El alumno conocerá los fundamentos básicos de la óptica geométrica, la óptica física y la óptica de Fourier. Competencias que se desarrollaran en esta asignatura Conocimientos Conocerá la relación de la óptica con la teoría electromagnética. Comprenderá el funcionamiento de sistemas ópticos formadores de imágenes y sabrá como arreglarlos en diferentes configuraciones para desarrollar aplicaciones específicas. Habilidades Cálculo, análisis y resolución de problemas Actitudes actitudes críticas y analíticas Valores honestidad académica ética de trabajo Competencias del perfil de egreso que apoya esta asignatura Desarrollar e interpretar modelos físicos y/o simulación para entender fenómenos en áreas de la física estadística, óptica, cuántica y de altas energías. Definir modelos físicos que permitan identificar las variables físicas que intervienen en la problemática. F1216 Óptica 2/7

3 Escenario de aprendizaje Salón de clase, laboratorio, salón de cómputo, sala audiovisual Perfil sugerido del docente Profesor con posgrado en ciencias, preferentemente con grado de doctor, con especialidad en óptica o física. Contenido Temático Unidad No. 1 INTRODUCCIÓN Objetivo particular Comprender la evolución histórica de las teorías acerca de la naturaleza de la luz para explicar diversos fenómenos ópticos. Hrs. estimadas 20 Temas 1.1. Antecedentes históricos Teoría corpuscular de Newton Teoría ondulatoria de Huygens Teoría electromagnética de Maxwell. Resultados del aprendizaje Comprender el desarrollo histórico de la óptica, así como de las principales teorías acerca de la naturaleza de la luz. Sugerencias didácticas Aprovechar la revisión histórica para leer en clase material bibliográfico que sirva para dar pie a la discusión. Se recomienda apoyarse con material audiovisual (videos o presentaciones con transparencias). Estrategias y criterios de evaluación La evaluación debe considerar los avances del alumno tanto en la adquisición del conocimiento como en el desarrollo de las competencias correspondientes a esta etapa del curso. Se recomienda la aplicación de F1216 Óptica 3/7

4 1.2. La velocidad de la luz; longitud de onda, frecuencia y frecuencia angular de una onda e índice de refracción. exámenes escritos que consideren la resolución de problemas y la escritura de ensayos acerca de los antecedentes históricos de la óptica Unidad No. 2 ÓPTICA GEOMÉTRICA Objetivo particular El alumno conocerá las leyes fundamentales de la óptica geométrica y las aplicará a diferentes dispositivos ópticos. Identificará los instrumentos ópticos más comunes y su funcionamiento básico. Hrs. estimadas 38 Temas Índice de refracción 2.2. El principio de Huygens y el concepto de Rayo Principio de Fermat 2.4. Ley de reflexión y tipos de reflexión 2.5. Espejos planos y esféricos 2.6. Ley de Snell 2.7. Refracción por superficies esféricas 2.8. Ecuación del fabricante Resultados del aprendizaje El alumno comprenderá los fenómenos de la reflexión y la refracción, así como las leyes que los rigen y los utilizará para explicar el funcionamiento de diversos dispositivos ópticos. Además aprenderá a tratar al ojo del ser humano como un sistema óptico y la manera de corregir ciertos defectos de refracción del ojo. Sugerencias didácticas Se recomienda la utilización del apoyo de medios visuales para la descripción correcta de los conceptos geométricos. Estrategias y criterios de evaluación La evaluación debe considerar los avances del alumno tanto en la adquisición del conocimiento como en el desarrollo de las competencias correspondientes a esta etapa del curso. Se recomienda emplear la resolución de problemas individuales y grupales F1216 Óptica 4/7

5 de lentes 2.9. Lentes delgadas Ecuación de Gauss Ecuación de Newton Trazo de rayos para lentes delgadas Aberraciones 2.11.Lentes gruesas Sistemas ópticos Lupa Poder de resolución Microscopio Telescopios La fibra óptica El ojo y los detectores de luz Unidad No. 3 ÓPTICA FÍSICA Objetivo particular El alumno conocerá los fundamentos electromagnéticos de la óptica y los diferentes fenómenos asociados a las propiedades ondulatorias de la luz Hrs. estimadas 38 Temas 3.1. Ecuaciones de Maxwell en forma diferencial 3.2. Energía del campo Resultados del aprendizaje Que el alumno deduzca, a partir de las ecuaciones de Maxwell, una ecuación de Sugerencias didácticas Se recomienda la utilización del apoyo de medios visuales para la descripción Estrategias y criterios de evaluación La evaluación debe considerar los avances del alumno tanto en la F1216 Óptica 5/7

6 electromagnético 3.3. Ecuación de onda 3.4. Ondas electromagnéticas planas y esféricas Condiciones de frontera en una interfase Vector de Poynting e irradiancia 3.5. Polarización Parámetros de Stokes Esfera de Poincaré Coeficientes de Fresnel Dicroismo Birrefringencia La presión por radiación 3.6. Interferencia Tipos de interferómetros y sus aplicaciones 3.7. Introducción a la teoría de la difracción. onda para el campo electromagnético. Que aprenda a utilizar modelos teóricos que explican la polarización, presión de radiación, interferencia y difracción a que dan lugar las ondas electromagnéticas correcta de los conceptos presentados en esta sección. adquisición del conocimiento como en el desarrollo de las competencias correspondientes a esta etapa del curso. Se recomienda emplear la resolución de problemas individuales y grupales Bibliografía básica Born, M., & Wolf, E. (1999). Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of F1216 Óptica 6/7

7 Light (7º ed.). Cambridge University Press. Goodman, J. W. (2004). Introduction to Fourier Optics (3º ed.). Roberts & Company Publishers. Halliday, D., Resnick, R., & Krane, K. S. (2001). Physics, Volume 2 (5º ed.). Wiley. Hecht, E. (2001). Optics (4º ed.). Addison Wesley. Bibliografía complementaria Hubel, D. H. (1963). The visual cortex of the brain. W.H. Freeman. Hubel, D. H. (1988). Eye, Brain, and Vision. W H Freeman & Co (Sd). Saleh, B. E. A., & Teich, M. C. (2007). Fundamentals of Photonics (2º ed.). Wiley-Interscience. F1216 Óptica 7/7

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