Propuesta metodológica para el diseño de instrumentos ópticos sencillos partiendo de un planteamiento matricial

Abstract

En el campo de la enseñanza de la óptica geométrica y su aplicación en el diseño de instrumentos ópticos sencillos, se hace necesario la búsqueda de estrategias que permitan a los estudiantes reconocer los fenómenos ópticos, en especial los que se presentan cuando los rayos de luz atraviesan las superficies refractantes, la formación de imágenes, además de esto, saber plantear las ecuaciones matemáticas que describen estos fenómenos con el fin de poder ser aplicadas en el diseño de instrumentos ópticos. Se evidencio por medio de un test de entrada la dificultad de los estudiantes en la adquisición de los conceptos de la óptica geométrica en cursos anteriores detectando errores conceptuales en el proceso de la formación de imágenes en un sistema óptico y los fenómenos refractivos. Teniendo en cuenta que una de las propiedades de la óptica paraxial relaciona los fenómenos refractivos en superficies esféricas con representaciones matriciales, asociando las características de los objetos con las características de las imágenes formadas en los sistemas ópticos, generando la teoría de la óptica matricial, se asume esta teoría y se le presenta a los estudiantes como nueva una herramienta físico-matemáticas, para que partiendo de un planteamiento matricial diseñara instrumentos ópticos sencillos (microscopio, telescopio). Constatando en los estudiantes una mayor apropiación conceptual de los fenómenos ópticos a través de la aplicación de un pos test y analizado posteriormente con un estudio estadístico.

ABSTRACT In the field of teaching geometrical optics and its application in the design of simple optical instruments. The search for strategies that enable students to recognize optical phenomena is necessary. Especially those occurring when the light rays pass through the refracting surfaces, imaging, besides this. Namely to raise the mathematical equations describing these phenomena in order to be applied in the design of optical instruments It evidenced by an entry test the difficulty of students in acquiring the concepts of geometrical optics in previous years.. Conceptual detecting errors in the process of the imaging optical system and the refractive phenomena. Given that, one of the properties of the paraxial refractive optical phenomena associated spherical surfaces with matrix representations. Combining the characteristics of objects with the characteristics of images formed in optical systems. Generating the optical matrix theory, this theory is assumed and is presented to students as a new physical-mathematical tool. So that starting from a matrix approach to design simple optical instruments (microscope, telescope). Noting in students a greater conceptual appropriation of optical phenomena through the application posttest and then analyzed with a statistical study.