Óptica física

1. Aprender a manejar el formalismo matemático de las ondas y saber interpretar sus parámetros básicos.
2. Presentar los conceptos fundamentales del modelo ondulatorio de la luz: polarización, interferencia, y difracción.
3. Comprender, mediante los conceptos anteriores, fenómenos de interés en óptica oftálmica y visual, el funcionamiento del instrumental óptico y optométrico, así como resolver problemas que surgen en estos ámbitos.

Unidad 0. INTRODUCIÓN A LA MATERIA
Introducción: Planificación del curso: objetivos, programa, calendario, etc.
Tema 0.- Breve historia de las teorías de la luz (I)

Unidad I. LA LUZ COMO ONDA
Introducción: La disminución de la agudeza visual con altas luminosidades
Tema 1.- Movimiento Ondulatorio
Tema 2.- Frentes de onda; principio de Huygens
Tema 3.- Conexión con la óptica geométrica; formación de imagen y aberraciones
Tema 4.- Reflexión y refracción normal

Unidad II. LA LUZ COMO ONDA VECTORIAL
Introducción: Lentes polarizadoras
Tema 5.- Breve historia de las teorías de la luz (II)
Tema 6.- La luz: onda electromagnética
Tema 7.- Interacción luz-materia; dispersión, absorción y esparcimiento
Tema 8.- Reflexión y transmisión; coeficientes de Fresnel
Tema 9.- Fundamentos de radiometría y fotometría

Unidad III. POLARIZACIÓN
Introducción: La polarización en diagnóstico y protección ocular
Tema 10.- Naturaleza de la luz polarizada
Tema 11.- Polarizadores y Láminas Retardadoras

Unidad IV. INTERFERENCIA
Introducción: Capas antirreflejos y OCT
Tema 12.- Fenómeno de Interferencia: requisitos y formalismo
Tema 13.- Interferencia por División del Frente de Ondas: interferómetro de Young
Tema 14.- Interferencia por División de Amplitud: capas delgadas
Tema 15.- Interferencia por División de Amplitud: interferómetro de Michelson

Unidad V. DIFRACCIÓN
Introducción: El límite de resolución del sistema visual
Tema 16.- Fenómeno de Difracción; requisitos y formalismo
Tema 17.- Difracción de Fraunhofer por aberturas de geometría simple
Tema 18.- Poder de resolución de un sistema óptico

Unidad VI. LA LUZ COMO CORPÚSCULO
Introducción: Que cantidad mínima de luz puede detectar un ojo humano?
Tema 19.- Principios del modelo cuántico de la luz
Tema 20.- Fundamentos del Láser; propiedades y aplicaciones


Trabajo práctico
1. Experiencias de Polarización: ángulo de Brewster y láminas retardadoras.
2. Experiencias de Interferencia y Difracción: interferencia y difracción por orificios y agudeza visual.

Bibliografía básica
1. Óptica. Eugene Hecht. Addison-Wesley. 2017
2. Ondas de Luz. J.A. Díaz Navas y J.M. Medina Ruíz. Univ. Granada. Copicentro Ed. 2013
3. Optics. M. H. Freeman & C. Hull. Butterworth-Heinemann. 2003
4. Óptica Física. Problemas. F. Carreño y M.A. Antón. Prentice Hall. 2001
5. Teoría y Problemas de Óptica. Eugene Hecht. McGraw-Hill, D.L. 1992
6. Algúns conceptos básicos de radiometría e fotometría. J.R. Flores Seijas. Unidades Didácticas. USC. 2013
7. Basic Sciences in Ophthalmology. J. Flammer, M. Mozaffarieh, H. Bebie. Springer. 2013

Bibliografía complementaria
1 Óptica Electromagnética. J.M. Cabrera, F.J. López, F.Agulló López. Addison-Wesley/UAM. 1998
2 Física. Vol I: Mecánica, Radiación y Calor. R.D. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands. Adisson-Wesley. 1987
3 Optical Physics. A. Lipson, S.G. Lipson, H. Lipson. Cambrige University Press. 2011
4 Optical Devices in Ophthalmology and Optometry. M. Kaschke, K.H. Donnerhacke, M.S. Rill. Wiley-Vch Verlag. 2014

Recursos bibliográficos en la red
• En el material docente elaborado por los profesores (Campus Virtual) hay enlaces a páginas web, miniaplicaciones java, etc.
• https://optics.byu.edu/textbook

Conocimientos
• Con_21. Conocer la propagación de la luz en medios isótropos, la interacción luz-materia, las interferencias luminosas, los fenómenos de difracción, las propiedades de superficies monocapas y multicapas y los principios del láser y sus aplicaciones.
• Con_26. Conocer los fundamentos y leyes radiométricas y fotométricas.

Habilidades y Destrezas
• HyD_1. Pensar de forma integrada y abordar los problemas desde diferentes puntos de vista con razonamiento crítico.
• HyD_2. Organizar y planificar el trabajo.
• HyD_3. Interpretar resultados e identificar elementos consistentes e inconsistentes.
• HyD_4. Trabajar en equipo.
• HyD_5. Mantener un compromiso ético, así como un compromiso con la igualdad y la integración.
• HyD_8. Saber analizar datos e interpretar resultados experimentales propios de los ámbitos de la Óptica y Optometría.
• HyD_12. Manejar material y técnicas básicas de laboratorio.
• Manejar el formalismo matemático de las ondas y saber interpretar sus parámetros básicos.
• Saber utilizar dispositivos polarizadores, interferométricos, y difractivos en el ámbito de las ciencias de la visión.

Competencias
• Comp_1. Que el estudiantado tenga la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
• Comp_3. Que el estudiantado haya desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
• Comp_4. Que el estudiantado sepa aplicar los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos en el grado de una forma profesional y sean competentes en el planteamiento/resolución de problemas, así como en la elaboración/defensa de argumentos tanto en contextos académicos como profesionales relacionados con la Óptica y Optometría.
• Comp_5. Capacidad de aprender de forma autónoma, de trabajar en equipo, de organizar el tiempo y los recursos, y de adquirir nuevos conocimientos y técnicas en Óptica y Optometría.

Dos horas de clases expositivas por semana en las que el profesor expondrá los contenidos de la materia, con la ayuda de medios audiovisuales y simulaciones interactivas en páginas web seleccionadas. El material de texto y gráfico estará disponible en el aula virtual de la materia.

Clases interactivas de seminario en las que las/los estudiantes participarán en la resolución de problemas propuestos.

Sesiones de laboratorio en las que las/los estudiantes realizarán experiencias con elementos polarizadores, interferométricos y difractivos, con aplicaciones en las ciencias de la visión: medida del ángulo de Brewster y de la agudeza visual.

Idiomas en los que se imparte la docencia: Gallego.
Idiomas de trabajo en el aula: Gallego y Castellano.

La calificación de la materia corresponderá en un 70% a la calificación del examen final y en un 30% a la evaluación continua, una vez superado el examen y las prácticas de manera independiente.

El examen final constará de cuestiones cortas relacionadas con conceptos teóricos y de problemas similares a los realizados en las clases interactivas.

La calificación de la evaluación continua se basará en los informes de las prácticas que el alumno debe elaborar así como en su participación activa en las clases. La asistencia a las sesiones de laboratorio es condición necesaria para aprobar la materia.

De no superar la materia en la primera oportunidad, se conservará la nota de la parte aprobada (examen o evaluación continua) para la segunda oportunidad y, en su caso, para la convocatoria extraordinaria correspondiente a ese curso académico.

En la segunda oportunidad, y en la convocatoria extraordinaria, el/la alumno/a con la evaluación continua suspensa deberá, según indicación del profesor, o bien rehacer los informes de prácticas o bien realizar un examen práctico que tendrá lugar el mismo día que el examen teórico.

Trabajo presencial en el aula: 52 h

Trabajo personal del alumno/a: 97 h

Horas no presenciales:
- 4 horas/semana de repaso de la teoría y complementos bibliográficos
- 2 horas/semana de resolución de problemas
- 5 horas/informe de prácticas
- 15 horas de preparación del examen

Horas de evaluación: 4 h

Total: 149 horas

- Haber cursado las materias Óptica Geométrica y Biofísica.
- Resolver los problemas de los boletines que los profesores suministren para cada unidad temática.
- Preparar las prácticas de laboratorio con antelación.
- Hacer uso de la bibliografía recomendada, tanto de teoría como de problemas.
- Hacer uso de las tutorías.