Empleo del tratamiento matricial en el curso de óptica: sistema de lentes

Abstract

En la enseñanza del curso deóptica, en la Licenciatura en Física, los estudiantes poseen conocimientos y habilidades operacionales de programas de cómputo, además de conocimientos deÁlgebra Lineal, sobre la operación con matrices y determinantes. El método matricial, se emplea ampliamente en el análisis de fenómenoś opticos, aprovechando que muchos sistemasópticos son susceptibles de ser descritos satisfactoriamente en la aproximación de modelos lineales. En el presente trabajo se describe el experimento didáctico realizado con la integración de conocimientos deÁlgebra, Computación yóptica aplicados a la solución, por medio del método matricial, del diseño de un triplete de Cooke usado en cámaras fotográficas. Se obtiene un buen aprovechamiento por los estudiantes que logran profundizar en el tema lográndose la integración de los conocimientos propuesta inicialmente. Palabras-clave:óptica matricial, sistema de lentes, matriz de transferencia, integración de conocimientos.Undergraduate Physics majors have usually developed knowledge and operational abilities in Linear Algebra, particularly determinants and matrices, and in the use of software. The matrix method is used thoroughly in the analysis of optical phenomena, making good use of that fact so that many optical systems can be satisfactorily describe by linear models. A didactic experiment which integrates knowledge from Algebra, Computers and Optics to design of a Cooke's triplet used in photographic cameras base on the matrix method, is described in the present work. The students manage to integrate previous knowledge during the problem solving, as initially proposed. Keywords: matrix optics, lenses systems, transfer matrix, knowledge integration. IntroducciónLos estudiantes de la carrera de Física en la Facultad de Física de la Universidad de La Habana, reciben a partir del segundo semestre del primer año, entre otros, un curso deÁlgebra Lineal y dos de Computación, con la inclusión del concepto de laboratorio y una evaluación fundamentada en un proyecto de curso. El primero de los cursos de Computación está dedicado al Lenguaje C y el segundo al conocimiento y creación de habilidades prácticas en el empleo del programa Mathematica [1, Fuentes J. y Hernández M., Actas del Segundo Taller Iberoamericano de Enseñanza de la Física Universitaria, V II, pag. 572, (2000)]. Uno de los objetivos planteados en los cursos de Computación [2] es el "desarrollar la capacidad profesional al apropiarse de los conocimientos básicos de la programación con un super-lenguaje estructurado y lo más actual posible, conocimientos básicos del funcionamiento de los microprocesadores, los sistemas operativos, Windows y aplicaciones actuales para la solución de problemas físicos". La experiencia ha demostrado que el aprendizaje de la computación, además de aportar el dominio de la técni-ca concreta, tiende a crear habilidades de utilidad general, como: la construcción de algoritmos y hábitos de trabajo que deben posibilitar la solución de problemas prácticos en otras disciplinas. Com...