Óptica geométrica y óptica ondulatoria
El bloque de óptica de la PAU canaria mezcla trazado de rayos (refracción, dioptrios, lentes y espejos) con fenómenos ondulatorios: interferencia de doble rendija, redes de difracción y naturaleza dual de la luz.
Reglas y magnitudes
- Índice: n = c/v. Snell: n₁·sen i = n₂·sen r. Al pasar a un medio más refringente el rayo se acerca a la normal y la frecuencia no cambia; la longitud de onda se reduce, λ_medio = λ₀/n.
- Ángulo límite: sen i_L = n₂/n₁, solo si n₁ > n₂; por encima se produce reflexión total interna (fibra óptica, espejismo).
- Lente delgada con criterio cartesiano: 1/s' − 1/s = 1/f, aumento m = s'/s. Espejo esférico: 1/s' + 1/s = 1/f, con f = R/2. Potencia: P = 1/f en dioptrías, con f en metros.
- Doble rendija: d·senθ = nλ; red de difracción: d = 1/N si N es el número de líneas por metro. En el prisma, la luz violeta se desvía más porque n disminuye al aumentar λ.
Ejemplo resuelto
Lente convergente de f = +10 cm con un objeto 15 cm delante, s = −15 cm. 1/s' = 1/f + 1/s = 1/10 − 1/15 = 1/30 → s' = +30 cm. m = s'/s = 30/(−15) = −2: imagen real, situada 30 cm al otro lado, invertida y de doble tamaño. Si el objeto se colocara a 5 cm (s = −5 cm), 1/s' = 1/10 − 1/5 = −1/10, s' = −10 cm: imagen virtual, derecha y aumentada, la base de la lupa.
Errores que cuestan puntos
- Mezclar convenios de signos, sobre todo al cambiar entre lente y espejo.
- Interpretar m > 0 como imagen real cuando en el convenio cartesiano indica imagen derecha (virtual en lentes convergentes).
- Confundir d con el número de líneas por milímetro en una red; recuerda que d = 1/N.
- Creer que la frecuencia o el color cambian al refractarse: solo cambian v y λ.
- Calcular el ángulo límite cuando n₁ < n₂, situación en la que no existe.