El documento describe diferentes tipos de rayos de luz que se utilizan para modelar la propagación de la luz a través de sistemas ópticos. Define rayos como incidentes, reflejados, refractados y otros que interactúan con superficies o pasan a través de sistemas ópticos y fibras ópticas. También describe las leyes de la reflexión y refracción de la luz.

1. Rayos de la luz
En la óptica, a rayo es un estrecho idealizado haz de luz. Los rayos se utilizan para modelar la
propagación de luz a través de un sistema óptico, dividiendo el campo ligero verdadero para arriba en
los rayos discretos de los cuales puede ser propagado de cómputo a través del sistema por las
técnicas trazo del rayo.[1]
Esto permite que incluso los sistemas ópticos muy complejos sean
analizados matemáticamente o simulans la computadora. El trazo del rayo utiliza soluciones
aproximadas a Ecuaciones del maxwell eso es válido mientras ondas de la luz propague a través y
alrededor de los objetos que dimensiones son mucho mayor que la luz longitud de onda. La teoría del
rayo no describe fenómenos por ejemplo interferencia y difracción, que requieren teoría de la onda
(participación fase de la onda).
Hay muchos rayos especiales que se utilizan en modelar óptico para analizar un sistema óptico. Éstos
son definidos y descritos más abajo, agrupado por el tipo de sistema que se utilizan para modelar.
Interacción con las superficies
 rayo del incidente es un rayo de la luz que pulsa una superficie. El ángulo entre este rayo y
el perpendicular o normal a la superficie es ángulo de la incidencia.
 rayo reflejado el corresponder a un rayo dado del incidente, es el rayo que representa la luz
reflejada por la superficie. El ángulo entre el rayo normal y reflejado superficial se conoce
como ángulo de la reflexión. La ley de la reflexión dice eso para a specular la superficie (de la
no-dispersión), el ángulo de la reflexión iguala siempre el ángulo de la incidencia.
 rayo refractado o rayo transmitido el corresponder a un rayo dado del incidente
representa la luz que se transmite a través de la superficie. El ángulo entre este rayo y el
normal se conoce como ángulo de la refracción, y se da cerca Ley de Snell.
 Si es el material birrefringente, el rayo refractado puede partir en ordinario y rayos
extraordinarios, que experimentan diferente índice de refracción al pasar a través del
material birrefringente.
Vea también: Reflexión (física), Refracción, Absorción (la óptica), y Birrefringencia
Sistemas ópticos
 A rayo meridional es un rayo que se confina a y-z plano, donde z puntos a lo largo del eje
óptico del sistema, y y es perpendicular a este eje.

2.  rayo marginal en un sistema óptico está el rayo meridional que empieza el punto donde el
objeto cruza el eje óptico, y toca el borde del parada de la abertura del sistema.[2]
Este rayo
es útil, porque cruza el eje óptico otra vez en las localizaciones en donde una imagen será
formada. La distancia del rayo marginal del eje óptico en las localizaciones del pupila de la
entrada y salga de la pupila define los tamaños de cada pupila (puesto que son las pupilas
imágenes de la parada de la abertura).
 principal rayo en un sistema óptico está el rayo meridional que empieza el borde del objeto,
y pasa a través del centro de la parada de la abertura.[2]
Este rayo cruza el eje óptico en las
localizaciones de las pupilas. Pues tales principales rayos son equivalentes a los rayos en una
cámara fotográfica del agujero de alfiler. La distancia entre el principal rayo y el eje óptico en
una localización de la imagen define el tamaño de la imagen. Los rayos marginales y
principales junto definen Lagrange invariante, que caracteriza el rendimiento de
procesamiento o etendue del sistema óptico.[3]
 A rayo oblicuo es un rayo que origina de un punto del objeto en y-z acepille, pero no
propaga en este plano. Tal rayo intersecará la pupila de la entrada en algunos coordenadas
arbitrarios (xp,yp).
 A rayo tangencial es un rayo en el cual interseca la pupila de la entrada xp=0. Esto es justo
otro nombre para un rayo meridional.
 A rayo sagital o rayo transversal es un rayo oblicuo en el cual interseca la pupila yp=0.
La óptica de fibra
 A rayo meridional es un rayo que pasa con eje de de fibra óptica.
 A rayo dirigido, rayo encuadernado, o rayo atrapado es un rayo en a de fibra óptica con
varios modos de funcionamiento, que es confinada por base. Para fibra de índice de paso,
encienda entrar en la fibra será dirigido si hace un ángulo con el eje de la fibra que es menos
que la fibra ángulo de aceptación.
 A rayo agujereado o rayo el hacer un túnel es un rayo en un de fibra óptica que la óptica
geométrica prediga refleje totalmente en el límite entre base y revestimiento, pero que sufre
la pérdida debido al límite curvado de la base.
Leyes de la reflexión y de la refracción
 Rayo Incidente, es aquel que llega a la superficie de separación de los medios
trazados.

3.  Rayo Refractado, el rayo que pasa al otro medio.
 Ángulo de Incidencia, el ángulo que se forma entre el incidente y la normal.
 Ángulo de Refracción, el ángulo formado por la normal y el rayo refractado.
 Normal, es la perpendicular a la superficie de separación de los medios trazados.
Primera ley:
El rayo incidente, la normal y el rayo refractado pertenecen al mismo plano
Reflexión de la Luz
Para explicar este fenómeno debemos primero expresar que: Espejo es toda superficie pulimentada,
por ejemplo una lamina de cristal, la superficie de un lago en reposo, etc...
Cuando la luz incide sobre un cuerpo, éste la devuelve al medio en mayor o menor proporción según
sus propias características.Este fenómeno se llama reflexión y gracias a él podemos ver las cosas.
Leyes de la Reflexión
Primera Ley: El rayo incidente (I), la normal (n) y el rayo reflejado (r)están en un mismo plano.
Segunda Ley: El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión : i=r
Consecuencias de la Segunda Ley: Como es ángulo de incidencia resulta igual al de reflexión, se
deduce que:
Cuando el rayo incidente coincide con la normal, el rayo se refleja sobre si mismo
Refracción de la Luz
Refracción es el fenómeno por el cual un rayo luminoso sufre una desviación al atravesar dos medios
transparentes de distinta densidad.

4. Leyes de la Refracción
Primera Ley: El rayo incidente, el rayo refractadoy la normal pertenecenal mismo plano.
Segunda Ley: La razón entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es
una constante - llamada indice de refracción - del segundo medio respectodel primero:
Sen i / sen r= nb/a
nb/a: índice de refracción Del medio B respecto Del menio A
El indice de refracción varia de acuerdo los medios:
-el agua respecto del aire es n=1,33
-el vidrio respecto del aire es n=1,5
Existen tres tipos de refracción:

5. En la figura 4 se muestra la trayectoria de un rayo de luz que atraviesa varios medios con superficies
de separación paralelas. El índice de refraccióndel agua es más bajo que el del vidrio. Como el índice
de refracción del primer y el último medio es el mismo, el rayo emerge en dirección paralela al rayo
incidente AB, pero resulta desplazado.

6. LA LUZ
La luz se refleja
La reflexión de la luz se representa por medio de dos rayos: el que llega a una superficie, rayo
incidente, y el que sale "rebotado" después de reflejarse, rayo reflejado.
Si se traza una recta perpendicular a la superficie (que se denomina normal), el rayo incidente
forma un ángulo con dicha recta, que se llama ángulo de incidencia.
La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta un rayo luminosos al chocar
contra la superficie de los cuerpos. La luz reflejada sigue propagándose por el mismo medio
que la incidente.
La reflexión de la luz cumple dos leyes:
- El rayo incidente, el reflejado y la normal están en un mismo plano perpendicular a la
superficie.
- El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
Imágenes en espejos curvos
Los espejos curvos pueden ser cóncavos (superficie curva con la parte central más hundida) o
convexos (superficie curva con la parte central saliente).
La luz se refracta
La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimentan los rayos luminosos al pasar
de un medio a otro en el que se propagan con distinta velocidad. Por ejemplo, al pasar del aire
al agua, la luz se desvía, es decir, se refracta.
Las leyes fundamentales de la refracción son:

7. - El rayo refractado, el incidente y la normal se encuentran en un mismo plano.
- El rayo refractado se acerca a la normal cuando pasa de un medio en el que se propaga a
mayor velocidad a otro en el que se propaga a menor velocidad. Por el contrario, se aleja de la
normal al pasar a un medio en el que se propaga a mayor velocidad.
La relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en un medio en el que pueda propagarse se
denomina índice de refracción (n) de ese medio: n = c / v
La dispersión de la luz, una manifestación de la refracción
La luz blanca es una mezcla de colores: si un haz de luz blanca atraviesa un medio dispersor,
como, por ejemplo, un prisma, los colores se separan debido a que tienen diferentes índices de
refracción.
Las lentes
Se emplean para muy diversos fines: gafas, lupas, prismáticos, objetivos de cámaras,
telescopios, etc. Existen dos tipos:

8. - Lentes convergentes: Son más gruesas por el centro que por los extremos. Los rayos
refractados por ellas convergen en un punto llamado foco.
- Lentes divergentes: Son más gruesas por los extremos que por el centro. Los rayos
refractados no convergen en un punto, sino que se separan.
Imágenes a través de lentes
Para analizar las imágenes se emplean diagramas de rayos.
Para la construcción de imágenes se utiliza frecuentemente el diagrama de rayos. De esta
forma se determina fácilmente dónde está situada la imagen, su tamaño, si es real o virtual,
derecha o invertida, etc. La animación incluye un objeto en forma de flecha, un espejo y un
punto rojo que indica dónde está el punto focal del espejo. Se puede utilizar el cursor para
modificar la posición del objeto (posición en metros). Reinicio.
a. Una de las vistas de la animación incluye una fuente puntual
móvil ligada al objeto. Mueva el objeto y observe dónde
converge la luz que emana de la fuente puntual. Mueva la
fuente puntual arriba y abajo y observe en qué punto de la
imagen converge la luz. Para poder dibujar la imagen, en
principio se precisa conocer en dónde convergen los conjuntos
de rayos que salen de cada punto del objeto. Pero en lugar de
tratar de dibujar gran cantidad de rayos emanando de gran
cantidad de puntos del objeto, generalmente basta con elaborar
un diagrama de rayos que incluye simplemente el trazado de
tres rayos especiales que parten de la punta del objeto (flecha).
b. Cuando mueve el objeto con el cursor o mueve la fuente
puntual de luz, siempre hay un rayo que pasa por el punto focal.
Describa dicho rayo. Éste es un rayo generalmente incluido en
un diagrama de rayos.
c. Ahora pase a la vista con "diagrama de rayos". Describa los
otros dos rayos. Cuando mueve el objeto, describa qué
permanece inalterado en relación a cada rayo aunque se mueva
el objeto y la imagen esté en posiciones y con tamaños
diferentes.
d. Mueva el objeto a un punto intermedio entre el foco y el espejo.
Compare las vistas con fuente puntual y con diagrama de rayos.

9. La luz y la materia: los colores de las cosas
La materia se comporta de distintas formas cuando interacciona con la luz:
- Transparentes: Permiten que la luz se propague en su interior en una misma dirección, de
modo que vuelve a salir. Así, se ven imágenes nítidas. Ejemplos: Vidrio, aire, agua, alcohol, etc.
- Opacos: Estos materiales absorben la luz o la reflejan, pero no permiten que los atraviese.
Por tanto, no se ven imágenes a su través. Ejemplos: Madera. metales, cartón, cerámica, etc.
- Translúcidos: Absorben o reflejan parcialmente la luz y permiten que se propague parte de
ella, pero la difunden en distintas direcciones. Por esta razón, no se ven imágenes nítidas a su
través. Ejemplos: folio, tela fina, papel cebolla, etc.
La luz blanca se compone de los diferentes colores del arco iris: violeta, azul, verde,
amarillo, naranja y rojo.
.
En realidad, existen tres colores: rojo, verde y azul, llamados colores primarios, que al
mezclarse en diferentes proporciones dan lugar a todos los demás. Si se mezclan en las mismas
cantidades producen luz blanca.

10. Los colores de los objetos se deben a dos causas distintas:
- Color por transmisión: Algunos materiales transparentes absorben toda la gama de colores
menos uno, que es el que permiten que se transmita y da color al material transparente. Por
ejemplo, un vídrio es rojo porque absorbe todos los colores menos el rojo.
- Color por reflexión: La mayor parte de los materiales pueden absorber ciertos colores y
reflejar otros. El color o los colores que reflejan son los que percibimos como el color del
cuerpo. Por ejemplo, un cuerpo es amarillo porque absorbe todos los colores y sólo refleja el
amarillo.

11. Un cuerpo es blanco cuando refleja todos los colores y negro cuando absorbe todos los colores
(Los cuerpos negros se perciben gracias a que reflejan difusamente parte e la luz; de lo
contrario no serían visibles).