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Full name	JUAN PEDRO SANCHEZ FERNANDEZ (Subject Coordinator)
Email	jpsanchez@ccia.uned.es
Telephone number	91398-7172
Faculty	FACULTAD DE CIENCIAS
Department	FÍSICA INTERDISCIPLINAR

Full name	JAVIER TAJUELO RODRIGUEZ
Email	jtajuelo@ccia.uned.es
Telephone number	91398-6651
Faculty	FACULTAD DE CIENCIAS
Department	FÍSICA INTERDISCIPLINAR

SUBJECT NAME
SUBJECT NAME	ÓPTICA I
CODE
CODE	61043041
SESSION
SESSION	2023/2024
DEPARTMENT
DEPARTMENT	FÍSICA INTERDISCIPLINAR
DEGREE IN WHICH IT IS OFFERED
DEGREE IN WHICH IT IS OFFERED
	GRADO EN FÍSICA
COURSE
COURSE	TERCER COURSE
PERIOD	SEMESTER 1
TYPE	OBLIGATORIAS
CREDITS NUMBER
CREDITS NUMBER	6
HOURS
HOURS	150
LANGUAGES AVAILABLE
LANGUAGES AVAILABLE	CASTELLANO

Las asignaturas «Óptica I» y «Óptica II», de carácter obligatorio, se enmarcan en el Grado en Física dentro de la materia principal Electromagnetismo y Óptica. De los 41 créditos ECTS asignados a esta materia, 12 corresponden a estas asignaturas, 6 a cada una de ellas.

Cómo entender la naturaleza de la luz ha sido uno de los ejes del desarrollo de la Ciencia desde la época de la Grecia clásica hasta nuestros días. Por esta razón, estas asignaturas deben formar parte del bagaje cultural que ha de tener un estudiante que pretenda entender globalmente la Física. Además, los instrumentos ópticos forman hoy parte de la inmensa mayoría de los dispositivos experimentales utilizados en otros campos científicos, motivo por el cual tanto estas dos asignaturas como la de «Técnicas experimentales III» ayudarán al estudiante en la adquisición de conocimientos, destrezas y competencias fundamentales en su formación como físico.

 

La asignatura «Óptica I» es una asignatura de tercer curso del grado en Física. Por tanto, es de suponer que el estudiante que cursa esta asignatura ha superado los dos primeros cursos del grado. En concreto, se requieren de conocimiento de Electromagnetismo (es recomendable haber cursado «Electromagnetismo I y II») y Óptica a nivel de Fundamentos de Física (cuyas correspondientes asignaturas también debe haber cursado). Requiere también de un nivel medio de conocimientos de Matemáticas como, por ejemplo, cálculo vectorial, variable compleja y análisis matemático de funciones de varias variables (asignaturas de Matemáticas del primer curso). Es posible que se introduzcan laboratorios virtuales de Óptica, de forma que el estudiante debe tener una formación mínima en métodos experimentales y análisis de errores («Técnicas Experimentales I»).

 

Los estudiantes pueden contactar con el equipo docente a través del curso virtual, por correo electrónico o teléfono. Para realizar preguntas relativas al temario de la asignatura se recomienda el empleo de los foros ofrecidos en el curso virtual de la asignatura.

Datos de contacto:

Javier Tajuelo Rodríguez
Correo electrónico: jtajuelo@ccia.uned.es
Teléfono: 913986651
Despacho: 023 (Centro Asociado de Las Rozas - Facultad de Ciencias)
Avda. Esparta s/n, 28232 - Las Rozas
HORARIO GUARDIA: Miércoles, de 10:00 h a 14:00 h

Juan Pedro Sánchez Fernández
Correo electrónico: jpsanchez@ccia.uned.es
Teléfono: 913987172
Despacho: 023 (Centro Asociado de Las Rozas - Facultad de Ciencias)
Avda. Esparta s/n, 28232 - Las Rozas
HORARIO GUARDIA: Martes, de 15:30 h a 19:30 h.

En el enlace que aparece a continuación se muestran los centros asociados y extensiones en las que se imparten tutorías de la asignatura. Estas pueden ser:

• Tutorías de centro o presenciales: se puede asistir físicamente en un aula o despacho del centro asociado.

• Tutorías campus/intercampus: se puede acceder vía internet.

Consultar horarios de tutorización de la asignatura 61043041

Los resultados del aprendizaje que se adquiere con el estudio de la asignatura y la realización de las actividades propuestas son los siguientes:

• Entender el doble carácter corpuscular y ondulatorio atribuido a la luz a lo largo de la historia.

• Comprender, desde el punto de vista ondulatorio, la diferencia entre velocidad de fase y de grupo en el contexto de la propagación de la luz.

• Comprender la relación entre el índice de refracción de un medio y la velocidad de propagación de la luz a través del mismo.

• Conocer las leyes de la reflexión y de la refracción de la luz en la superficie de separación de dos medios isótropos transparentes.

• Saber aplicar las ecuaciones de Fresnel para analizar el reparto de la energía entre la luz reflejada y la transmitida en una superficie dieléctrica transparente.

• Saber determinar la irradiancia o intensidad luminosa a partir del promedio temporal del vector de Poynting.

• Saber aplicar el Principio de mínimo de Fermat a la propagación de la luz en medios con gradiente de índice de refracción en una dimensión.

• Saber interpretar el fenómeno de los espejismos.

• Entender los principios de la Óptica Geométrica y su aplicación al estudio del comportamiento de elementos tales como lentes, espejos, prismas,…

• Saber determinar la posición y las características de las imágenes formadas por sistemas ópticos simples y compuestos.

• Conocer las características y el funcionamiento del ojo como instrumento óptico.

• Conocer el funcionamiento de los instrumentos ópticos más utilizados (microscopio, telescopio,…).

• Conocer los diferentes tipos de aberraciones y la manera de corregirlas.

• Conocer y caracterizar los diferentes estados de polarización de la luz (lineal, circular y elíptico).

• Saber aplicar la ley de Malus.

• Entender el significado físico de la anisotropía de la materia.

• Entender el funcionamiento de un cristal birrefringente.

• Saber interpretar la birrefringencia que presentan algunos materiales cotidianos como, por ejemplo, el papel celofán.

• Comprender los efectos del esparcimiento en la polarización de la luz.

• Conocer cómo producir polarización por reflexión.

• Conocer el funcionamiento de los retardadores de fase (láminas de onda,…).

• Conocer y diferenciar los efectos ópticos inducidos (fotoeleasticidad, Faraday, Kerr y Pockels).

• Saber aplicar el tratamiento matricial para determinar el estado de polarización de la luz que atraviesa un dispositivo óptico lineal.

 

Además del examen final, imprescindible para superar la asignatura, el alumno podrá acogerse a la evaluación continua, que supone un determinado porcentaje de la nota, así como a alguna actividad extra que puede subir la nota en su conjunto. Estas actividades facilitan el aprendizaje de los contenidos de la asignatura y sirven para su evaluación continua, tal y como aconseja el Espacio Europeo de Educación Superior (EEES).

A continuación comentamos brevemente cada una de estas actividades:

1. Examen final (actividad obligatoria). La prueba final (convocatoria ordinaria en enero/febrero y extraordinaria en septiembre) consistirá en la resolución de dos problemas. Se permitirá la utilización de un libro de teoría, a elección del estudiante, y calculadora no programable. En ningún caso se podrá utilizar material manuscrito ni fotocopiado. Se calificará sobre 10 puntos.
    
2. La evaluación continua, que en todo caso será voluntaria, constará de dos pruebas de evaluación continua (PEC 1 y PEC 2) que consistirán en problemas, cuestiones teóricas, o prácticas virtuales (no presenciales). En el curso virtual se indicarán las instucciones y plazos para la realización de estas pruebas.
    
3. Actividad adicional (actividad voluntaria): Se realizará en el mes de enero (antes del examen final de dicho mes). La fecha exacta de su celebración se indicará en el curso virtual, donde además se proporcionará información más detallada, con tiempo suficiente para su preparación. La prueba consistirá en la resolución de ejercicios sobre el programa de la asignatura.

En el apartado de "Sistema de Evaluación" de esta Guía se indica el peso de cada una de estas actividades en la calificación final del estudiante.

 

ONSITE TEST
Type of exam
Type of exam	Examen de desarrollo
Development questions
Development questions	2
Duration of the exam
Duration of the exam	120 (minutes)
Material allowed in the exam
Material allowed in the exam	Libro base de la asignatura. Calculadora no programable.
Assessment criteria
Assessment criteria	Realización correcta y bien explicada de los problemas propuestos.
% Concerning the final grade
% Concerning the final grade	80
Minimum grade (not including continuas assessment)
Minimum grade (not including continuas assessment)	5
Maximum grade (not including continuas assessment)
Maximum grade (not including continuas assessment)	10
Minimum grade (including continuas assessment)
Minimum grade (including continuas assessment)	4
Coments
Coments	El porcentaje del examen sobre la nota final será del 80% si se realizan las dos pruebas de evaluación continua propuestas, del 90% si se realiza sólo una o del 100% si no se participa en la evaluación continua.

CONTINUOUS ASSESSMENT TEST (PEC)
PEC?
PEC?	Si
Description
Description	Evaluación continua (evaluable) es voluntaria y constará de dos pruebas: PEC 1 y PEC 2. Estas consistirán en la entrega de problemas, cuestiones teóricas, o prácticas virtuales (no presenciales). En el curso virtual se indicarán las instrucciones concretas relativas a estas pruebas.
Assessment criteria
Assessment criteria	Realización correcta y bien explicada de los problemas, ejercicios, o prácticas virtuales propuestos.
Weighting of the PEC in the final grade
Weighting of the PEC in the final grade	20% (realización de ambas PECs), 10% (realización de una sola PEC) ó 0% (PECs no realizadas).
Approximate submission date
Approximate submission date	PEC1: noviembre/diciembre. PEC 2: después de vacaciones de Navidad.
Coments
Coments	Para tener en cuenta las calificaciones de la evaluación continua es imprescindible obtener una calificación igual o superior a 4 puntos en el examen final. Cuando ello se cumpla, la nota de las PECs (porcentuales) se tendrán en cuenta aunque su calificación sea inferior a 5 puntos sobre 10.

OTHER GRADEABLE ACTIVITIES
Are there other evaluable activities?
Are there other evaluable activities?	Si
Description
Description	Actividad adicional. Se realizará en el mes de enero (antes del examen final de dicho mes). La fecha exacta de su celebración se indicará en el  curso virtual, donde además se proporcionará información más detallada, con tiempo suficiente para su preparación. Esta consistirá en la resolución de ejercicios sobre el programa de la asignatura y se calificará entre 0 y 10 puntos.
Assessment criteria
Assessment criteria	Realización correcta de los ejercicios propuestos.
Weighting in the final grade
Weighting in the final grade	La calificación sumará como máximo 0,5 puntos sobre la nota global
Approximate submission date
Approximate submission date	Antes de la primera semana de exámenes.
Coments
Coments	Para que la nota de la actividad adicional sea tenida en cuenta, tendrán que cumplirse las siguientes condiciones: a) La nota de la actividad debe ser superior o igual a 5 puntos sobre 10 b) La nota del examen final (independientemente de la realización de las otras PECs) debe ser igual o superior a 4 puntos.

How to obtain the final grade?

La nota final de la asignatura se configurará de la siguiente manera: El examen final es obligatorio y se calificará sobre 10 puntos. La evaluación continua es voluntaria. En caso de acogerse a la evaluación continua, las PECs podrán contar hasta un 20% de la nota total (10% cada una). El examen final contará un 80% (si se hacen dos PECs) o un 90% (si se hace sólo una). En caso de no realizar PECs, el porcentaje asignado al examen será el 100%. La actividad adicional es también voluntaria y podrá subir hasta 0,5 puntos (añadido, no porcentual) la nota global de la asignatura. Para poder tener en cuenta las calificaciones de las PECs y la actividad adicional es imprescindible obtener una calificación igual o superior a 4 puntos en el examen final. Para que la nota de la actividad adicional se tenga en cuenta, la calificación de la misma tendrá que ser superior o igual a 5 sobre 10. Las calificaciones de las PECs y de la actividad adicional son válidas de cara a la convocatoria extraordinaria de septiembre, pero no para los siguientes cursos académicos. Estas pruebas se realizan durante el periodo lectivo del curso y no se repiten en septiembre.

Los contenidos de esta asignatura se pueden estudiar por los Capítulos 4, 5, 6 y 8 del texto básico:  Óptica, de E. HECHT. Editorial: Pearson Education, S.A. Cualquier edición de este libro es válida; la última edición en castellano es la 5ª, publicada en 2017. ISBN: 978-84-9035-492-6. ISBN e-Book: 978-84-9035-493-3.

Se recomienda también la lectura de los Capítulos 1, 2, 3  y 7, aunque no formarán parte de la materia de examen.

Si el estudiante dispone de otro texto de Óptica, puede utilizarlo siempre que sus contenidos se correspondan con los del programa de la asignatura.

 

El libro Óptica Geométrica, de Millán et al., permite la iniciación a la Óptica a través de la Óptica geométrica. Contiene numerosas figuras que facilitan la comprensión de sus contenidos.  Además de los temas clásicos, como la reflexión y la refracción de la luz, elementos ópticos (prismas, espejos, lentes,..), sistemas ópticos y diafragmas y aberraciones, el libro contiene otros dedicados a la fotometría, refractometría e instrumentos ópticos básicos, como son el anteojo, los prismáticos, el telescopio,... por lo que puede ser utilizado tanto en el estudio de la asignatura "Óptica I" como en el de "Óptica II".

El libro Óptica electromagnética: Fundamentos, de Cabrera et al., es muy adecuado para el estudio de las asignaturas de Óptica I y II en lo concerniente al tratamiento electromagnético riguroso de la radiación luminosa. En él se  abordan también algunos aspectos de la Óptica no lineal, que son de gran actualidad, aunque no formen parte del examen.

El libro Óptica, de Ditchburn, contiene los temas clásicos de Óptica Física, así como un tratamiento de la teoría electromagnética de la luz y de la teoría cuántica de la interacción materia-radiación. Además trata temas más aplicados, como los láseres, la holografía, las fibras ópticas y las guías de onda. Por ello puede ser utilizado tanto en el estudio de esta asignatura como en las de "Óptica II" (segundo semestre) y  "Óptica avanzada" (primer semestre del 4º curso del Grado en Física).

Se indican también algunos libros de problemas, aunque con la colección de problemas resueltos que el equipo docente pone a disposición de los estudiantes en el curso virtual sería suficiente para el entrenamiento de los fenómenos estudiados.

• Óptica y Física Ondulatoria. Ejercicios resueltos. J. Renault. Editorial Paraninfo, Madrid (1993).
• Óptica física. Problemas y ejercicios resueltos. F. Carreño y M.A. Antón. Ed. Prentice Hall (Pearson Education), Madrid (2001).
• Elementos de Óptica: ejercicios y problemas. Cuaderno de la UNED nº 25. P.M. Mejías. Editorial UNED, Madrid (1987).
• 100 problemas de Óptica. P.M. Mejías y R. Martínez-Herrero. Ed. Alianza, Madrid (1996).

 

Es recomendable la visualización del vídeo La luz a través de la Historia, de 45 minutos de duración, y la lectura de su Guía Didáctica. Autores: C. Carreras y M. Yuste. Realizadora: R. Viejo. CEMAV-UNED, 2001 (2ª edición). ISBN: 84-362-4389-7.

Este vídeo consta de tres partes independientes:

• Parte I: de los griegos a Newton, donde se presentan las primeras teorías de Platón, Demócrito y Aristóteles, los grandes Tratados de Óptica de la Antigüedad y de la Edad Media, finalizando con la descripción del triunfo de la teoría corpuscular de Newton sobre la teoría ondulatoria de Huygens, triunfo que se prolongaría a lo largo de todo el siglo XVIII.
• Parte II: el siglo de las ondas, donde se describen los grandes experimentos de difracción, interferencias y polarización del siglo XIX que dieron al traste con la teoría corpuscular, estableciendo  las bases de la moderna teoría electromagnética de la luz de Maxwell, que consagraría el triunfo de la teoría ondulatoria.
• Parte III: la dualidad onda-corpúsculo, donde se describe la fascinante revolución de las ideas físicas a principios del siglo XX, con la aparición de los fotones de Einstein y la vuelta de las teorías corpusculares de la luz, que plantea la paradójica situación del mundo microscópico, en el que la dualidad onda-corpúsculo adquiere su máxima significación.

La televisión educativa de la UNED ha retransmitido en varias ocasiones las tres partes y pueden visualizarse a través de canalUNED.