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La óptica es el estudio de lo que
Los astrónomos han recurrido a un método llamado óptica adaptativa. Unos sofisticados espejos deformables controlados por ordenador pueden corregir en tiempo real la distorsión causada por las turbulencias de la atmósfera terrestre, haciendo que las imágenes obtenidas sean casi tan nítidas como las tomadas en el espacio. La óptica adaptativa permite que el sistema óptico corregido observe detalles más finos de objetos astronómicos mucho más débiles de lo que sería posible desde tierra.
La óptica adaptativa requiere una estrella de referencia bastante brillante que esté muy cerca del objeto estudiado. Esta estrella de referencia se utiliza para medir el desenfoque causado por la atmósfera local, de modo que el espejo deformable pueda corregirlo. Como no hay estrellas adecuadas en todo el cielo nocturno, los astrónomos pueden crear estrellas artificiales haciendo brillar un potente rayo láser en la atmósfera superior de la Tierra. Gracias a estas estrellas guía láser, ahora se puede observar casi todo el cielo con óptica adaptativa.
La próxima generación de óptica adaptativa está en camino tanto para el VLT como para el Extremely Large Telescope (ELT), con el apoyo de contratos de financiación de la investigación de la Comisión Europea. Los proyectos previstos para el VLT incluyen el uso de varias estrellas guía láser a la vez, así como instrumentos avanzados de óptica adaptativa como el buscador de planetas SPHERE. También se están desarrollando sistemas avanzados adaptados a los retos del ELT, que tendrá un revolucionario espejo primario de 40 metros de diámetro. Recientemente se han realizado importantes avances que han permitido obtener un campo de visión corregido más amplio, lo que repercutirá en el diseño de los futuros sistemas de óptica adaptativa del VLT y del ELT.
Óptica geométrica
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Por qué es importante la óptica
La luz tiene una doble naturaleza conocida como la dualidad onda-partícula. Es decir, la luz tiene características tanto de onda electromagnética continua como de partícula (fotón). La naturaleza de la luz depende del tipo de interacción que se observe. Por ejemplo, la luz que se curva a través de una lente o se difracta en el borde de una abertura muestra su naturaleza de onda. La luz creada o absorbida por un dispositivo de estado sólido, como un diodo láser o un detector de dispositivo de carga acoplada (CCD), muestra la naturaleza de partícula de la luz.
El término “fotónica” comenzó a utilizarse en los años 60 con la invención del láser y, posteriormente, del diodo láser. En un principio, se trataba de describir un campo en el que el objetivo era utilizar la luz para realizar funciones que tradicionalmente se realizaban con la electrónica, de ahí el nombre. El término se hizo más popular con la llegada de las comunicaciones por fibra óptica en los años 80.
La óptica es un área general de la física que abarca una amplia gama de temas relacionados con el estudio de la luz. La óptica incluye subcampos como la óptica geométrica, la óptica física y la óptica cuántica. La fotónica es un subconjunto de la disciplina de la óptica.
Aplicación de la física óptica
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Actas Volumen 11143, Decimoquinta Conferencia sobre Educación y Formación en Óptica y Fotónica: ETOP 2019; 1114339 (2019) https://doi.org/10.1117/12.2523598Event: Decimoquinta Conferencia sobre Educación y Formación en Óptica y Fotónica: ETOP 2019, 2019, Ciudad de Quebec, Quebec, Canadá
La investigación en Educación Física sugiere que los estudiantes tienen dificultades para aprender el contenido de la física a través del trabajo experimental de laboratorio1. En áreas aplicadas, como la óptica, la formación de una sólida comprensión que abarca tanto la teoría como la aplicación es a menudo necesaria. En este estudio piloto, se siguió la progresión de seis estudiantes de óptica durante un semestre de 15 semanas. Integramos breves actividades de laboratorio en un curso tradicional de óptica teórica de división superior con el objetivo de ayudar a los estudiantes a establecer conexiones entre los conceptos de la óptica teórica y su implementación/aplicaciones en el laboratorio. Se realizaron tres entrevistas al principio, a la mitad y al final del semestre para supervisar el desarrollo de las habilidades y los conocimientos de los estudiantes en las áreas de óptica pertinentes. Los protocolos de las entrevistas pedían a los estudiantes que hicieran explicaciones conceptuales, realizaran cálculos teóricos y llevaran a cabo tareas experimentales para demostrar su comprensión. El análisis inicial de las respuestas a las entrevistas revela las lagunas en los conocimientos y habilidades de los estudiantes. Realizamos un análisis temático cualitativo de los datos de las entrevistas para examinar el éxito de los estudiantes a la hora de establecer conexiones entre la teoría y la aplicación. Nuestros resultados consisten en un protocolo de entrevista revisado para evaluar el aprendizaje en este contexto de óptica integrada, actividades de laboratorio revisadas, e ideas para diseños experimentales que podrían evaluar mejor las ganancias de aprendizaje de los estudiantes.
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