Ondas electromagnéticas

• Cap. 3 de Hecht.- Teoría electromagnética, fotones y luz.
   Ondas electromagnéticas. Ec. Maxwell: 1, 2, 3, Mathematica, demo, aplicación, + aplicaciones, historia
      Teorema de Stokes y Gauss, ver Berkeley Physics Course, vol 2, pag 50 y sig.
      Breve repaso aquí.
   Energía y momento
   Radiación
   Fotones
   Interacción luz-materia
   Espectro electromagnético

Problemas a resolver, Cap. 3 del libro Óptica de E. Hetcht, 3a Edición, Addison Wesley 2000
2, 4, 5, (7, 8), 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 21, (22), 24, 25, (26), 27, 28, 29, 31, 32, 33, 34, 35, (36, 37), 39, 41, 51
Los problemas en paréntesis son optativos.


• Cap. 8 de Möller.- Optical constants
 Requieren del paquete Mathcad.
   O1frnkpss (calcula n,k)
   O3ostins (resonancia de Lorenz, polarizabilidad)
   O5metals (n,k de cobre)
   O6skins (efecto piel)
   O4selmrs (expresiones de Sellmeier) Optativa


• Práctica asociada: Analizar carta de espectro
  


• Material complementario: enlaces

Naturaleza dual de la luz
Evolución del fotón moderno
¿Masa en reposo igual a cero?, ver 1 y 2
Improved Limit on Photon Rest Mass, Joseph V. Hollweg, Phys. Rev. Lett. 32, 961 - 962 (1974)
The mass of the photon, Liang-Cheng Tu et al 2005 Rep. Prog. Phys. 68 77-130
Does a Photon Have a Rest Mass?, American Journal of Physics -- March 1968 -- Volume 36, Issue 3, pp. 274-275
Light may arise from tiny relativity violation
Mass in special relativity

Sitio Olympus
   Ondas electromagnéticas
   Onda o partícula
   Temperatura del color
   Colores primarios
   Filtrando luz
   Ojo y persepción
   Luz y energía
   Luz y color. Corresponde a varias secciones.
Sitio Nikon
   Imagen digital
   Fluorecencia
Otros
   Stacked LED's


• Material complementario: Videos

Ondas
   D21-07 Light in a vacuum
   D21-10a, 10b Inverse square law
   D21-09 Pinhole camera
   D21-12 Impossible triangle
   D21-15 Microwave standing waves
   D23-22 Infrared in spectrum
Blackbody radiation and Planck`s hypothesis
   D14-24a, 24b Two can radiation
   D14-25 Radiation cube
   D24-18 Radiation spectrum of a hot object
   D24-25 Bichsel boxes
Photoelectric effect
   D24-19 Photoelectric effect in zinc
   D24-21 Solar cells
   D25-03a, 03b Emisión termoiónica
Resonance
  D9-06 resonance
Atomic spectra
   D25-01 Emission spectra
   D25-02a, 02b Spectral absorption by sodium vapor
   D25-05 Discharge tube and vacuum pump
   D25-06 Plasma tube
   D25-07 Flame salts
The Bohr model
   D25-12 Franck-Hertz effect
Ver discos 6 y 19, parece que tienen cosas interesantes

Propagación de la luz

• Cap. 4 de Hecht.- Propagación de la luz.
   Esparcimiento de Rayleigh
   Reflexión
   Refracción
   Principio de Fermat (secc. 1.2 de Möller)
   Tratamiento electromanético
   Reflexión total interna
   Propiedades ópticas de metales
   Ondas y probabilidad.
Problemas a resolver, Cap. 3 del libro Óptica de E. Hetcht, 3a Edición, Addison Wesley 2000
    Obligatorios: 7, 16, 17, 30, 34, 46, 53, 55, 63, 73
    A escoger (3) 1: 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 21, 31
    A escoger (3) 2: 45, 48, 49, 50, 51
    Optativos: 2, 33, 35,


• Cap. 43 de Resnick


• Cap. 5 de Möller.- Fresnel`s formulas
 Requieren del paquete Mathcad.
   M4snell,    G1fermat, G2fermat, G3ferred (P. de Fermat)
   M5frintn2l, M6frintn2s (ley de Snell)
   M1frfor, M2fr2l, M3fr2s (calcula r y t)
   O2frops (calcula razon de rs/rp)
   M7freva (ondas evanecentes)


• Prácticas asociada:
  
  Reflexión y transmisión de luz
Mandos para gnuplot: Ley de Snell, externa, interna. Ley de Snell, experimental y datos


• Material complementario: enlaces

Sitio Olympus
   Reflexión de la luz
   Refracción de la luz
   Prismas

Otros sitios
   El rayo verde 1, 2 3, 4, 5, 6, 7, 8, entre muchas más.


• Material complementario: juegos
Playthink:
   902 (espejo plano)
   897, 898 (Ley Snell)
   900 Sombra de avión


• Material complementario: videos

Huygen`s principle
   D9-21 Single slit diffraction of water waves
   D9-22 Double slit interference of water waves
   D9-23 Moire patttern
   D21-15 Microwave standing waves
Reflection and refraction
   D9-20 Refraction of water waves
   D21-18 Microwave reflection
   D21-19 Diffusse/spectular reflection
   D21-20 Angles of incidence and reflection
   D22-06 Refraction/reflection from plastic block
The law of refraction
   D22-07 Small refraction tank
   D22-08 Acrylic/lead glass refraction
   D22-10 Disappearing eye dropper
   Dispersion and prisms
   D22-09 Three different prisms
   D23-22 Infrared in pectrum
   D14-04a, 04b Gas viscosity changes with tempreature
The rainbow
   D23-23 Colors in spectral light
   D23-24 Rainbow disc
   D23-25 Newton`s color disc
   D23-26 Additive color mixing
Huygen`s principle applied to reflection and refraction
   D9-20 Refraction of water waves
Total internal reflection
   D22-11 Critial angle/total internal reflection
   D22-12 Silver soot ball
   D22-13 Light pipes
   D22-14 Optical path in fibers
   D22-15 Laser waterfall

Óptica geometrica

• Cap. 5 de Hecht.- Óptica geométrica.
   Lentes
   espejos
   prismas
   fibras
   sistemas ópticos
Problemas a resolver, Óptica de E. Hetcht, 3a Edición, Addison Wesley 2000
    Obligatorios (20): 8, 10, 11, 15, 18, 19, 25, 27, 28, 29, 33, 37, 38, 42, 43, 66, 67, 68, 71
    Optativos: 1, 7, 9, 12, 13, 14, 16, 17, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 30, 31, 32, 34, 35, 36, 39, 40, 41, 44


• Cap. 44 de Resnick.- Lentes y espejos esféricos
   Preguntas: casi todas!
   Problemas: 1,3, 7, 8, 9, 11, 13, 14, 16, 17, 22, 24, 30, 32, 42, 43

• Cap. 1 de Möller.- Geometrical optics
 Requieren del paquete Mathcad.
   G4prism, G5prismim (prismas)
   G6sincx, G7singcx (superficies convexas)
   G8sincv, G9singcv (superficies cóncavas)
   G10tinpos, G11tinpos, G12tinneg, G13tinnegG14tinfoc (lentes delgadas)
   G15tintow, G16mag2l (dos lentes) 
   G17magnp, G18magin (amplificación)
   G19micnp, G20mincin (microscopio)
   G21telk, G22telg (telescopio)
   G31mircx (espejo cóncavo)


• Prácticas asociada:
  
  Formación de imágenes
Programa de simulación: Lentes delgadas


• Material complementario: enlaces

Sitio Olympus
   Lentes
   Espejos
   Prismas
Sitio Nikon
   Óptica del microscopio
   Esteromicroscopio
   Microscopio confocal
Otros sitios
   Grandes telescopios
   Para hacer tu telescopio
   Micro-Origami and Micromirrors
   Optica activa, grandes telescopios, Telescopio Multiespejos (Canarias), SPIE


• Material complementario: juegos

Playthink:
  907 Espejo de Arquímedes.
   759, 764, 765, 766 (imagen distorcionada)
   906 superperiscope
   908 Fashion mirror
   903 Reflexion en espejo plano
   904 Laberinto de espejo
   899 Lente en el agua
   901 Lente inclinada
   912, 913, 917, 918, Blind spot


• Material complementario: videos

Plane mirrors
   D21-21 Location of image
   D21-22 Parity reversal in a mirror
   D21-23a, 23b Hinged mirrors
   D21-24 Corner reflector
   D21-25 Barbershop mirrors
   D21-26 Mirror box
Images formed by spherica mirrors
   D22-01 Concave and convex mirrors
   D22-02 Spherical aberration in a mirror
   D22-03 Energy at a focal point
   D22-04 Heat focusing
   D22-05 Large concave mirror
Thin Lenses
   D22-16 Real image formation
   D22-17 Lens magnification
   D22-18 Ray tracing with lenses
   D22-19 Fresnel lens
   D22-20a, 20b Fillable air lenses
Lens Aberrations
   D22-21 Spherical aberration
   D22-22 Chromatic aberrration
   D22-23 Astigmatism
   D22-24 Off axis distortion

Suma de ondas

• Cap. 7 de Hecht.- Suma de ondas.
   suma de ondas de la misma frecuencia
   suma de ondas de diferente frecuencia
   ondas no periódicas


• Cap. 2 de Möller.- Interference
 Requieren del paquete Mathcad.
2.2 Superposition of harmonic waves
   I1Cosws, I2Cossups, I4Cosints


• Prácticas asociadas

Programas RM: Inter,
Mandos para gnuplot: Suma de dos ondas,


• Material complementario: enlaces

Series de Fourier (java applets)
Sitios: uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete (en procesado de señales)

Convolución
Sitios: uno, dos, tres ?, cuatro, cinco

Espectro
Sitio: series de Fourier con sonido

Tutorial sobre series e transformadas de Fourier. Muy bueno, con textos, ecuaciones y applets java.
Transformada de Fourier en dos dimensiones
aplicaciones en electrónica
Java applets avanzados, uno de ellos sobre Transformada rápida de Fourier. Otro de convolución y más de graficado.

Polarización de la luz

• Cap. 8 de Hecht.- Polarización.
   Naturaleza de luz polarizada
   polarizadores.
   Dicroismo,
   birrefringencia,
   esparcimiento,
   reflexión
   retardadores
   actividad óptica

Problemas a resolver,
Óptica de E. Hetcht, 3a Edición, Addison Wesley 2000
   Capítulo 8.- Obligatorios: 2, 4, 6, 8, 11, 12, 18, 20, 21, 27, 31, 33, 36, 45, 47
   Capítulo 8.- Optativos: 1, 3, 5, 9, 10, 19, 24, 28, 34, 37, 43, 46, 48
Physics of Light and Optics, Justin Peatross, et al
   Capítulo 4.- 2 (el libro da una sugerencia, yo les pido una versión gráfica), 3 y 12 (optativo)


• Cap. 5 de Möller.- Maxwell's theory
5.7.1 Polarized light
   M8polin, M9poelip (superposición de ondas, vectorial)
   M10poelipses, M11poeliplis (polarización eliptica)
   O8ardels, OA1deltafs, OA2metpds (elipsometria)


• Práctica asociadas:
Polarización de la luz
Programa de simulación: Elipsometría
Programa de simulación: Polarización


• Material complementario: enlaces

Sitio Olympus
   Polarización
   Birrefringencia óptica
Sitio Nikon
   Microscopio interferencial de fase
Otros
   Is the Universe Birefringent?
   Stressed-out disks


• Material complementario: videos

   D24-01 Polaroid sheets crossed and uncrossed
   D24-02 Polaroids cut at 45 degrees
   D24-03 Rotation by polarizing filter
   D24-04 Microwave polarization
   D24-05 Polarization by reflection
   D24-06 Polarization by double reflection
   D24-07 Polarization by scattering
   D24-08 Artificial sunset
   D24-09 Optical activity in cellophane tape
   D24-10 Polarized lion
   D24-11 Optical activity in corn syrup
   D24-12 Polage
   D24-13 Photoelastic stress figures
   D24-14 Barbershop sugar tube
   D24-15 Quarter wave plate
   D24-16 Double refraction in calcite
   D24-17 Liquid crystal sheets

Interferencia de la luz

• Cap. 9 de Hecht.- Interferencia.
   Condiciones para la interferencia
   División del frente de onda
   División de amplitud
   Localización de franjas
   Interferencia de haces múltiples
   Aplicaciones, multicapas
Problemas a resolver, Óptica de E. Hetcht, 3a Edición, Addison Wesley 2000
Capítulo 9.- 4, 5, 8, 10, 16, 18, 22, 23, 24, 26, 30, 31, 33


• Cap. 2 de Möller.- Interference
 Requieren del paquete Mathcad.
2.4 two-beam wavefront dividing interferometry
   I5youngs, I6loyds
2.5 two-beam amplitude dividing interferometry
   I9plans, I10wedges, I11newtons, I2michdls, I3michans, I14planids
2.6 multiple beam interferometry
   I16fabrys, I17fabryls, I18fabrydrs, I19fabryas(?), I20arrays


• Cap. 5 de Möller.- Maxwell's theory
5.6 Fresnel's formulas
5.6.1 y 2 TE y TM
5.6.3 dependence on angle of incidence
6.2 Medios estratificados    N2symatr (multiplicacion de matrices), N3symatpl (T para una placa plana paralela)
   N4symulanta, N4sumulantb (antirreflectora)
   N5strasyma, N5strasymb (multicapas)


• Práctica asociada:
  Interferencia de la luz
Programas RM: Inter,


• Material complementario: enlaces

Sitio Olympus
   Interferencia

  ¿Qué tan buena es la aproximación "DCO>>dsin(Q)"? ver Physics Teacher Nov. 02, pag. 460
  X-Ray Interferometry
  Artículo original de Michelson, sobre interferómetro (Am. J. of Sci., nov. 1887).
  Midiendo distancias con interferencia


• Material complementario: videos

Young`s double slit interference
   D9-22 Double slit interference of water waves
   D23-10a, 10b Microwave double slit interference
   D23-11 Double slit interference
Newton`s rings
   D23-15 Newton`s rings
Interference in thin films
   D23-14 Glass plates in sodium light
   D23-16 interference filters
   D23-17 Pohl`s mica sheets
Michelson interferometer
   D23-19 Microwave interferometer
   D23-20 Michelson interferometer with white light
Diffraction grating
   D23-12 Multiple slit interference
   D23-13 Interference gratings

Difracción de la luz

• Cap. 9 de Hecht.- Difracción.
     consideraciones generales
     difracción de Fraunhofer
     difracción de Fresnel
     Teoría escalar de la difracción de Kirchoff
  Problemas a resolver, Óptica de E. Hetcht, 3a Edición, Addison Wesley 2000
  Capítulo 10.- 7, 8, 9, 11, 16, 23, 24, 25, 28, 30, 31, 33
  
  
• Cap. 3 de Möller.- Difraction
 Requieren del paquete Mathcad.
3.2 Kirchoff-Fresnel integral
   D1cirs (mancha de Poison),
3.3 Fresnel difraction
   D18fefncs, D19feslits (slit), D20fedges (orilla), DA3fecor (espiral Cornu) 3.4 Frauhofer difraction
   D2faslits (difr. de una rendija), D3faslitexs (idem, en texto), D4faslitft (TF de funcion step), D5rects (difr.de rectangulo), D6farons (difr. abertura circ.), D7faroon3ds (difr. abertura circ, 3D), D8ronexs (abertura circular, min), D9fagramps (rejilla difraccion),
   D13fagrres (resolución), D14fares3ds (resolución),
   D16fagrrans, D17arayra3ds (aberturas al azar)


• Práctica asociada: Difracción de la luz


• Material complementario: enlaces

Sitio Olympus
   Difracción de luz
   Contraste de fase
Otros sitios
   Resolución en telescopios: del sitio original, también aquí. Incluye un poco sobre óptica activa y adaptiva.
   Sinusoidal Microstructures


• Material complementario: juegos
Playthink:
   920, 923 (vista de puntitos, resolucion)
Ver Scientific American, agosto 2004, parte de atrás de la portada.
Retrato de Benito Juárez


• Material complementario: videos

   D23-05 Poisson`s bright spot
   D23-06 Shadow of needle
   D23-07 Pin hole diffraction
   D23-08 Knife edge diffration
Single slit diffraction
   D9-21 Single slit difraction of water waves
   D23-01a, 01b Microwave diffraction
   D23-02 Single slit diffraction
   D23-03 Single slit diffraction (cornell slides)
   D23-04 Thin wire diffraction
Resolution
   D23-07 Pinhole diffraction
   D23-09 Resolving power

Exposiciones de estudiantes, 2005

• Incontant constant, Expone A. Saracho.
  Tomado del Scientific American, June 2005. Autores John D. Barrow y John K. Webb
  "Do the inner workings of nature change with time?"
  
  
• Getting the picture from Hubble Space Telescope. Expone Manuel Ocegueda.
  Tomado del sitio del museo Exploratorium
  
  
• True blue, Scientific american septiembre 1997 vol. 277 issue 3, pág. por Glenn Zorpette. Expone Trinidad
  In pursuit of the ultimate lamp, Scientific american febrero 2001 vol. 284 issue 2, pág. por Craford, M George, Holonyak, Jr., Nick
  ¿qué es un led? y su funcionamiento
  

Nuevos temas

• Túnel óptico para el enfocamiento de átomos
    aip
    Takamizawa et al. in Applied Physics Letters , 30 August 2004
• Optica de Fourier
  Möller, cap 10
     W1ftseris, W2ftcft (series de Fourier)
     W3imones, W4imtwob (spread function)
     W5imoneros, W6imtwordos (objetos circulares)
     W7putras, W8trasis, W9traj1s (funcion de transferencia)
     W10bes3ds, W11tworoj1s (resolución)
  
• Optica adaptiva
• Fotonica (GRIN, DWDM, Pasabanda, etc)
• Materiales con indice negativo
• Luminiscencia
• Banda prohibida, control de..
• Cristales fotónicos
• Láseres azules
• Frenado de fotones
• Naturaleza dual de la luz
• Óptica no lineal
• Óptica cuántica
• FTIR
  Möller, cap 9
     F1ftsteps, F2ftstepds, F3ftstepc1s, F4ftsteposs (FT de escalon, uno y dos lados)
     F5ftsincrs, F6ftsinccs, g8ftsic183s (FT de sinc)
     F9ftgauss, F10ftgausss (FT de gaussiana)
     F11convos (convolución)
     F12FTfidv1s, F13FTdisc2s, F14Michops, F15folds, F16apodis (FTIR)
  
• Coherencia
  Cap. Principles of Optics de Born y Wolf
  Cap. 4 de Möller.- Coherence
  4.1 spatial coherence
     C1coh2s (entre dos fuentes), C2cohex (fuente extendida),    C3vis2s (visibilidad 2 fuentes puntuales, C4visex (visibilidad fuente extendida)
     C5michsts (interferometro estelar de Michelson), 4.2 Temporal coherence
     C6supers (superposicion de trenes de onda), C8cohints (patron de intensidades del anterior),
• Espectroscopia, calculo de espectros
  Cap. 7 de Möller.- Black body radiation, atomic emission and lasers
  7.2 Blackbody radiation
     L1rajeans (ley de Raleigh-Jeans)
     L2bbls, L3bbfs, L4stefs, l5wiens (radiacion de cuerpo negro)
  7.3 Atomic emission
  7.4 Bandwidth
     L6bands (linea Lorenzian
  a)
  7.2 lasers
     L7rubys, L8henes, L9minpows (ganancia de laseres)

Scientific American

Artículos de la columna Amateur Scientist