Óptica forma parte de la física encargada de estudiar las leyes y los fenómenos de la luz. La palabra óptica proviene del latín optikos que significa «visual», e ica expresa «relativo a», por lo tanto, la óptica es relativa a la visión. El término tiene diferentes significados según el contexto en el que se use. Existen diversas enfermedades visuales que pueden causar pérdida permanente de la visión, las más comunes son: miopia, cataratas, astigmatismo, etc., Las ópticas son responsables de construir dispositivos y lentes para mejorar la visión de los pacientes, según la necesidad.
Qué es la Ciencia Óptica
Se define el término ciencia óptica de acuerdo con la convención de la Optical Society of America, para lo cual es el estudio de la luz, en la forma en que es emitida por los cuerpos luminosos, en la forma en que se propaga a través de los medios transparentes y la forma en que es absorbida por otros cuerpos. La óptica, al estudiar los cuerpos luminosos, considera los mecanismos atómicos y moleculares que originan la luz.
Cabe destacar que, el término óptica indica también el cómo considerar o percibir un problema o punto de vista personal, como por ejemplo: desde mi óptica personal, los problemas financieros que presenta la empresa es debido a una buena administración.
Algunas de las principales aplicaciones de la óptica son:
- Estudio del ojo humano y la imagen.
- Desarrollo de tecnología óptica, como telescopios, microscopios, cámaras, espejos, lentes, fibra óptica y láser, entre otros.
- Desarrollo de técnicas fotográficas.
La historia de la ciencia óptica se remonta a la Edad Media, esta, asi como muchas otras ciencias, progresa muy lentamente. Este avance estuvo en manos de los árabes.
El filósofo árabe Abu Ysuf Yaqub Ibn Is-Hak, más conocido como Al-Kindi, que vivía en Basora y Bagdad (813-880 DC), escribió un libro sobre óptica llamado De Aspectibus. En él hace algunas consideraciones generales sobre la refracción de la luz, pero también contradice a Platón al afirmar, como Aristóteles, que la visión se debe a los rayos que emanan de los cuerpos luminosos, y no del ojo, desde donde comienzan a viajar en línea recta y luego penetran el ojo, donde producen la sensación visual.
Otro científico árabe muy importante, Hasan Lbn all-Haitham, mejor conocido por su nombre latinizado Alhazen (965-1038 d.C.), investigó sobre astronomía, matemáticas, física y medicina. Alhazen escribió un libro llamado Kitab-ul Manazir (Tratado de Óptica), donde expone sus estudios sobre el tema. Entre sus principales resultados está el descubrimiento de la cámara oscura, a través de la cual pudo formar una imagen invertida de un objeto luminoso, al pasar la luz a través de un pequeño agujero.
Alhazen también hizo el primer estudio realmente científico sobre la refracción, probando la ley aproximada de Ptolomeo y también encontró una ley que daba las posiciones relativas de un objeto y su imagen formada por una lente o un espejo convergente. Sin duda este científico fue la mayor autoridad de la Edad Media, y tuvo una gran influencia en los investigadores que lo siguieron, incluido Isaac Newton.
La óptica, desde que comenzó como un estudio serio, ha jugado un papel muy importante en el desarrollo del conocimiento científico y la tecnología. Los principales avances en la física de nuestro siglo, como la teoría cuántica, la relatividad o el láser, tienen su fundamento o prueba en algún experimento óptico. Por otro lado, también los grandes avances tecnológicos, como las comunicaciones modernas por fibras ópticas, las aplicaciones de láser y la holografía tienen una base óptica.
La óptica se encarga del estudio de los fenómenos luminosos relacionados con él, como la reflexión, la refracción, la interferencia y la difracción. Finalmente, la absorción de luz ocurre cuando la misma llega a su destino, produciendo allí un efecto físico (optica fisica) o químico, por ejemplo, en la retina de un ojo (nervio óptico, encargado de transmitir las luces e imágenes a la retina del ojo), una película fotográfica, una cámara de televisión o en cualquier otro detector brillante.
Qué es la ingeniería óptica
Es una de las ramas de la óptica que tiene aplicaciones más prácticas. En particular, estudia los instrumentos ópticos en sus tres aspectos: diseño, fabricación y control de calidad. Los sistemas ópticos modernos no solo están compuestos de lentes, sino también de microlentes y elementos difractivos.
La fibra óptica también se ocupa de las aplicaciones de técnicas ópticas para el estudio y análisis del cuerpo humano a través de múltiples mecanismos de imagen, que incluyen holografía óptica y acústica, fotoacústica, procesamiento infrarrojo y digital. de imágenes médicas
La óptica y la oftalmología
Muchos pacientes con un problema visual dudan si deben acudir al óptico o al oftalmólogo. En principio, el oftalmólogo puede cubrir cualquier problema, incluida la graduación. Sin embargo, naturalmente, el entrenamiento y la experiencia de un óptico-optometrista lo convierten en el mejor profesional para ajustar su vista y adaptar anteojos o lentes de contacto.
Excepto en los casos en que la visión puede verse afectada por una enfermedad, estos son casos complejos que no pueden ser detectados o tratados por un óptico (optica vision) y deben remitirse a un oftalmólogo, quien se encarga de recetar medicamentos y realizar pruebas especiales para diagnosticar una enfermedad y su tratamiento.
Cualquier otro problema visual es cuestión del oftalmólogo, tanto enfermedades como intervenciones quirúrgicas que resuelven problemas como miopía, hipermetropía, astigmatismo, presbicia o cataratas utilizando tecnología láser o implantando lentes intraoculares.
Naturalmente, los ópticos tienen cierto conocimiento sobre las enfermedades oculares, pero estas deben ser tratadas por el oftalmólogo. Los oftalmólogos tienen conocimiento sobre óptica y optometría, pero hoy cubren tanto conocimiento que los especialistas existentes en optometría son más lógicos para delegarla.
La fibra óptica es un medio físico de transmisión de información, habitual en redes de datos y telecomunicaciones, que consiste en un delgado filamento de vidrio o plástico, a través del cual viajan pulsos de láser o luz led, en el que se transmiten los datos.
A través de la transmisión de estos pulsos de luz, la información puede enviarse y recibirse a velocidades importantes a través de un tendido de cable, a salvo de interferencias electromagnéticas y con velocidades similares a las de la radio. Esto hace que la fibra óptica sea el medio de transmisión por cable más avanzado que existe.
La implementación de la fibra óptica es heredera de siglos de investigación y experimentación sobre la luz y sus propiedades, desde la antigüedad cuando los griegos se comunicaban a través del reflejo de la luz solar en pequeños espejos, los experimentos ópticos de la Revolución Científica, hasta la invención de la telegrafía óptica en 1792 por Claude Chappe, y el trabajo posterior de los físicos franceses Jean-Daniel Colladon y Jacques Babinet, y el irlandés John Tyndall, todo a fines del siglo XIX.
La fibra óptica es ideal para las telecomunicaciones por cable, ya que permite establecer redes informáticas locales y de largo alcance, con una pérdida mínima de información en el camino.
Sus aplicaciones son diversas en este campo, permitiendo la obtención de material de red, sensores de fibra óptica (para temperatura, presión o niveles de luz), material de iluminación (particularmente efectivo ya que no requiere proximidad a la fuente de luz), y también es útil para decoración (hay árboles de navidad hechos de fibra óptica) o como componente de concreto translúcido.
Finalmente se debe mencionar que, la óptica moderna cubre las áreas de la ciencia y la ingeniería óptica que se hicieron populares en el siglo XX. Estas áreas de la ciencia óptica generalmente se refieren a propiedades electromagnéticas o cuánticas de la luz, pero no incluyen otros temas.
Un subcampo importante de la óptica moderna, es la óptica cuántica, que se ocupa de las propiedades mecánicas, especialmente la cuántica de la luz. La óptica cuántica no es solo teórica, algunos de los dispositivos modernos, como los láseres, tienen sus principios operativos que dependen de la mecánica cuántica. Los detectores de luz, como fotomultiplicadores y channeltrons, responden a fotones individuales.
Los CCD o sensores de imágenes eléctricos, liberan el ruido de activación según los exponentes de la estadística de eventos de fotones. Los diodos emisores de luz y las células fotovoltaicas no se pueden entender sin la mecánica cuántica. En el estudio de estos dispositivos, la óptica cuántica a menudo se superpone con la electrónica cuántica.
Las áreas especializadas en investigación óptica incluyen el estudio de cómo interactúa la luz con materiales específicos como el vidrio y la óptica metamaterial. Otra investigación se centra en la fenomenología de las ondas electromagnéticas, como la óptica singular, óptica sin imágenes, óptica no lineal y óptica estadística y radiometría. La óptica integrada a llamado la atención de los ingenieros informáticos, la informática fotónica y visión artificial por ser un posible elemento de las futuras generaciones de la informática y las computadoras.
Hoy, la ciencia pura de la óptica se llama ciencia óptica o física óptica para distinguirla de las ciencias ópticas aplicadas, que se conocen como ingeniería óptica. Los subcampos resaltantes de la ingeniería óptica incorpora: la ingeniería fotónica, de iluminación y optoelectrónica, destacadas a elaborar, diseñar y probar los componentes ópticos de procesamiento de imágenes. Algunos de estos campos se superponen, con límites difusos entre los términos de los problemas que significan cosas diferentes en diferentes partes del mundo y en diferentes áreas de la industria.
