Óptica geométrica

Este libro está orientado a los alumnos universitarios que se inician en el estudio de la Óptica a través de la Óptica Geométrica en diversas titulaciones de ciencias y de ingeniería. Es un libro de texto con abundantes figuras que facilitan la comprensión de los contenidos.
Los autores, doctores de Ciencias Físicas, son profesores de la Universidad Politécnica de Catalunya, adscritos a la Escola Universitària d'Òptica i Optometria de Terrassa. Su labor docente se centra en la Óptica, fundamentalmente en la Óptica Geométrica y Procesado de Imagen.

ÓPTICA GEOMÉTRICA

ÍNDICE GENERAL

Presentación

CAPÍTULO 1. Introducción

1.1. La naturaleza de la luz

1.2. La Óptica Geométrica

CAPÍTULO 2. Leyes fundamentales. Principio de Fermat

2.1. Introducción

2.2. El sistema óptico y sus componentes

2.2.1. Las fuentes de luz

2.2.2. Medios y componentes intermedios

2.2.3. Detectores

2.3. Leyes fundamentales de la Óptica Geométrica

2.4. Propagación rectilínea en medios homogéneos

2.4.1. Alineación óptica

2.4.2. Sombras y penumbras

2.4.3. Eclipses de Sol

2.4.4. Cámara oscura

2.5. Ley de la reflexión

2.6. Ley de la refracción

2.6.1. Ángulo límite y reflexión total

2.7. Conservación del plano de incidencia

2.8. Reversibilidad de las trayectorias luminosas

2.9. Aplicación gráfica de las leyes de la reflexión y de la refracción

2.10. Dispersión de la luz

2.11. Propagación en medios no homogéneos

2.12. Principio de Fermat

2.12.1. Propagación rectilínea en medios homogéneos

2.12.2. Ley de la reflexión

2.12.3. Ley de la refracción

2.12.4. Conservación del plano de incidencia

2.12.5. Reversibilidad de las trayectorias luminosas

2.12.6. Carácter extremal del camino óptico

CAPÍTULO 3. Lámina planoparalela y prismas

3.1. Introducción

3.2. La lámina planoparalela

3.3. Prismas

3.4. Prismas de desviación

3.4.1. Desviación angular

3.4.2. Condición de emergencia de un prisma

3.4.3. Desviación mínima dm

3.4.4. Prismas delgados

3.4.5. Combinaciones de prismas delgados

3.4.6. Prismas de Fresnel

3.5. Prismas dispersores

3.5.1. Prismas acromáticos

3.5.2. Prismas de visión directa

3.6. Prismas de reflexión total

3.6.1. Rectificación por una lámina planoparalela

CAPÍTULO 4. Representación óptica

4.1. Sistema óptico

4.2. Objeto e imagen

4.3. Sistema óptico perfecto

4.4. Estigmatismo

4.5. Estigmatismo riguroso

4.5.1. Estigmatismo riguroso en superficies reflectantes

4.5.2. Estigmatismo riguroso en superficies refractantes

4.6. Aplanatismo: Condición del seno de Abbe

4.7. Condición de Herschel

4.8. Condición de estigmatismo tridimensional

4.9. Estigmatismo aproximado

4.10. Condiciones de Gauss (Óptica paraxial)

CAPÍTULO 5. Espejo plano y calidoscopio

5.1. Introducción

5.2. Campo de un espejo plano

5.3. Palanca óptica

5.4. Desplazamiento del espejo

5.5. Combinación de espejos planos: El calidoscopio

5.5.1. Calidoscopio de dos espejos. Formación de imágenes

5.5.2. Calidoscopio de tres espejos

CAPÍTULO 6. Dioptrio y espejos esféricos

6.1. La esfera como superficie óptica

6.2. El dioptrio esférico en aproximación paraxial

6.2.1. Aumentos y relaciones entre ellos

6.2.2. Focos y distancias focales

6.3. Construcción geométrica de la imagen en un dioptrio esférico (Trazado gráfico de rayos)

6.4. Ecuaciones de correspondencia en el dioptrio esférico

6.4.1. Origen en los focos F y F'

6.4.2. Origen en el vértice V

6.5. Asociación de dioptrios esféricos en aproximación paraxial

6.6. El espejo esférico en aproximación paraxial

6.6.1. Aumentos

6.6.2. Focos y distancias focales

6.7. Formación de imágenes en un espejo esférico

6.8. Ecuaciones de correspondencia en un espejo esférico

6.9. Dioptrio plano en aproximación paraxial

6.9.1. Lámina planoparalela en aproximación paraxial

6.10. Trazado analítico de rayos en óptica paraxial (Paraxial raytracing)

6.11. El dioptrio plano como superficie no estigmática. Profundidad aparente

CAPÍTULO 7. Lentes delgadas

7.1. Introducción

7.2. Relaciones de conjugación en una lente delgada

7.3. Puntos axiales característicos de las lentes delgadas

7.4. Trazado gráfico de rayos en lentes delgadas

7.4.1. Objeto en el infinito

7.5. Aumentos y relaciones entre ellos

7.5.1. Aumento lateral

7.5.2. Aumento angular

7.6. Asociación de lentes delgadas

7.6.1. Sistemas afocales

7.6.2. Sistemas de Badal

7.7. Asociación de lente y espejo (Sistema catadióptrico)

7.7.1. Espejo equivalente

7.8. Lentes especiales

7.8.1. Lentes cilíndricas

7.8.2. Lentes GRIN

7.8.3. Lentes de Fresnel

CAPÍTULO 8. Sistemas ópticos

8.1. Introducción

8.2. Focos y planos principales

8.3. Trazado gráfico de rayos

8.4. Relación de conjugación entre planos principales

8.5. Relación entre distancias focales

8.6. Ecuaciones de correspondencia

8.6.1. Origen en los puntos focales

8.6.2. Origen en los puntos principales

8.6.3. Origen en puntos conjugados

8.7. Aumentos y relaciones entre ellos

8.7.1. Aumento lateral

8.7.2. Aumento angular

8.7.3. Aumento axial

8.8. Elementos cardinales de un sistema óptico

8.8.1. Puntos y planos focales

8.8.2. Puntos y planos principales

8.8.3. Puntos y planos antiprincipales

8.8.4. Puntos nodales

8.8.5. Puntos antinodales

8.9. Determinación de los elementos cardinales en sistemas ópticos sencillos

8.10. Asociación de sistemas ópticos

8.10.1. Sistemas afocales

8.10.2. Sistemas catóptricos

8.10.3. Sistemas catadióptricos

CAPÍTULO 9. La lente gruesa

9.1. Introducción

9.2. Elementos cardinales de la lente gruesa

9.3. Potencia efectiva o potencia de vértice posterior

9.4. Puntos nodales de una lente gruesa. Centro óptico de la lente

9.5. La corredera nodal

CAPÍTULO 10. Diafragmas. Limitación de apertura y campo

10.1. Diafragmas de apertura y campo

10.2. Limitación de apertura: Pupilas de entrada y salida

10.3. Limitación del campo: Lucarnas de entrada y salida

10.4. Limitación correcta del campo

10.5. Profundidad de foco

10.6. Profundidad de campo

10.7. El principio telecéntrico

CAPÍTULO 11. Aberraciones

11.1. Introducción

11.2. Aberraciones de Seidel

11.2.1. Aberración esférica (AE)

11.2.2. Aberración de coma

11.2.3. Aberración de astigmatismo (oblicuo)

11.2.4. Aberración de curvatura de campo

11.2.5. Aberración de distorsión

11.3. Aberración cromática

11.3.1. Condición de acromatismo en un doblete pegado

11.3.2. Condición de acromatismo en un doblete despegado

CAPÍTULO 12. Fotometría

12.1. Introducción

12.2. Radiometría y Fotometría

12.2.1. Rendimiento luminoso o coeficiente de eficacia luminosa

12.3. Ángulo sólido

12.4. Magnitudes fotométricas

12.4.1. Intensidad luminosa

12.4.2. Flujo luminoso

12.4.3. Excitancia o emitancia luminosa

12.4.4. Iluminación o iluminancia

12.4.5. Luminancia

12.5. Fotometría de un sistema óptico

CAPÍTULO 13. Instrumentos ópticos

13.1. Introducción

13.2. La cámara fotográfica

13.2.1. Relaciones geométricas en los objetivos fotográficos

13.2.2. Iluminación de la imagen

13.2.3. Profundidad de campo y distancia hiperfocal

13.2.4. Formas constructivas de los objetivos fotográficos: el teleobjetivo, el gran angular y el zoom

13.3. Sistemas de proyección

13.3.1. Sistemas de iluminación

13.3.2. El proyector de transparencias y el proyector de cuerpos opacos

13.4. El ojo humano

13.4.1. Acomodación

13.4.2. Ametropías esféricas

13.4.3. Tamaño de la imagen retiniana y resolución

13.4.4. El ojo humano y la cámara fotográfica

13.5. Lupa o microscopio simple

13.5.1. Resolución y poder separador del conjunto lupa-ojo

13.6. Oculares

13.6.1. Ocular de Huygens

13.6.2. Ocular de Ramsden

13.6.3. Ocular de Kellner

13.7. Anteojos y telescopios

13.7.1. Resolución angular del telescopio

13.7.2. Anteojos refractores

13.7.3. Anteojos reflectores (Telescopios)

13.7.4. Fotometría del telescopio

13.8. Microscopio

13.8.1. Mecanismo de enfoque en el microscopio

13.8.2. Aumento visual de un microscopio

13.8.3. Apertura numérica

13.8.4. Resolución

13.8.5. Diseño de los objetivos de microscopio

13.8.6. Sistema de iluminación en el microscopio

CAPÍTULO 14. Refractometría

14.1. Introducción

14.2. Medida de n a partir del ángulo límite

14.2.1. Refractómetro de Abbe de media bola

14.2.2. Refractómetro de Abbe de prismas

14.2.3. Efecto Pfund

14.3. Goniómetro o espectrómetro de Lang

14.4. Método del microscopio o del duque de Chaulnes

ANEXO. La lente delgada como prisma delgado de ángulo variable

A.1. Introducción

A.2. Determinación del ángulo de refringencia en una lente delgada

A.3. Relación de conjugación en una lente delgada a partir de la desviación prismática

A.4. Potencia prismática de una lente delgada

Bibliografía

Índice alfabético

Otro libro de Escofet Soteras, Jaume es óptica Geométrica. Ejercicios De Trazado Gráfico De Rayos.