Oscilaciones y Óptica

CONTENIDOS:

I.      Movimiento armónico simple y elementos asociados a las oscilaciones.

II.     Oscilaciones amortiguadas y forzadas.

III.    Óptica Geométrica.

IV.   Ondas monocromáticas.

N° UNIDAD TEMÁTICA: I                NOMBRE: Movimiento armónico simple y elementos                                                                                    asociados a las oscilaciones.

1.1 1.1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.3

Sistemas de un grado de libertad. Ejemplos de sistemas físicos de un grado de libertad. Movimiento armónico simple. Sistemas físicos ideales con movimiento armónico simple como: el sistema masa resorte, el péndulo simple, el circuito LC resonante, la balanza de torsión y cuerpos rígidos que rotan alrededor de un eje fijo. Ecuación dinámica del movimiento armónico simple. Interpretación de los parámetros y variables asociados a la solución de la ecuación dinámica. Energía total asociada (cinética y potencial). Representación compleja de las soluciones y variables dinámicas involucradas en el movimiento armónico simple.

N° UNIDAD TEMÁTICA: II                                  NOMBRE: Oscilaciones amortiguadas y forzadas.

2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4

Oscilaciones con amortiguamiento. Sistemas eléctricos y mecánicos sobre-amortiguados Sistemas críticamente amortiguados Sistemas sub-amortiguados. Sistemas mecánicos sujetos a amortiguamiento del tipo viscoso, coulombiano y del de histéresis. Calidad (Q) del oscilador. Razón de amplitud o factor de magnificación de un sistema mecánico. Oscilaciones forzadas bajo excitación armónica. Sistema mecánico forzado no amortiguado sujeto a una fuente de excitación con frecuencia monocromática. Sistema mecánico forzado amortiguado bajo la influencia de una fuente de excitación monocromática. Resonancia y factor de calidad. Resonancia en circuitos eléctricos RCL en serie y en paralelo.

N° UNIDAD TEMÁTICA: III                                  NOMBRE: Óptica geométrica.

3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.3.1 3.1.3.2 3.2 3.2.1 3.2.1.1 3.2.1.2 3.2.1.3 3.2.1.4 3.2.1.5 3.2.1.6

Leyes fundamentales de la Óptica Geométrica. Principio de Fermat. Ley de Reflexión. Ley de Snell. Índice de refracción. Ángulo crítico y reflexión total interna. Propagación de rayos en superficies reflectoras. Reflexión, de luz, en una superficie reflectora esférica. Ecuación que rige la formación de imágenes en una superficie reflectora esférica bajo la aproximación paraxial. Espejo plano. Objetos e imágenes reales, virtuales, derechos o invertidos, magnificados o reducidos. Interacción de rayos colimados con estas superficies. Método gráfico para la determinación de imágenes en estas superficies. Método matricial para rayos paraxiales e interpretación de la matriz de transferencia de rayos.

N° UNIDAD TEMÁTICA: IV                                  NOMBRE: Ondas monocromáticas.

4.1        4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.4.1 4.1.5 4.2       4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3 4.3.1 4.3.1.1 4.3.1.2 4.3.1.3 4.3.1.4 4.3.1.5

Ecuación de onda. Derivación de la ecuación de onda unidimensional escalar. Solución armónica de la ecuación de onda unidimensional. Ecuación de onda tridimensional en coordenadas cartesianas. Onda plana tridimensional. Velocidad de fase y Vector de Propagación. Onda esférica escalar. Ecuaciones de Maxwell. Ecuaciones de Maxwell en forma integral y diferencial. Ecuaciones de onda para el campo electromagnético en espacio libre. Vector de Poynting e Irradiancia. Propagación de la luz en un medio dieléctrico lineal. Modelo del oscilador de Lorentz. Respuesta de la polarización de un medio dieléctrico con amortiguamiento. Vector de propagación complejo. Coeficiente de absorción. Índice de refracción complejo, parte real e imaginaria. Ecuación de dispersión, y coeficiente de extinción de un dieléctrico.