Objetivo del tema: Resolver problemas de índice de refracción, reflexión en espejos esféricos, ley de Snell, reflexión total interna y lentes, e identificar el principio óptico que usa cada instrumento clínico.

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Modelo de rayos, velocidad de la luz e índice de refracción

La óptica geométrica estudia la luz suponiendo que viaja en LÍNEA RECTA mientras el medio sea homogéneo, y la representa con rayos: flechas perpendiculares al frente de onda que marcan por dónde va la energía. Con ese único modelo se explican la sombra, el espejo, el ojo, el microscopio y el endoscopio. El modelo vale mientras los obstáculos sean mucho mayores que la longitud de onda; cuando dejan de serlo aparece la difracción y hay que volver al modelo ondulatorio.

Rayo incidente, rayo reflejado y rayo refractado se miden SIEMPRE desde la normal (la perpendicular a la superficie), nunca desde la superficie.
Medio homogéneo y transparente: la luz no se desvía. Medio translúcido: pasa difusa. Opaco: no pasa.
En el vacío la luz viaja a $c = 3\times10^{8} \text{ m/s}$ ; en cualquier material va MÁS LENTA.
Los rayos son reversibles: si inviertes el sentido, el camino es exactamente el mismo.

n = \frac{c}{v} \qquad ; \qquad \lambda_{medio} = \frac{\lambda_{vacío}}{n} \qquad ; \qquad f \text{ no cambia}

Medio	Índice n	Rapidez de la luz	Dato útil
Vacío	1.0000	$3.00\times10^{8} \text{ m/s}$	Valor de referencia; n nunca es menor que 1
Aire	1.0003	≈ $3.00\times10^{8} \text{ m/s}$	En problemas se toma n = 1
Agua	1.33	$2.26\times10^{8} \text{ m/s}$	Por eso una cuchara se ve 'quebrada' en el vaso
Córnea	1.376	$2.18\times10^{8} \text{ m/s}$	Es la superficie que más desvía la luz en el ojo
Humor acuoso y vítreo	1.336	$2.25\times10^{8} \text{ m/s}$	Casi el del agua: el ojo es agua en su mayor parte
Cristalino	1.41	$2.13\times10^{8} \text{ m/s}$	Cambia de forma para enfocar (acomodación)
Vidrio común	1.52	$1.97\times10^{8} \text{ m/s}$	El valor estándar de los problemas de Snell
Diamante	2.42	$1.24\times10^{8} \text{ m/s}$	El n más alto de los materiales comunes

Ejemplo resuelto — luz roja de $600 \text{ nm}$ en el vacío entra al humor vítreo (n = 1.34). ¿Qué le pasa?

Rapidez: $v = c/n = (3\times10^{8})/1.34 = 2.24\times10^{8} \text{ m/s}$ . Baja.
Longitud de onda: $\lambda = 600/1.34 = 448 \text{ nm}$ . Se acorta.
Frecuencia: $f = c/\lambda_{vacío} = 5\times10^{14} \text{ Hz}$ , y NO cambia al entrar al ojo.
Conclusión: el color (que lo fija la frecuencia) es el mismo dentro y fuera del ojo.

Error clásico del examen: creer que al entrar a un medio denso cambia la frecuencia. Lo que cambian son v y λ, siempre a la baja y en la misma proporción 1/n. La frecuencia la impone la fuente y se conserva.

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