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  1. Prefacio
  2. Óptica
    1. 1 La naturaleza de la luz
      1. Introducción
      2. 1.1 La propagación de la luz
      3. 1.2 La ley de reflexión
      4. 1.3 Refracción
      5. 1.4 Reflexión interna total
      6. 1.5 Dispersión
      7. 1.6 Principio de Huygens
      8. 1.7 Polarización
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    2. 2 Óptica geométrica y formación de imágenes
      1. Introducción
      2. 2.1 Imágenes formadas por espejos planos
      3. 2.2 Espejos esféricos
      4. 2.3 Imágenes formadas por refracción
      5. 2.4 Lentes delgadas
      6. 2.5 El ojo
      7. 2.6 La cámara
      8. 2.7 La lupa simple
      9. 2.8 Microscopios y telescopios
      10. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    3. 3 Interferencias
      1. Introducción
      2. 3.1 Interferencia de doble rendija de Young
      3. 3.2 Matemáticas de la interferencia
      4. 3.3 Interferencias de rendijas múltiples
      5. 3.4 Interferencia de película delgada
      6. 3.5 El interferómetro de Michelson
      7. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 4 Difracción
      1. Introducción
      2. 4.1 Difracción de una rendija
      3. 4.2 Intensidad en la difracción de una rendija
      4. 4.3 Difracción de doble rendija
      5. 4.4 Rejillas de difracción
      6. 4.5 Aberturas circulares y resolución
      7. 4.6 Difracción de rayos X
      8. 4.7 Holografía
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  3. Física moderna
    1. 5 Relatividad
      1. Introducción
      2. 5.1 Invariancia de las leyes físicas
      3. 5.2 Relatividad de la simultaneidad
      4. 5.3 Dilatación del tiempo
      5. 5.4 Contracción de longitud
      6. 5.5 La transformación de Lorentz
      7. 5.6 Transformación relativista de la velocidad
      8. 5.7 Efecto Doppler para la luz
      9. 5.8 Momento relativista
      10. 5.9 Energía relativista
      11. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    2. 6 Fotones y ondas de materia
      1. Introducción
      2. 6.1 Radiación de cuerpo negro
      3. 6.2 Efecto fotoeléctrico
      4. 6.3 El efecto Compton
      5. 6.4 Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno
      6. 6.5 Las ondas de materia de De Broglie
      7. 6.6 Dualidad onda-partícula
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    3. 7 Mecánica cuántica
      1. Introducción
      2. 7.1 Funciones de onda
      3. 7.2 El principio de incertidumbre de Heisenberg
      4. 7.3 La ecuación de Schrӧdinger
      5. 7.4 La partícula cuántica en una caja
      6. 7.5 El oscilador armónico cuántico
      7. 7.6 El efecto túnel de las partículas a través de las barreras de potencial
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 8 Estructura atómica
      1. Introducción
      2. 8.1 El átomo de hidrógeno
      3. 8.2 Momento dipolar magnético orbital del electrón
      4. 8.3 Espín del electrón
      5. 8.4 El principio de exclusión y la tabla periódica
      6. 8.5 Espectros atómicos y rayos X
      7. 8.6 Láseres
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    5. 9 Física de la materia condensada
      1. Introducción
      2. 9.1 Tipos de enlaces moleculares
      3. 9.2 Espectros moleculares
      4. 9.3 Enlaces en los sólidos cristalinos
      5. 9.4 Modelo de electrones libres de los metales
      6. 9.5 Teoría de bandas de los sólidos
      7. 9.6 Semiconductores y dopaje
      8. 9.7 Dispositivos semiconductores
      9. 9.8 Superconductividad
      10. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    6. 10 Física nuclear
      1. Introducción
      2. 10.1 Propiedades de los núcleos
      3. 10.2 Energía de enlace nuclear
      4. 10.3 Decaimiento radioactivo
      5. 10.4 Reacciones nucleares
      6. 10.5 Fisión
      7. 10.6 Fusión nuclear
      8. 10.7 Usos médicos y efectos biológicos de la radiación nuclear
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    7. 11 Física de partículas y cosmología
      1. Introducción
      2. 11.1 Introducción a la física de partículas
      3. 11.2 Leyes de conservación de las partículas
      4. 11.3 Cuarks
      5. 11.4 Aceleradores y detectores de partículas
      6. 11.5 El modelo estándar
      7. 11.6 El Big Bang
      8. 11.7 Evolución del universo primigenio
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  4. A Unidades
  5. B Factores de conversión
  6. C Constantes fundamentales
  7. D Datos astronómicos
  8. E Fórmulas matemáticas
  9. F Química
  10. G El alfabeto griego
  11. Clave de Respuestas
    1. Capítulo 1
    2. Capítulo 2
    3. Capítulo 3
    4. Capítulo 4
    5. Capítulo 5
    6. Capítulo 6
    7. Capítulo 7
    8. Capítulo 8
    9. Capítulo 9
    10. Capítulo 10
    11. Capítulo 11
  12. Índice

Resumen

1.1 La propagación de la luz

  • La velocidad de la luz en el vacío es de c=2,99792458×108m/s3,00×108m/sc=2,99792458×108m/s3,00×108m/s.
  • El índice de refracción de un material es de n=c/v,n=c/v, donde v es la velocidad de la luz en un material y c es la velocidad de la luz en el vacío.
  • El modelo de rayos de luz describe la trayectoria de la luz como líneas rectas. La parte de la óptica que se ocupa del aspecto de los rayos de luz se denomina óptica geométrica.
  • La luz puede viajar de tres maneras desde una fuente a otro lugar: (1) directamente desde la fuente a través del espacio vacío; (2) a través de varios medios; y (3) después de reflejarse en un espejo.

1.2 La ley de reflexión

  • Cuando un rayo de luz incide sobre una superficie lisa, el ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.
  • Un espejo tiene una superficie lisa y refleja la luz en ángulos específicos.
  • La luz se difumina cuando se refleja en una superficie rugosa.

1.3 Refracción

  • El cambio de dirección de un rayo de luz cuando atraviesa variaciones de la materia se llama refracción.
  • La ley de refracción, también llamada ley de Snell, relaciona los índices de refracción de dos medios en una interfase con el cambio de ángulo de un rayo de luz que atraviesa esa interfase.

1.4 Reflexión interna total

  • El ángulo de incidencia que produce un ángulo de refracción de 90°90° se llama el ángulo crítico.
  • La reflexión interna total es un fenómeno que se produce en la frontera entre dos medios, de manera que si el ángulo de incidencia en el primer medio es mayor que el ángulo crítico, toda la luz se refleja en ese medio.
  • La fibra óptica consiste en la transmisión de la luz a través de fibras de plástico o vidrio, aplicando el principio de la reflexión interna total.
  • El revestimiento impide que la luz se transmita entre las fibras de un grupo unido de fibras.
  • Los diamantes brillan debido a la reflexión interna total, junto con un gran índice de refracción.

1.5 Dispersión

  • La dispersión de la luz blanca en todo su espectro de longitudes de onda se llama dispersión.
  • El arcoíris se produce por una combinación de refracción y reflexión, e implica que la luz solar se dispersa en una distribución continua de colores.
  • La dispersión produce hermosos arcoíris, pero también causa problemas en ciertos sistemas ópticos.

1.6 Principio de Huygens

  • Según el principio de Huygens, cada punto de un frente de onda es una fuente de ondículas que se propagan hacia adelante a la misma velocidad que la propia onda. El nuevo frente de onda es tangente a todas las ondículas.
  • Un espejo refleja una onda entrante en un ángulo igual al ángulo incidente, lo que comprueba la ley de reflexión.
  • La ley de refracción puede explicarse aplicando el principio de Huygens a un frente de onda que pasa de un medio a otro.
  • La curvatura de una onda alrededor de los bordes de una abertura o de un obstáculo se llama difracción.

1.7 Polarización

  • La polarización es el atributo de que las oscilaciones de las ondas tienen una dirección definida con respecto a la dirección de propagación de la onda. La dirección de polarización se define como la dirección paralela al campo eléctrico de la onda EM.
  • La luz no polarizada se compone de muchos rayos con direcciones de polarización aleatorias.
  • La luz no polarizada se puede polarizar haciéndola pasar por un filtro polarizador u otro material polarizador. El proceso de polarización de la luz disminuye su intensidad en un factor de 2.
  • La intensidad, I, de la luz polarizada después de pasar por un filtro polarizador es I=I0cos2θI=I0cos2θ, donde I0I0 es la intensidad incidente y θθ es el ángulo entre la dirección de polarización y el eje del filtro.
  • La polarización también se produce por reflexión.
  • La ley de Brewster establece que la luz reflejada está completamente polarizada en el ángulo de reflexión θbθb, conocido como el ángulo de Brewster.
  • La polarización también puede producirse por dispersión.
  • Varios tipos de sustancias ópticamente activas hacen girar la dirección de la polarización de luz que las atraviesa.
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