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Evaluación y uso del Modelo
Descripción
Modelo E01 - Propagación de la Luz y Óptica Geométrica Básica
El modelo se evalúa tanto en forma formal como empírica. La evaluación formal determina en qué medida la red lógica se basa en principios físicos o en relaciones matemáticas ajustadas a la realidad pero sin sustento causal, y en qué medida cada variable proviene de un principio general o de un ajuste específico a la operación observada. La evaluación empírica, en paralelo, corre experimentos o compara con datos medidos para validar que el modelo predice correctamente lo que va a ocurrir.
Tras estas validaciones —y con las incertidumbres y resguardos que corresponda mantener— el modelo puede usarse en simuladores que pronostican el comportamiento del sistema según la situación que se está estudiando.
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Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Propagación rectilínea en medios homogéneos
Dentro de un medio homogéneo, la luz se representa mediante rayos ópticos que avanzan en línea recta sin desviarse. Cada punto del objeto emite múltiples rayos en distintas direcciones; mientras ninguno alcance una interfaz, su dirección permanece constante aunque aumente la distancia recorrida.
Grupo 2: Grupo 2: Índice de refracción y velocidad de la luz
El índice de refracción caracteriza cuánto ralentiza un medio a la luz respecto del vacío. A mayor índice de refracción, menor velocidad de propagación dentro de ese medio. Esta relación condiciona lo que ocurrirá cuando un rayo alcance una interfaz con otro medio.
Grupo 3: Grupo 3: Incidencia y refracción en una interfaz
Cuando un rayo llega a una interfaz, su ángulo de incidencia se mide respecto de la normal. Al cruzar hacia un medio con índice distinto cambia de dirección: si entra a un índice mayor se acerca a la normal y si entra a uno menor se aleja. La magnitud del desvío aumenta cualitativamente con la diferencia entre índices.
Grupo 4: Grupo 4: Reflexión y transmisión en interfaces
En una interfaz, una parte de la luz vuelve al medio de origen por reflexión y otra parte cruza al nuevo medio por transmisión y refracción. Al aumentar la diferencia entre los índices de refracción, aumenta la fracción reflejada y disminuye la fracción transmitida.
Grupo 5: Grupo 5: Propagación a través de múltiples interfaces
Cuando un rayo atraviesa varias interfaces consecutivas, cada refracción modifica la dirección con que llega a la siguiente. La dirección final resulta de la secuencia completa de cambios de dirección, de modo que las interfaces de córnea y cristalino actúan conjuntamente sobre la trayectoria.
Grupo 6: Grupo 6: Convergencia de rayos y formación de imagen
Los muchos rayos emitidos desde un mismo punto del objeto pueden volver a converger tras las refracciones sucesivas. Si convergen en un único punto sobre la retina se forma una imagen puntual; si no lo hacen, el enfoque falla. Este criterio conecta la óptica geométrica básica con el diseño posterior de lentes.
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