Óptica física

En física, la óptica física u óptica ondulatoria es la rama de la óptica que toma la luz como una onda y explica algunos fenómenos que no se podrían explicar tomando la luz como un rayo.[1]​ Estos fenómenos son: Ya en el siglo XVII se reconoció que la interpretación clásica de la luz como un haz de rayos rectos era incompleta.La difracción y la interferencia no se pueden explicar de esta manera.Christiaan Huygens observó hacia 1650 que la propagación de la luz análoga a las ondas del agua explicaría el fenómeno.Al principio, Huygens no fue tomado en serio porque la gente favorecía la teoría de los corpúsculos de Isaac Newton.Los trabajos de Joseph von Fraunhofer y Augustin Jean Fresnel ampliaron aún más la teoría.Friedrich Magnus Schwerd utilizó la teoría ondulatoria para explicar sus extensos experimentos de difracción.[2]​ Óptica física es también el nombre de una aproximación comúnmente utilizada en óptica, ingeniería eléctrica y física aplicada.En este contexto, es un método intermedio entre la óptica geométrica, que ignora los efectos de las ondas , y el electromagnetismo de onda completa, que es una teoría precisa.[3]​: 11–13 Esta aproximación consiste en utilizar la óptica de rayos para estimar el campo en una superficie y luego integrar ese campo sobre la superficie para calcular el campo transmitido o disperso.Esto se asemeja a la aproximación de Born, en el sentido de que los detalles del problema se tratan como una perturbación.Modela varios efectos de interferencia, difracción y polarización, pero no la dependencia de la difracción con la polarización.Dado que se trata de una aproximación de alta frecuencia, suele ser más precisa en óptica que en radio.En óptica, normalmente consiste en integrar un campo estimado por rayos sobre una lente, espejo o apertura para calcular el campo transmitido o disperso.En la dispersión de radar, generalmente significa tomar la corriente que se encontraría en un plano tangente de material similar a la corriente en cada punto del frente, es decir, la parte geométricamente iluminada, de un dispersor.La corriente en las partes sombreadas se toma como cero.Esto es útil para cuerpos con grandes formas convexas suaves y para superficies con pérdida (baja reflexión).[4]​[5]​ Una teoría mejorada introducida en 2004 ofrece soluciones exactas a problemas relacionados con la difracción de ondas mediante dispersores conductores.[4]​ Al observar la interacción de la luz con la materia, se han observado diversos efectos que ya no pueden explicarse mediante la óptica geométrica.En óptica ondulatoria, la luz se describe mediante una onda transversal con longitud de onda, amplitud y fase.y del tiempo t. La función de onda puede ser escalar o vectorial.La descripción vectorial de la luz es necesaria si interviene la polarización.En caso contrario, la descripción escalar es la más sencilla.Si se introduce el número de ondaLa solución a esta ecuación viene dada por la aproximación.En el ejemplo de la onda plana, el campo gradiente esy los frentes de onda se propagan en la dirección x.en este punto) y dirección de propagaciónEn realidad, la frecuencia de la onda luminosa es crucial para el color.Las afirmaciones habituales sobre el color de la luz en relación con su longitud de onda suponen que se propaga en el vacío.