¿Qué estudia la óptica?

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No cabe la menor duda de que la física es una de las ciencias más importantes para la humanidad en cuanto a la tecnología, de hecho, no por nada es considerada como una de las primeras disciplinas científicas en la historia, siendo a su vez la precursora de otras ciencias como la química e incluso las matemáticas o la biología, ya que desde un inicio la física abordaba ciertos aspectos que ahora pertenecen a estos campos de estudio.

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Con esta introducción, podemos comprender a la física como la ciencia encargada de estudiar e interpretar tanto las características como las propiedades de la energía y la materia, así como también se centra en describir la relación que presentan ambos conceptos entre sí.

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En otras palabras, se puede definir a la física como la disciplina académica encargada de estudiar, analizar y describir los fenómenos naturales que se encuentran presentes en nuestro universo, entre los que se pueden destacar a la luz, el sonido y el movimiento.

Al presentar un campo de estudio tan amplio, la física se encuentra estructurada en distintas ramas y especializaciones que se van a centrar en abordar un aspecto en concreto.

Por ejemplo entre las especializaciones más destacadas se pueden encontrar a; la física teórica, la física nuclear, la física de partículas, la astrofísica y la física molecular.

¿Qué es la óptica?

En base a lo mencionado anteriormente, se puede inferir que la física se encuentra presente en prácticamente todos los campos de estudio relacionados con las ciencias naturales. Siendo éste el principal motivo por el cual surgen nuevas áreas de investigación centradas en evaluar la relación que presentan ambas disciplinas entre sí.

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Entre las especializaciones más importantes se pueden mencionar a; la biofísica, la fisicoquímica y la geofísica.

Por consiguiente, el campo de aplicación de la física se encuentra extendido en diversos sectores académicos, llegando a realizar múltiples aportes a campos relacionados con la medicina, la farmacología o la geografía.

Sin embargo, cuando se habla acerca de las aplicaciones de la física, lo primero que se viene a la mente es todo lo relacionado con el campo de la ingeniería.

A grandes rasgos se puede definir a la óptica como la especialidad de la física que se encarga de estudiar, analizar y describir las características y propiedades de la luz. De hecho, tanto su campo de aplicación como su enfoque académico mantiene una estrecha relación con su respectivo origen etimológico, el cual se puede apreciar a través de la palabra griega optikos que significa vista o relativo a la visión.

Con la finalidad de comprender con mayor detalle el estudio de la óptica, a continuación anexamos un vídeo perteneciente al canal de Educatina, en donde se hace un breve introducción a los principales conceptos de esta interesante disciplina.

¿Qué estudia la óptica?

Tal como hemos comentado anteriormente, la óptica es la rama de la física que se encarga de estudiar, describir y analizar tanto el comportamiento como las propiedades de la luz, así como también se centra en evaluar sus respectivas interacciones con la energía y la materia.

La luz es un fenómeno natural de alta complejidad que se suele caracterizar principalmente por iluminar o, en su defecto, hacer visibles los elementos que rodean nuestro entorno.

A fines prácticos suele ser considerada como una forma o fuente de energía y destaca con gran énfasis dentro del campo científico por su correspondiente estructura conformada por  una dualidad entre onda y partícula.

Al igual que otras ramas de la física, el estudio de la óptica se suele diferenciar en dos grandes ramas, las cuales son; la óptica clásica y la óptica moderna.

Se puede definir a la óptica clásica como el área encargada de evaluar las propiedades y características de la luz que cumplan con los principios establecidos dentro de la física clásica (todo principio teórico anterior a la aparición de la mecánica cuántica). Dentro de su campo de investigación se pueden diferenciar dos enfoques particulares:

  • La óptica física: Es la rama que se centra en abordar el estudio de la luz a partir de sus respectivas propiedades como onda. De modo que se encarga de describir los fenómenos relacionados con la refracción y la polarización de la luz. Este campo es de gran importancia para campos relacionados con la fotografía y la medicina.
  • La óptica geométrica: Es el campo que encarga de evaluar las características de los rayos lumínicos, es decir, se basa en el comportamiento y la interacción de las ondas de luz con respecto a su entorno. Para ello se centra en estudiar los fenómenos de la reflexión y la refracción de la luz. De hecho, gracias a estos principios se logró una estimación aproximada de la propagación de la luz en el espacio, fenómeno que usualmente es interpretado como la velocidad de la luz.

Por otro lado, se tiene que la óptica moderna es el área de estudio de la óptica que se centra en evaluar el comportamiento cuántico de la luz. Es una de las áreas más destacadas dentro del campo de la ingeniería, ya que sus principios han contribuido en gran medida con el desarrollo tecnológico de la computación y la robótica.

Dentro de este último apartado se suele diferenciar el campo de la óptica cuántica. Siendo ésta la principal referente dentro del ámbito de la mecánica cuántica, evaluando el comportamiento de los fotones y su respectiva interacción con la materia. A partir de estos principios se han desarrollado una gran variedad de investigaciones y tecnologías relacionadas con los láseres, los sensores de imagen y las celdas fotovoltaicas.

Con la finalidad de comprender con mayor detalle ciertos aspectos de la óptica geométrica, a continuación anexamos un vídeo perteneciente al canal Ayudinga!, en donde se muestra una breve introducción a los principales conceptos relacionados con el estudio de la óptica y su amplio campo de investigación.

Aplicaciones

Como se ha hablado anteriormente, la óptica desempeña un papel de gran importancia dentro de nuestra sociedad. Para comprenderlo con mayor profundidad basta con observar brevemente todos lo que nos rodea, desde los lentes o gafas hasta las pantalla de la televisión, laptop o celular. No cabe la menor duda de que la óptica se encuentra presente en casi cualquier ámbito de nuestra cotidianidad.

Algunas de los principales campos de aplicación de la óptica son: la fotografía, tanto en el desarrollo de instrumentos ópticos como en el análisis de la iluminación e identificación de los elementos dentro de una foto.

La oftalmología, en el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades asociadas con el globo ocular. Y la comunicación óptica, que permite usar a la luz como medio de transmisión, dentro de este campo se pueden destacar el código morse y el internet.

Gran parte de estas áreas son tratadas y estudiadas por el campo de la ingeniería óptica, la cual se centra en estudiar, diseñar y desarrollar dispositivos que puedan emplear las características de la luz en un fin concreto.

Generalmente esta área de estudio se encuentra directamente relacionada con el ámbito de la ingeniería computacional y la ingeniería mecatrónica, pues la mayoría de las tecnologías desarrolladas son componentes de computadoras como lectores de discos o pantallas led.

¿Cómo se estudia?

Similar a otras especializaciones de la física, el ámbito académico de la óptica se encuentra especialmente abordado por los correspondientes cinco años de estudio de la licenciatura en física, en conjunto a su respectiva especialización en trabajos o investigaciones relacionadas con el estudio o la aplicación de la óptica en otras disciplinas.

No obstante como habíamos mencionado anteriormente, la óptica también puede ser estudiada por distintas áreas de la ingeniería, a fin de emplear sus principios para diseñar y construir nuevas herramientas o procesos que permitan solucionar u optimizar un aspecto en concreto.