Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
- Profesor/a: Cecilio Hernández Rodríguez
- Temas (epígrafes):
1. FUNDAMENTOS DE ÓPTICA ELECTROMAGNÉTICA
1.1. Ecuaciones de Maxwell en el vacío
1.2. Energía asociada al campo electromagnético en el vacío
1.3. La ecuación de onda para el vacío
1.4. Ecuaciones de Maxwell en los medios materiales: Relación de Maxwell
2. PROPAGACIÓN DE LA LUZ EN MEDIOS DIELÉCTRICOS, HOMOGÉNEOS E ISÓTROPOS (DHI)
2.1. Ondas Planas en medios DHI: ondas escalares y vectoriales (electromagnéticas)
2.2. Propiedades de las ondas electromagnéticas
2.3. Energía e Intensidad asociada a las ondas electromagnéticas
2.4. Superposición de ondas de igual y distinta frecuencia: Grupo de ondas, ondas estacionarias
2.5. Ondas cuasimonocromáticas: coherencia temporal (longitudinal)
2.6. Modelo atómico del oscilador de Lorentz: índice de refracción microscópico
3. POLARIZACIÓN DE LA LUZ
3.1. Polarización del Campo Eléctrico: Ley de Malus. Plano de polarización y lugar geométrico del Campo Eléctrico (elipse de polarización).Tipos de luz polarizada
3.2. Formalismo matemático para la luz polarizada: vector de Jones, parámetros de Stokes y esfera de Poincarè. Estados de polarización ortogonales
3.3. Elementos ópticos para la transformación de estados de polarización: láminas polarizadoras y retardadoras. Matrices de Jones y matrices de Mueller
3.4. Acción de los dispositivos polarizadores y retardadores sobre la luz natural. Intensidad de la luz emergente y análisis del estado de polarización
4. FENÓMENOS FRONTERA EN MEDIOS DHI
4.1. Tratamiento electromagnético: condiciones de contorno o frontera entre dos medios DHI
4.1.1. Leyes de la refracción y reflexión (Leyes de Snell)
4.1.2. Ecuaciones de Fresnel (ondas p y s). Refracción, reflexión externa e interna, reflexión total interna (rombo de Fresnel, fibra óptica). Onda evanescente. Relaciones de Stokes
4.1.3. Expresiones del campo eléctrico e Intensidad de la onda polarizada incidente, reflejada y transmitida
4.1.4. Reflectancia y Transmitancia
5. FENÓMENOS INTERFERENCIALES Y COHERENCIA
5.1. Fundamentos: condiciones para obtener imágenes de interferencia estables
5.1.1. Coherencia mutua: temporal o longitudinal y espacial o transversal. Teorema de van Cittert–Zernike
5.1.2. Interferencia de ondas planas monocromáticas y cuasimonocromáticas
5.2. Tipos de interferencia y dispositivos interferométricos
5.2.1. División del Frente de Onda (DFO): Interferencias de Young
5.2.2. Interferómetros basados en DFO: espejo de Lloyd, biprisma de Fresnel, interferómetro estelar de Michelson
5.2.3. División de la amplitud de la onda (DAO): interferencias en láminas dieléctricas. Franjas localizadas de igual inclinación (anillos de Haidinger) e igual espesor (franjas de Fizeau, anillos de Newton)
5.2.4. Interferómetros basados en DAO: interferómetro de Michelson. Reflexiones múltiples en láminas dieléctricas: interferómetro Fabry-Perot y sus parámetros característicos: Transmitancia, poder de resolución espectral e intervalo espectral libre
5.2.5. Láminas antireflejantes y filtros interferenciales
6. DIFRACCIÓN
6.1. Introducción a la teoría escalar de la difracción (dimensiones de aperturas u obstáculos y distancia de observación)
6.1.1. Principio de propagación de Huygens-Fresnel: placa zonal de Fresnel
6.1.2. Teorema de Green y Teorema Integral de Helmholtz-Kirchhoff
6.1.3. Formulación de Fresnel-Kirchhoff y Rayleigh-Sommerfield para una pantalla plana
6.1.4. Principio de Babinet
6.2. Aproximaciones de la teoría escalar de la difracción en la óptica paraxial: oblicuidad y amplitud
6.2.1. Difracción de Fresnel: aproximación en la fase para campo cercano
6.2.2. Difracción de Fraunhofer: aproximación en la fase para campo lejano
6.3. Estudio de casos particulares en la aproximación de Fraunhofer
6.3.1. Objeto rectangular: aproximación a una rendija
6.3.2. Objeto circular: criterio de resolución de Rayleigh
6.3.3. Objeto de estructura periódica: red de difracción monodimensional y sus parámetros característicos: poder de resolución espectral e intervalo espectral libre
- Temas (epígrafes):
1. FUNDAMENTOS DE ÓPTICA ELECTROMAGNÉTICA
1.1. Ecuaciones de Maxwell en el vacío
1.2. Energía asociada al campo electromagnético en el vacío
1.3. La ecuación de onda para el vacío
1.4. Ecuaciones de Maxwell en los medios materiales: Relación de Maxwell
2. PROPAGACIÓN DE LA LUZ EN MEDIOS DIELÉCTRICOS, HOMOGÉNEOS E ISÓTROPOS (DHI)
2.1. Ondas Planas en medios DHI: ondas escalares y vectoriales (electromagnéticas)
2.2. Propiedades de las ondas electromagnéticas
2.3. Energía e Intensidad asociada a las ondas electromagnéticas
2.4. Superposición de ondas de igual y distinta frecuencia: Grupo de ondas, ondas estacionarias
2.5. Ondas cuasimonocromáticas: coherencia temporal (longitudinal)
2.6. Modelo atómico del oscilador de Lorentz: índice de refracción microscópico
3. POLARIZACIÓN DE LA LUZ
3.1. Polarización del Campo Eléctrico: Ley de Malus. Plano de polarización y lugar geométrico del Campo Eléctrico (elipse de polarización).Tipos de luz polarizada
3.2. Formalismo matemático para la luz polarizada: vector de Jones, parámetros de Stokes y esfera de Poincarè. Estados de polarización ortogonales
3.3. Elementos ópticos para la transformación de estados de polarización: láminas polarizadoras y retardadoras. Matrices de Jones y matrices de Mueller
3.4. Acción de los dispositivos polarizadores y retardadores sobre la luz natural. Intensidad de la luz emergente y análisis del estado de polarización
4. FENÓMENOS FRONTERA EN MEDIOS DHI
4.1. Tratamiento electromagnético: condiciones de contorno o frontera entre dos medios DHI
4.1.1. Leyes de la refracción y reflexión (Leyes de Snell)
4.1.2. Ecuaciones de Fresnel (ondas p y s). Refracción, reflexión externa e interna, reflexión total interna (rombo de Fresnel, fibra óptica). Onda evanescente. Relaciones de Stokes
4.1.3. Expresiones del campo eléctrico e Intensidad de la onda polarizada incidente, reflejada y transmitida
4.1.4. Reflectancia y Transmitancia
5. FENÓMENOS INTERFERENCIALES Y COHERENCIA
5.1. Fundamentos: condiciones para obtener imágenes de interferencia estables
5.1.1. Coherencia mutua: temporal o longitudinal y espacial o transversal. Teorema de van Cittert–Zernike
5.1.2. Interferencia de ondas planas monocromáticas y cuasimonocromáticas
5.2. Tipos de interferencia y dispositivos interferométricos
5.2.1. División del Frente de Onda (DFO): Interferencias de Young
5.2.2. Interferómetros basados en DFO: espejo de Lloyd, biprisma de Fresnel, interferómetro estelar de Michelson
5.2.3. División de la amplitud de la onda (DAO): interferencias en láminas dieléctricas. Franjas localizadas de igual inclinación (anillos de Haidinger) e igual espesor (franjas de Fizeau, anillos de Newton)
5.2.4. Interferómetros basados en DAO: interferómetro de Michelson. Reflexiones múltiples en láminas dieléctricas: interferómetro Fabry-Perot y sus parámetros característicos: Transmitancia, poder de resolución espectral e intervalo espectral libre
5.2.5. Láminas antireflejantes y filtros interferenciales
6. DIFRACCIÓN
6.1. Introducción a la teoría escalar de la difracción (dimensiones de aperturas u obstáculos y distancia de observación)
6.1.1. Principio de propagación de Huygens-Fresnel: placa zonal de Fresnel
6.1.2. Teorema de Green y Teorema Integral de Helmholtz-Kirchhoff
6.1.3. Formulación de Fresnel-Kirchhoff y Rayleigh-Sommerfield para una pantalla plana
6.1.4. Principio de Babinet
6.2. Aproximaciones de la teoría escalar de la difracción en la óptica paraxial: oblicuidad y amplitud
6.2.1. Difracción de Fresnel: aproximación en la fase para campo cercano
6.2.2. Difracción de Fraunhofer: aproximación en la fase para campo lejano
6.3. Estudio de casos particulares en la aproximación de Fraunhofer
6.3.1. Objeto rectangular: aproximación a una rendija
6.3.2. Objeto circular: criterio de resolución de Rayleigh
6.3.3. Objeto de estructura periódica: red de difracción monodimensional y sus parámetros característicos: poder de resolución espectral e intervalo espectral libre
