Optica Moderna

Óptica Moderna

Fundamentos e aplicações

Sérgio C. Zilio

Prefácio

Este é um texto destinado à introdução dos conceitos básicos da óptica moderna, elaborado para estudantes de física ou engenharia elétrica. Seu enfoque principal está voltado para a óptica física, onde fenômenos ondulatórios, tais como difração e interferência , são abordados. Entretanto, no Cap. 2 são introduzidos alguns tópicos de óptica geométrica, onde o caráter ondulatório da luz é ignorado. A apresentação destes conceitos é importante, pela analogia que historicamente foi realizada entre a equação de Schrödinger e a equação das ondas eletromagnéticas, via óptica geométrica.
Na exposição do material admite-se que o aluno já tenha conhecimentos de eletromagnetismo e que possua algumas noções de física matemática. No final do Cap. 2, quando se faz a analogia entre a óptica geométrica e a mecânica clássica, são necessários conhecimentos relativos ao formalismo de Hamilton-Jacobi. Cada capítulo apresenta inicialmente os conceitos básicos, seguidos por uma lista de problemas propostos. No capítulo final são sugeridas demonstrações a serem realizadas pelo professor para a melhor fixação das idéias apresentadas.
Tais demonstrações podem ser realizadas com um instrumental relativamente barato, acessível a qualquer instituição ministrando cursos ao nível de graduação.
O texto começa fazendo uma introdução do desenvolvimento das idéias na área de óptica. Isto é interessante para se localizar os tópicos que veremos nos capítulos subseqüentes dentro de certo contexto histórico.
Nos capítulo seguinte tratamos da propagação dos raios (óptica de raios), mas depois o texto detém-se no assunto central, a óptica ondulatória.
Inicialmente discute-se no Cap. 3 a equação que descreve as ondas eletromagnéticas, suas soluções e propriedades. O Cap. 4 trata da fase do campo eletromagnético e alguns efeitos lidados a ela, porém sem exaurir o assunto. O conceito de fase será utilizado freqüentemente nos capítulos