3.1 Óptica geométrica. 3.1.1 Concepto de luz 3.1.2 Velocidad de la luz 3.1.3 Reflexión y Refracción 3.1.4 Fibra óptica 3.1.5 Espejos 3.1.6 Lentes 3.1.7 El telescopio 3.2 Estudio y aplicaciones de emisión láser. Nombre del tema y subtema
FISICA GENERAL/UNIDAD 3 Materia/unidad
DANIEL GARCIA MENDOZA / ING. GUILLERMO SANTIAGO SANTIAGO GONZÁLEZ Datos del alumno y/o datos del asesor.
18 de septiembre del 2017 Fecha de elaboración.
Fecha: San Juan Evangelista, 18 septiembre 2017
INDICE
3.1 Óptica geométrica--------------------------------------------------geométrica--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 ----------4 3.1.1 Concepto de luz---------------------------------------------------------luz---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5 ----5 3.1.2 Velocidad de la luz----------------------------------------------------luz---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 -------6 3.1.3 Reflexión y Refracción---------------------------------------------Refracción----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 ---------8 3.1.4 Fibra óptica------------------------óptica-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10 ------------10 3.1.5 Espejos----------------------------------Espejos------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11 -------11 3.1.6 Lentes---------------------------------------Lentes-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12 ---12 3.1.7 El telescopio-----------------------------------------telescopio---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------14 --------------------------14 3.2 Estudio y aplicaciones de emisión láser------------------------------------------------------------------15 láser------------------------------------------------------------------15 3.3 Referencia ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------22 --------------------22
Óptica Es la ciencia que estudia las leyes y propiedades de la luz, su refracción y absorción y los medios retráctiles del ojo en esa relación. También puede señalarse como la práctica profesional que consiste en preparar recetas para lentes oftálmicos, dispensar anteojos y hacer y colocar lentes de contacto. Otro punto de vista es un aparato compuesto de lentes y espejos, que sirve para ver estampas y dibujos agrandados y como de bulto. También puede definirse como punto de vista de considerar un asunto u otra cosa. El conocer las leyes de la óptica nos permiten comprender como se forman las imágenes. Para mediados del siglo XVII, más o menos para la era moderna, es cuando la óptica o estudio de la luz comienza a dar de que hablar cuando el problema de la naturaleza de la luz cobra importancia como objeto del conocimiento científico. Por tal la luz es considerado como un fenómeno electromagnético que se percibe con el sentido de la visión. A partir de aquí se deslindan varias perspectivas de la óptica ya que la reflexión y la refracción se estudian siguiendo la marcha de los rayos luminosos y las interferencias y la difracción se interpretan a la descripción de la forma de la onda. La propagación de la luz se desplaza a través del espacio con una trayectoria rectilínea y con ondulaciones y a una velocidad que varía de acuerdo a la densidad del medio transparente que atraviese. Y la reflexión óptica es un fenómeno en el cual la luz cuando choca con la superficie de los cuerpos cambia de dirección y se invierte el sentido de su propagación. Gracias al fenómeno de la reflexión podemos llevar a cabo la visión de los objetos.
Fig. 1 .Uso de lentes para mejorar la vista
3.1 Óptica geométrica.
El estudio de las imágenes, producidas por refracción o por reflexión de la luz se llama óptica geométrica. La óptica geométrica se ocupa de las trayectorias de los rayos luminosos, despreciando los efectos de la luz como movimiento ondulatorio, como las interferencias. Estos efectos se pueden despreciar cuando el tamaño la longitud de onda es muy pequeña en comparación de los objetos que la luz encuentra a su paso. Para estudiar la posición de una imagen con respecto a un objeto se utilizan las siguientes definiciones:
Eje óptico. Eje de abscisas perpendicular al plano refractor. El sentido positivo se toma a la derecha al plano refractor, que es el sentido de avance de la luz. Espacio objeto. Espacio que queda a la izquierda del dioptrio. Espacio imagen. Espacio que queda a la derecha del dioptrio. Imagen real e imagen virtual. A pesar del carácter ficticio de una imagen se dice que una imagen es real si está formada por dos rayos refractados convergentes. Una imagen real se debe observar en una pantalla. Se dice que es virtual si se toma por las prolongaciones de dos rayos refractados divergentes.
Dos puntos interesantes del eje óptico son el foco objeto y el foco imagen:
Foco objeto. Punto F del eje óptico cuya imagen se encuentra en el infinito del espacio imagen. Foco imagen. Punto F´ del eje óptico que es la imagen de un punto del infinito del espacio objeto.
La construcción de imágenes es muy sencilla si se utilizan los rayos principales:
Rayo paralelo: Rayo paralelo al eje óptico que parte de la parte superior del objeto. Después de refractarse pasa por el foco imagen. Rayo focal: Rayo que parte de la parte superior del objeto y pasa por el foco objeto, con lo cual se refracta de manera que sale paralelo. Después de refractarse pasa por el foco imagen. Rayo radial: Rayo que parte de la parte superior del objeto y está dirigido hacia el centro de curvatura del dioptrio. Este rayo no se refracta y continúa en la misma dirección ya que el ángulo de incidencia es igual a cero.
Fig.2 Trayectorias de los rayos.
3.1.1 Concepto de luz
Rayo de luz solar dispersado por partículas de polvo en el cañón del Antílope, en Estados Unidos. Se llama luz (del latín lux , lucis) a la parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz es considerado como parte del campo de las radiaciones conocido como espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible señala específicamente la radiación en el espectro visible. La luz, como todas las radiaciones electromagnéticas, está formada por partículas elementales desprovistas de masa denominadas fotones, cuyas propiedades de acuerdo
con la dualidad onda partícula explican las características de su comportamiento físico. Se trata de una onda esférica. La óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones. La luz es una forma de energía electromagnética radiante que por esta condición puede ser percibida sin ningún tipo de problema por el ojo humano. Obviamente, desde hace unos cuantos siglos atrás, distintos científicos o simplemente personas interesadas en el estudio de la materia se vienen ocupando del estudio de este fenómeno de la luz, sin embargo, desde su creación hace unos años, es la óptica la disciplina que se encarga del estudio de las principales formas de producir luz, su control y aplicaciones La visibilidad por parte de nuestros ojos se debe a que, como todas las ondas electromagnéticas, la luz se caracteriza por un fenómeno llamado longitud de onda, por el cual sus pulsos están separados por una distancia que resulta increíblemente reducida, ya que se mide en nanómetros. Cuando menor es la longitud de onda, mayor es la energía de esa onda. La luz visible para el ojo humano tiene una longitud de onda de entre 400 y 750 nanómetros, aproximadamente, siendo la luz azul la de menor longitud. En esta banda de valores, es posible la estimulación de las células de la retina que traduce ese impacto de la luz en forma de impulsos neuronales y, para nuestro cerebro, en imágenes de aquello que nos rodea
3.1.2 Velocidad de la luz Se ha demostrado teórica y experimentalmente que la luz tiene una velocidad finita. La primera medición con éxito fue hecha por el astrónomo danés Ole Roemer en 1676 y desde entonces numerosos experimentos han mejorado la precisión con la que se conoce el dato. Actualmente el valor exacto aceptado para la velocidad de la luz en el vacío es de 299.792.458 m/s. 1 La velocidad de la luz al propagarse a través de la materia es menor que a través del vacío y depende de las propiedades dieléctricas del medio y de la energía de la luz. La relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en un medio se denomina índice de refracción del medio: n= C V La velocidad de la luz en el vacío es por definición una constante universal de valor 299 792 458 m/s (aproximadamente 186 282,397 millas/s)23(suele aproximarse a 3·108 m/s), o lo que es lo mismo 9,46·1015 m/año; la segunda cifra es la usada para definir la unidad de longitud llamada año luz. Se simboliza con la letra c, proveniente del latín celéritās (en español celeridad o rapidez). El valor de la velocidad de la luz en el vacío fue incluido oficialmente en el Sistema Internacional de Unidades como constante el 21 de octubre de 1983,4 pasando así el metro a ser una unidad derivada de esta constante. La rapidez a través de un medio que no sea el "vacío" depende de su permitividad eléctrica, de su permeabilidad magnética, y otras características electromagnéticas. En medios materiales, esta velocidad es inferior a "c" y queda codificada en el índice de refracción. En modificaciones del vacío más sutiles, como espacios curvos, efecto Casimir, poblaciones térmicas o presencia de campos externos, la velocidad de la luz depende de la densidad de energía de ese vacío
3.1.3 Reflexión y Refracción La refracción es el cambio brusco de dirección que sufre la luz al cambiar de medio. Este fenómeno se debe al hecho de que la luz se propaga a diferentes velocidades según el medio por el que viaja. El cambio de dirección es mayor cuanto mayor es el cambio de velocidad, ya que la luz recorre mayor distancia en su desplazamiento por el medio en
que va más rápido. La ley de Snell relaciona el cambio de ángulo con el cambio de velocidad por medio de los índices de refracción de los medios. Como la refracción depende de la energía de la luz, cuando se hace pasar luz blanca o policromática a través de un medio no paralelo, como un prisma, se produce la separación de la luz en sus diferentes componentes (colores) según su energía, en un fenómeno denominado dispersión refractiva. Si el medio es paralelo, la luz se vuelve a recomponer al salir de él. Ejemplos muy comunes de la refracción es la ruptura aparente que se ve en un lápiz al introducirlo en agua o el arcoíris. Vamos a definir la reflexión y la refracción, a estudiar algunos parámetros y a ver como se refleja y como se refracta un rayo de luz que se transmite a través de medios densos, yendo de uno al otro (aire a agua, etc). Vamos a comprobar también como varían la reflexión y la refracción según el valor del ángulo de incidencia y según los medios materiales en los que se propaga.
Se llama índice de refracción absoluto "n" de un medio transparente al cociente entre la velocidad de la luz en el vacío "c" y la velocidad que tiene la luz en ese medio "v". El valor de "n" es siempre adimensional y mayor que la unidad y es una constante característica de cada medio: n=c/v. Se puede establecer una relación entre los índices de los dos medios n 2 y n1. En el applet de esta práctica se manejan estas relaciones. Luz (onda electromagnética): Substancias
Aire
Agua Plexiglás Diamante
Índices de refracción 1.00029 1.333 Ondas de Sonido:
1.51
2.417
material
Aire vapor de agua Agua dulce Agua de mar Aluminio
Velocidad del sonido (m/s) 331
401
1493
1513
5104
REFRACCIÓN: LEYES Se dice que un rayo se refracta (cambia de dirección) cuando pasa de un medio a otro en el que viaja con distinta velocidad. En la refracción se cumplen las siguientes leyes: 1.- El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están en el mismo plano. 2.- Se cumple la ley de Snell: sen i / senr=v1 / v 2 y teniendo en cuenta los índices de refracción: n1 sen i=n2 sen r La luz se refracta porque se propaga con distinta velocidad en el nuevo medio. Como la frecuencia de la vibración no varía al pasar de un medio a otro, cambia la longitud de onda de la luz como consecuencia del cambio de velocidad. La onda al refractarse cambia su longitud de onda. e=v·t que equivale a l=v·T ; l =v / n Un rayo incidente cambia más o menos de dirección según el ángulo con el que incide y según la relación de los índices de refracción de los medios por los que se mueve
3.1.4 Fibra óptica La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED. Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a
las de radio y superiores a las de cable convencional. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión. La fibra óptica es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos y telecomunicaciones, consistente en un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser un láser o un diodo led. Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de la radio y superiores a las de un cable convencional. Son el medio de transmisión por cable más avanzado, al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, y también se utilizan para redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
3.1.5 Espejos Un espejo (del lat. specullum) es una superficie pulida en la que al incidir la luz, se refleja siguiendo las leyes de la reflexión. El ejemplo más sencillo es el espejo plano. En este último, un haz de rayos de luz paralelos puede cambiar de dirección completamente en conjunto y continuar siendo un haz de rayos paralelos, pudiendo producir así una imagen virtual de un objeto con el mismo tamaño y forma que el real. La imagen resulta derecha pero invertida en el eje normal al espejo. También existen espejos curvos que pueden ser cóncavos o convexos. En un espejo cóncavo cuya superficie forma un paraboloide de revolución, todos los rayos que inciden paralelos al eje del espejo, se reflejan pasando por
el foco, y los que inciden pasando por el foco, se reflejan paralelos al eje. Los espejos son objetos que reflejan casi toda la luz que choca contra su superficie debido a este fenómeno podemos observar nuestra imagen en ellos .
Reflexión de los rayos de luz en un espejo plano .
3.1.6 Lentes Las lentes son objetos transparentes (normalmente de vidrio), limitados por dos superficies, de las que al menos una es curva. Las lentes más comunes están basadas en el distinto grado de refracción que experimentan los rayos al incidir en puntos diferentes del lente. Entre ellas están las utilizadas para corregir los problemas de visión en gafas, anteojos o lentillas. También se usan lentes, o combinaciones de lentes y espejos, en telescopios y microscopios. El primer telescopio astronómico fue construido por Galileo Galilei usando una lente convergente (lente positiva) como objetivo y otra divergente (lente negativa) como ocular. Existen también instrumentos capaces de hacer converger o divergir otros tipos de ondas electromagnéticas y a los que se les denomina también
lentes. Por ejemplo, en los microscopios electrónicos las lentes son de carácter magnético. En astrofísica es posible observar fenómenos de lentes gravitatorias, cuando la luz procedente de objetos muy lejanos pasa cerca de objetos masivos, y se curva en su trayectoria. Las lentes son medios transparentes limitados por dos superficies, siendo curva al menos una de ellas.
Lente convexa. Una lente convexa es más gruesa en el centro que en los extremos. La luz que atraviesa una lente convexa se desvía hacia dentro (converge). Esto hace que se forme una imagen del objeto en una pantalla situada al otro lado de la lente. La imagen está enfocada si la pantalla se coloca a una distancia determinada, que depende de la distancia del objeto y del foco de la lente. La lente del ojo humano es convexa, y además puede cambiar de forma para enfocar objetos a distintas distancias. La lente se hace más gruesa al mirar objetos cercanos y más delgados al mirar objetos lejanos. A veces, los músculos del ojo no pueden enfocar la luz sobre la retina, la pantalla del globo ocular. Si la imagen de los objetos cercanos se forma detrás de la retina, se dice que existe hipermetropía.
Lente cóncava. Las lentes cóncavas están curvadas hacia dentro. La luz que atraviesa una lente cóncava se desvía hacia fuera (diverge). A diferencia de las lentes convexas, que producen imágenes reales, las cóncavas sólo producen imágenes virtuales, es decir, imágenes de las que parecen proceder los rayos de luz. En este caso es una imagen más pequeña situada delante del objeto (el trébol). En las gafas o anteojos para miopes, las lentes cóncavas hacen que los ojos formen una imagen nítida en la retina y no delante de ella. Las lentes con superficies de radios de curvatura pequeños tienen distancias focales cortas. Una lente con dos superficies convexas siempre refractará los rayos paralelos al eje óptico de forma que converjan en un foco situado en el lado de la lente opuesto al objeto. Una superficie de lente cóncava desvía los rayos incidentes paralelos al eje de forma divergente; a no ser que la segunda superficie sea convexa y tenga una curvatura mayor que la primera, los rayos divergen al salir de la lente, y parecen provenir de un punto situado en el mismo lado de la
lente que el objeto. Estas lentes sólo forman imágenes virtuales, reducidas y no invertidas. Tipo de lentes Existen lentes convergentes y divergentes:
Tipos de lentes convergentes:
3.1.7 El telescopio Se denomina telescopio (del griego τηλε 'lejos' y σκοπέω, 'observar') al instrumento óptico que permite ver objetos lejanos con mucho más detalle que a simple vista al captar radiación electromagnética, tal como la luz. Es una herramienta fundamental en astronomía, y cada desarrollo o perfeccionamiento de este instrumento ha permitido avances en nuestra comprensión del Universo. Gracias al telescopio —desde que Galileo Galilei en 1610 lo usó para mirar la Luna, el planeta Júpiter y las estrellas — el ser humano pudo, por fin, empezar a conocer la verdadera naturaleza de los cuerpos celestes que nos rodean y nuestra ubicación en el universo. Los telescopios son instrumentos que permiten la observación de objetos a grandes distancias, mucho mejor que si los observáramos a simple vista. Galileo Galilei usó por primera vez el telescopio en astronomía, el año 1609. Newton perfeccionó el modelo original de tipo refractor, construyendo un reflector en 1671. Posteriormente aparecieron modelos mucho mejores, y aunque al principio sólo eran accesibles por astrónomos profesionales, paulatinamente salieron al mercado telescopios para el aficionado. Los tipos de telescopios más comunes para este propósito son los siguientes
Telescopio refractor
Se basa en el uso de lentes para dirigir la luz recibida, enfocarla y formar una imagen. Su funcionamiento se basa en la refracción de la luz. El haz luminoso, al atravesar la lente altera su trayectoria y provoca una imagen aumentada del objeto. El telescopio refractor consta un lente situado a la entrada del tubo, el cual la luz recorre hasta llegar a un ocular en el otro extremo (por donde uno observa). Mientras más grande sea el lente se obtendrá una mejor imagen, pero dado el principio con el que opera este modelo, una mayor potencia obliga a que el tubo del telescopio sea más larga y aparatosa.
Telescopio catadióptrico
También llamados híbridos, constituyen una combinación del uso de lentes y espejos. Esta configuración presenta diversas variaciones, pero la más conocida es la Schmidt-Cassegrain (también llamado “Cassegrain clásico“). Ésta cuenta con un sistema óptico de una lente correctora situada en la parte superior del tubo, por donde la luz ingresa hasta impactar un espejo parabólico con una abertura en el centro; la luz rebota hasta un espejo hiperbólico secundario que refleja la luz de vuelta, pasando por dicha abertura hasta llegar finalmente a un ocular, donde se enfoca y se forma la imagen.
3.2 Estudio y aplicaciones de emisión láser. Un láser (de la sigla inglesa light amplification by stimulated emission of radiation, amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) es un dispositivo que utiliza un
efecto de la mecánica cuántica, la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente de un medio adecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados. Medicina: operaciones sin sangre, tratamientos quirúrgicos, ayudas a la cicatrización de heridas, tratamientos de piedras en el riñón, operaciones de vista, operaciones odontológicas.
Industria: cortado, guiado de maquinaria y robots de fabricación, mediciones de distancias precisas mediante láser.
Defensa: Guiado de misiles balísticos, alternativa al radar, cegando a las tropas enemigas. En el caso del Tactical High Energy Laser se está empezando a usar el láser como destructor de blancos.
Ingeniería civil: guiado de máquinas tuneladoras en túneles, diferentes aplicaciones en la topografía como mediciones de distancias en lugares inaccesibles o realización de un modelo digital del terreno(MDT).
Arquitectura: catalogación de patrimonio.
Arqueológico: documentación.
Investigación: espectroscopia, interferometría láser, LIDAR, distanciometría.
Desarrollos en productos comerciales: impresoras láser, CD, ratones ópticos, lectores de código de barras, punteros láser, termómetros, hologramas, aplicaciones en iluminación de espectáculos.
Tratamientos cosméticos y cirugía estética: tratamientos de Acné, celulitis, tratamiento de las estrías, depilación.
Esquema del funcionamiento del LASER de tres niveles de energía
TIPOS DE LASER 1. El láser de Rubí
Recordemos que fue el primer láser y que fue construido por Theodore Maiman en 1960, quien usó como medio activo un cristal de rubí sintético. El rubí es una piedra preciosa formada por cristales de óxido de aluminio Al2O3, que contiene una pequeña concentración de alrededor de 0.05% de impurezas de óxido de cromo Cr2O3 (el óxido de aluminio puro, Al2O3, se llama zafiro). La presencia del óxido de cromo hace que el transparente cristal puro de óxido de aluminio se torne rosado y llegue a ser hasta rojizo si la concentración de óxido de cromo aumenta. La forma geométrica típica que adopta el rubí usado en un láser es la de unas barras cilíndricas de 1 a 15 mm de radio y algunos centímetros de largo. (Véase Fig. 3)
Fig. 3
2. Láser de Helio-Neón El láser de helio-neón fue el primer láser de gas que se construyó. Actualmente sigue siendo muy útil y se emplea con mucha frecuencia. Los centros activos de este láser son los átomos de neón, pero la excitación de éstos se realiza a través de los átomos de helio. Una mezcla típica de He-Ne para estos láseres contiene siete partes de helio por una parte de neón. (Véase Fig. 4)
Fig. 4
3. El láser de Argón ionizado Las transiciones radiactivas entre niveles altamente excitados de gases nobles se conocen desde hace largo tiempo, y la oscilación láser en este medio activo data desde la década de los sesenta. Entre estos láseres, el de argón ionizado es el que más se utiliza, debido a sus intensas líneas de emisión en la región azul-verde del espectro electromagnético y a la relativa alta potencia continua que se puede obtener de él. (Véase Fig. 5)
Fig. 5 4. Láseres de CO2 El láser de bióxido de carbono CO2 es el ejemplo más importante de los láseres moleculares. El medio activo en este láser es una mezcla de bióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2) y helio (He), aunque las transiciones láser se llevan a cabo en los niveles energéticos del CO2. Como en seguida veremos, el N2 y el He son importantes para los procesos de excitación y desexcitación de la molécula de CO2. (Véase Fig. 6 y 7)
Fig. 6
Fig. 7
5. Láser de gas dinámico de CO2 La diferencia fundamental entre un láser de gas dinámico y un láser convencional de CO2 radica en el método de bombeo empleado. En el láser de gas dinámico la radiación láser es producida al enfriar rápidamente una mezcla de gas precalentado que fluye a lo largo de una tobera hasta la cavidad del resonador. Por las altas potencias que es capaz de proporcionar se ha convertido en una importante alternativa para ciertas aplicaciones industriales. (Véase Fig. 8)
Fig. 8
6. Láser de soluciones líquidas orgánicas El medio activo en este tipo de láseres está compuesto por líquidos en los que se han disuelto compuestos orgánicos, entendidos este último cómo los hidrocarburos y sus derivados. Estos láseres son bombeados ópticamente y como en seguida veremos, una de sus más importantes características radica en que pueden emitir radiación láser en anchas bandas de longitud de onda, es decir que son "sintonizables". (Véase Fig. 9)
Fig. 9
7. Láseres de semiconductores Los láseres de semiconductores son los láseres más eficientes, baratos y pequeños que es posible obtener en la actualidad. Desde su invención en 1962 se han mantenido como líderes en muchas aplicaciones científico-tecnológicas y su continua producción masiva nos da un inicio de que esta situación se prolongará por mucho tiempo. (Véase Fig. 10)
Fig. 10. 8. Láser de electrones libres Todos los sistemas láser anteriormente vistos basan su funcionamiento en la inversión de población lograda en un medio activo atómico o molecular. Por tanto, la longitud de onda a la cual el láser emite está inevitablemente determinada por los centros activos
contenidos en la cavidad láser, es decir, por las transiciones energéticas permitidas a los átomos o moléculas de dicho medio. Un láser basado en la emisión de radiación estimulada por electrones libres no tiene las limitaciones propias de los láseres anteriormente vistos, pues los electrones libres no están sujetos a la existencia de transiciones energéticas particulares y por lo tanto pueden generar radiación electromagnética en cualquier longitud de onda del espectro. Este tipo de láseres utilizan como medio activo un haz de electrones que se mueve con velocidades cercanas a la de la luz. Debido a esto se le llama haz relativista de electrones . Podemos describir un láser de electrones libres como un instrumento que convierte la energía cinética de un haz relativista de electrones en radiación láser. (Véase Fig. 11)
Fig. 11
Referencias http://acacia.pntic.mec.es/~jruiz27/elementos.htm https://es.wikipedia.org/wiki/Luz http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Ondasbachiller ato/reflex_Refrac/reflexRefr_indice.htm#refrac http://itpn.mx/recursosisc/3semestre/fisicageneral/Unidad%20III.pdf https://es.wikipedia.org/wiki/Espejo http://cienciasnaturales-fisica.blogspot.mx/2007/03/fsica-ii-varios.html http://austrinus.com/secciones/observacion/instrumental/telescopio/