P1- Python para el estudio de la Óptica - Introducción

Septiembre 22, 2020.

Una de las herramientas más poderosas de programación es Python. Este tutorial ayudará a los lectores a aprender Python, especialmente en la escritura de programas para simular y resolver problemas relacionados con la óptica. Python es un lenguaje de programación multipropósito útil para construir cualquier clase de programa. Estos programas van desde el resolver una simple operación matemática, la simulación de procesos físicos y la manipulación de harware, hasta hacer que los computadores y sistemas embebidos tengan capacidades de raciocinio y aprendizaje. Python es un lenguaje fácil de aprender debido a que fue diseñado para se interpretado (no compilado) y debido a que provee un tipo de realimentación que es muy útil para programadores principiantes. Existen gran cantidad de librerías que potencializan el uso de Python y permiten una funcionalidad excepcional. En este tutorial se utilizarán algunas de estas librerías.

Por ahora iniciaremos con los aspectos básicos y a medida de nuestro avance se desarrollarán programas de mayor complejidad. Usaremos Python como un vehículo para presentar los conceptos relacionados con la Óptica. Python fue introducido por Gui von Rossum en 1990 y ha tenido muchos cambios desde su creación. En este y los próximos tutoriales usaremos Python versión 3.5 o recientes. Para programar en Python3 vamos a utilizar Google Colab.

Configuración de Google Colaboratory

1. En Google apps de tu correo en gmail. Ir a Más aplicaciones de Marketplace y buscar Colaboratory. Instalar la aplicación.

2. Posterior a la instalación busca en tu Drive, en Nuevo, Más y encontratás el acceso a Google Colaboratory.

3. Con este procedimiento podemos ingresar a Google Colaboratory y comenzar a realizar nuestros programas.

Nuestro Primer Programa

El principal paso para hacer un programa en Python3 es el de importar las librerias necesarias para los objetivos específicos del programa. Inicialmente llamamos las necesarias para iniciar el programa. En este primer programa vamos a cargar varias librerias aunque no todas las vamos a utilizar.

Las librerías básicas de programación corresponden a:

- math -> para operaciones matemáticas.

- numpy -> para operaciones con matrices.

- matplotlib -> para la generación de gráficos.

Para llamar las librerías en el programa se coloca import seguido del nombre de la librería.

Al dar clic en el botón Run Cell (Play) el programa corre, si no aparece algún texto es porque todo funciona de maravilla. el siguiente programa nos permite definir una variable entera (a), una variable flotante (b) y realizar una operación matemática usando la librería math. Finalmente se imprime la respuesta en la terminal.