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Óptica Electromagnética e Instrumentos Ópticos

Código: 107625
Créditos: 6
2026/2027
Titulación Tipo Curso
Física OB 2

Profesor/a de contacto

Nombre :
Angel Lizana Tutusaus
Correo electrónico :
angel.lizana@uab.cat

Idiomas de los grupos

Puede consultar esta información al final del documento.

Prerrequisitos

Esta asignatura no tiene prerrequisitos obligatorios. No obstante, se recomienda haber cursado las asignaturas de matemáticas de primer curso y la asignatura de Electromagnetismo de segundo curso.

Objetivos

Al finalizar la asignatura, el estudiante deberá ser capaz de:

  1. Comprender los fundamentos de la óptica geométrica y su aplicación a la descripción de la propagación de la luz mediante rayos.
  2. Analizar la formación de imágenes en sistemas ópticos simples y compuestos, utilizando las herramientas y aproximaciones propias de la óptica geométrica.
  3. Conocer el funcionamiento y las prestaciones de los principales instrumentos ópticos, tales como el ojo humano, la cámara fotográfica, el microscopio y el telescopio.
  4. Comprender la naturaleza electromagnética de la luz a partir de las ecuaciones de Maxwell y su papel en la descripción de los fenómenos ópticos.
  5. Describir la propagación de las ondas electromagnéticas en medios materiales, identificando las principales propiedades ópticas de los materiales dieléctricos.
  6. Entender el origen físico de la dispersión óptica y analizar su influencia en la propagación de la luz y en el comportamiento de los sistemas ópticos.
  7. Aplicar modelos físicos adecuados para describir distintos fenómenos ópticos, identificando el nivel de descripción más apropiado en cada caso y sus limitaciones.
  8. Relacionar los conceptos teóricos con fenómenos ópticos observables y aplicaciones tecnológicas, desarrollando una visión integrada de la óptica clásica.


Resultados de aprendizaje

  • CM24 (Trabajar de forma autónoma para resolver problemas complejos en el ámbito de la óptica.) Trabajar de forma autónoma para resolver problemas complejos en el ámbito de la óptica.
  • CM25 (Identificar las aplicaciones de la interacción luz-materia y su impacto tecnológico y social en el contexto profesional.) Identificar las aplicaciones de la interacción luz-materia y su impacto tecnológico y social en el contexto profesional.
  • KM26 (Identificar la naturaleza de la luz y su interacción con la materia en diferentes tipos de materiales.) Identificar la naturaleza de la luz y su interacción con la materia en diferentes tipos de materiales.
  • KM27 (Identificar las diferentes teorías de interacción luz-materia (clásica, semiclásica y cuántica).) Identificar las diferentes teorías de interacción luz-materia (clásica, semiclásica y cuántica).
  • KM28 (Describir aplicaciones de la luz en comunicaciones, imagen, biofotónica y tecnologías cuánticas.) Describir aplicaciones de la luz en comunicaciones, imagen, biofotónica y tecnologías cuánticas.
  • SM20 (Resolver matemáticamente problemas sobre la interacción entre la luz y la materia usando teoría clásica, semiclásica y cuántica.) Resolver matemáticamente problemas sobre la interacción entre la luz y la materia usando teoría clásica, semiclásica y cuántica.
  • SM21 (Determinar el comportamiento, las propiedades y las aplicaciones tanto de la luz cuando es manipulada a partir de su interacción con la materia como de la materia cuando es manipulada a partir de su interacción con la luz.) Determinar el comportamiento, las propiedades y las aplicaciones tanto de la luz cuando es manipulada a partir de su interacción con la materia como de la materia cuando es manipulada a partir de su interacción con la luz.

Contenidos

1. Ondas electromagnéticas

  1. Ecuaciones macroscópicas de Maxwell. Respuesta del material. Relaciones energéticas.
  2. Ecuación de ondas electromagnéticas. Ondas planas y ondas esféricas.
  3. Transporte de energía.
  4. Soluciones armónicas. Análisis de Fourier.
  5. Superposición de ondas electromagnéticas. Polarización.
  6. Velocidad de fase y velocidad de grupo.
  7. Ondas electromagnéticas en medios lineales, homogéneos e isótropos. Transversalidad de las ondas planas.

2. Medios isótroposg

  1. Reflexión y refracción en dieléctricos. Fórmulas de Fresnel.
  2. Medios dieléctricos. Polarización inducida. Modelo clásico del dipolo de Lorentz.
  3. Propagación y dispersión de un haz luminoso.

3. Óptica geométrica. Aproximación paraxial

  1. Formación de imágenes en óptica geométrica.
  2. Óptica paraxial. Invariante de Abbe. Aumentos.
  3. Sistemas centrados. Focos y planos focales. Planos y puntos principales. Lentes delgadas. Acoplamiento de sistemas.

4. Instrumentos ópticos

  1. El ojo humano.
  2. Instrumentos fotográficos y de proyección.
  3. Telescopios.
  4. Instrumentos de visión cercana: lupa y microscopio compuesto.


Actividades formativas y Metodología

Título Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Clases teóricas 28 1,12 CM25, KM26, KM27, KM28, SM21
Estudio personal 45 1,8 CM24, CM25, KM26, KM27, KM28, SM20, SM21
Clases de problemas 14 0,56 CM24, SM20
Tutorías 5,22 0,209 CM24
Seminarios 8 0,32 CM25, KM26, KM27, KM28, SM20, SM21
Realización de problemas 30 1,2 CM24, SM20
Preparación seminarios 4 0,16 CM24, KM26, SM21
Fotografías de fenómenos ópticos en la naturaleza 5 0,2 KM26, KM28, SM21

Clases teóricas

En estas sesiones se introducirán y desarrollarán los conceptos fundamentales de la asignatura. Se fomentará la participación activa de los estudiantes mediante preguntas, discusiones guiadas y breves actividades de reflexión orientadas a favorecer la comprensión de los conceptos presentados y a identificar posibles dificultades de aprendizaje.

Clases de problemas

Las clases de problemas estarán orientadas a la aplicación de los conceptos desarrollados en las sesiones teóricas. El objetivo será que el estudiante aprenda a identificar la naturaleza de un problema físico, seleccionar el modelo más adecuado y aplicar las herramientas necesarias para resolverlo. Los enunciados de los problemas se pondrán a disposición del alumnado en el campus virtual con suficiente antelación para que puedan trabajarlos previamente y plantear dudas durante las sesiones presenciales.

Seminarios

Los seminarios complementarán las clases teóricas y de problemas mediante actividades de carácter participativo orientadas a profundizar en conceptos específicos de la asignatura y en sus aplicaciones. Estas sesiones tendrán un enfoque principalmente fenomenológico y estarán orientadas a establecer conexiones entre los modelos teóricos y las observaciones experimentales.

En función de los contenidos tratados, los seminarios podrán incluir demostraciones experimentales, actividades prácticas de tipo hands-on, análisis de sistemas ópticos, uso de instrumentación básica y observación de fenómenos relacionados con la propagación de la luz, la formación de imágenes y los instrumentos ópticos. El objetivo es reforzar la comprensión intuitiva de los conceptos y favorecer una actitud activa en el proceso de aprendizaje.

Actividades de observación y análisis de fenómenos ópticos

Se propondrán actividades orientadas a desarrollar la capacidad de observación del estudiante y a relacionar fenómenos ópticos presentes en el entorno cotidiano con los conceptos estudiados en la asignatura. Estas actividades podrán incluir el análisis de imágenes reales relacionadas con la naturaleza de la luz, su propagación, la formación de imágenes y la interacción entre la luz y la materia.


Se reservarán 15 minutos de una sesión docente, dentro del calendario establecido por el centro o la titulación, para que el alumnado pueda cumplimentar las encuestas de evaluación de la actuación docente y de la asignatura.

Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.

Evaluación

Actividades de evaluación continuada

Título Peso Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Primer examen parcial 30% 3 0,12 CM24, KM26, SM20
Segundo examen parcial 30% 3 0,12 CM24, KM26, SM20
Entregables seminarios 25% 3 0,12 CM25, KM26, KM27, KM28, SM21
Entrega de las fotografías 15% 1,78 0,071 CM24, CM25, KM26, KM27, KM28, SM21

La evaluación de la asignatura se realizará según la siguiente ponderación:

  • Pruebas escritas (60%)
  • Primer parcial (30%)
  • Segundo parcial (30%)
  • Actividades relacionadas con fenómenos ópticos (15%)
  • Entregables de seminarios (25%)


Pruebas escritas

Con estas pruebas se evaluarán los conocimientos adquiridos por el estudiante, así como su capacidad de análisis, síntesis y razonamiento.

Pruebas escritas parciales

Se realizarán dos pruebas parciales. La materia evaluada será la correspondiente a los temas impartidos durante los períodos respectivos, que se anunciarán con la suficiente antelación.

Cada una de estas pruebas tendrá un peso del 30% en la calificación final.

Para realizar la media entre las dos pruebas parciales y, por tanto, superar la asignatura mediante evaluación continua, será necesario obtener una calificación mínima de 4,0 sobre 10 en cada una de ellas.

Prueba escrita de recuperación

Constará de dos partes, correspondientes a los dos parciales de la asignatura. Los estudiantes podrán recuperar el primer parcial, el segundo o ambos.

Los estudiantes que hayan obtenido una calificación inferior a 4,0 en alguno de los parciales deberán presentarse obligatoriamente a la parte correspondiente de la recuperación. Para poder calcular la nota final de la asignatura mediante la ponderación de las distintas actividades de evaluación, será necesario obtener una calificación mínima de 4,0 en cada una de las partes recuperadas. En caso contrario, la asignatura quedará suspendida.

El resto de actividades de evaluación continua no son recuperables.

Los estudiantes que hayan superado un parcial también podrán presentarse a la parte correspondiente de la recuperación para mejorar su calificación. En este caso, la nota final será la obtenida en la prueba de recuperación.

Actividades relacionadas con fenómenos ópticos

En este apartado se evaluará la capacidad de observación del estudiante, así como su capacidad para relacionar los conceptos estudiados con fenómenos ópticos presentes en la naturaleza y en la vida cotidiana.

Cada estudiante deberá presentar tres fotografías originales, realizadas por él mismo, de fenómenos ópticos relacionados con los conceptos estudiados en la asignatura. Para cada fotografía deberá presentar una explicación del fenómeno observado. Las tres fotografías deberán corresponder a fenómenos diferentes y se presentarán a través del campus virtual en formato PDF.

No se aceptarán fotografías obtenidas en el laboratorio ni imágenes descargadas de internet. Las fotografías deben corresponder a imágenes reales captadas por el estudiante y está estrictamente prohibido generarlas o modificarlas mediante herramientas de inteligencia artificial. En cualquiera de estos casos, la calificación correspondiente a esta actividad será de 0 puntos.

La calificación de este apartado representará el 15% de la nota final de la asignatura.

Entregables de seminarios

A lo largo del curso se realizarán cuatro seminarios, cada uno de los cuales tendrá asociado un entregable individual. Estos entregables estarán directamente relacionados con las actividades desarrolladas durante las sesiones de seminario.

Los entregables se presentarán al finalizar cada seminario o dentro del plazo que establezca el profesorado, y se evaluarán tanto la comprensión de los conceptos trabajados como la capacidad de análisis e interpretación de los resultados obtenidos.

El objetivo de esta actividad es fomentar la participación activa del estudiante, consolidar los conceptos presentados en los seminarios y favorecer la conexión entre los modelos teóricos y las observaciones experimentales.

La calificación conjunta de los cuatro entregables representará el 25% de la nota final de la asignatura. La asistencia a los seminarios es obligatoria.

Evaluación única

El alumnado que se haya acogido a la modalidad de evaluación única deberá realizar una prueba final que consistirá en un examen de teoría en el que deberá responder a una serie de cuestiones relacionadas con el temario del curso. Seguidamente, deberá realizar una prueba de problemas con ejercicios similares a los trabajados durante las clases de problemas.

Además, deberá entregar un informe con tres fotografías originales de fenómenos ópticos realizadas por él/ella mismo/a, acompañadas de una breve descripción de cada uno de los fenómenos observados. Las fotografías deben corresponder a imágenes reales captadas por el estudiante y está estrictamente prohibido generarlas o modificarlas mediante herramientas de inteligencia artificial. El informe tendrá una extensión máxima de tres páginas y se complementará con una exposición oral.

Estas pruebas se llevarán a cabo el mismo día, hora y lugar que las pruebas de recuperación de la asignatura.

La calificación final se calculará de acuerdo con la siguiente ponderación:

  • Examen de teoría: 35%
  • Examen de problemas: 40%
  • Informe y defensa de fenómenos ópticos: 25%

Si la nota final no alcanza el 5, el estudiante tendrá otra oportunidad de superar la asignatura mediante el examen de recuperación que se realizará en la fecha fijada por la coordinación de la titulación. La calificación final de la asignatura será la nota obtenida en dicho examen de recuperación.

Uso de la inteligencia artificial

La realización de cualquier irregularidad en un acto de evaluación (fraude académico, plagio o uso indebido de la IA, salvo que dicho uso esté expresamente autorizado en esta guía docente) que pueda dar lugar a una variación significativa de la calificación supondrá la obtención de una calificación de cero en dicha actividad de evaluación. Cuando sea requisito indispensable obtener una nota mínima en esta actividad para superar la asignatura, o cuando se produzcan varias irregularidades en una misma asignatura, la calificación final de la asignatura será de cero. Sin perjuicio de ello, la Universidad podrá iniciar el correspondiente procedimiento disciplinario.

En esta asignatura, el uso de tecnologías de inteligencia artificial (IA) está permitido únicamente como apoyo para la búsqueda de información o bibliografía y para la revisión lingüística de los textos. No se permite utilizar estas herramientas para generar, elaborar o resolver total o parcialmente actividades, problemas o evidencias de evaluación. Cuando se utilice alguna herramienta de IA autorizada, deberá indicarse expresamente, especificando las herramientas empleadas e incorporando una breve reflexión crítica sobre su contribución al proceso de trabajo. La falta de transparencia en el uso de la IA se considerará una infracción de la honestidad académica y podrá comportar penalizaciones en la calificación u otras medidas disciplinarias.

Asimismo, queda expresamente prohibido el uso de herramientas de inteligencia artificial mediante ordenadores, tabletas, teléfonos móviles, relojes inteligentes o cualquier otro dispositivo tecnológico durante las actividades de evaluación presenciales, incluyendo exámenes parciales, exámenes de recuperación, pruebas prácticas, problemas dirigidos o cualquier otra actividad evaluable realizada en el aula. El incumplimiento de esta norma será considerado una irregularidad académica grave.

Bibliografía

LIBROS DE TEORÍA

  • J. Casas. Óptica. Universidad de Zaragoza
  • E. Hecht. Optics. Addison-Wesley Publishing Company.
  • M.V. Klein, T. E. Furtak. Optics. John Wiley & Sons
  • Keigo Iizuka, Elements of Photonics Volume 1. John Wiley & Sons, Inc. ISBNs: 0-471-83938-8 (Hardback); 0-471-22107-4 (Electronic)
  • R. Guenter. Modern Optics. John Wiley & Sons
  • B.E.A. Saleh, M.C. Teich, Fundamentals of Photonics, second edition. John Wiley & Sons. ISBN: 978-0-471-35832-9
  • F.G. Smith, J.H. Thomson, Optics, John Wiley & Sons Ltd. ISBN 0 471 91534 3

LIBROS DE PROBLEMAS

  • E. Hecht. Teoría y Problemas de Óptica. MacGraw-Hill
  • M. López, J.L. Díaz, J.M. Jiménez. Problemas de Física volumen V. Óptica. Editorial Romo.
  • M. Fogiel, THE OPTICS PROBLEM SOLVER, Research and Education Association. ISBN: 0-87891-526-5
  • Lim Yung-kuo, Problems and Solutions on Opticsm. World Scientific. ISBN: 981-02-0438-8


Software

Applets de fenómenos ópticos en MATLAB

Grupos e idiomas de la asignatura

La información proporcionada es provisional hasta el 30 de noviembre. A partir de esta fecha, podrá consultar el idioma de cada grupo a través de este enlace. Para acceder a la información, será necesario introducir el CÓDIGO de la asignatura

Tipo de docencia Grupo Idioma Semestre Turno
(TE) Teoría 1 Catalán segundo cuatrimestre manaña-mixto
(PAUL) Prácticas de aula 1 Español segundo cuatrimestre manaña-mixto
(TE) Teoría 2 Catalán segundo cuatrimestre manaña-mixto
(PAUL) Prácticas de aula 2 Catalán segundo cuatrimestre manaña-mixto
(SEM) Seminarios 11 Catalán segundo cuatrimestre manaña-mixto
(SEM) Seminarios 12 Catalán segundo cuatrimestre manaña-mixto
(SEM) Seminarios 21 Catalán segundo cuatrimestre manaña-mixto
(SEM) Seminarios 22 Español segundo cuatrimestre manaña-mixto