04 Previo Óptica geométrica PDF

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Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán campo 1 Carrera: Química IndustrialAlumno: Velez Tovar Alan Actividad Previa: Práctica # 04Asignatura: Física de OndasGrupo:1301-B Nombre activad: Óptica geométrica Defina óptica geométrica La óptica geométrica es la parte de la Física que estudia, mediante...

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UNAM Carrera: Química Industrial Asignatura: Física de Ondas

Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán campo 1 Alumno: Velez Tovar Alan Actividad Previa: Práctica # 04 Grupo:1301-B

Nombre activad: Óptica geométrica

1. Defina óptica geométrica La óptica geométrica es la parte de la Física que estudia, mediante leyes geométricas sencillas, los cambios de dirección que experimentan los rayos de luz en la reflexión y la refracción. El estudio de las imágenes, producidas por refracción o por reflexión de la luz se llama óptica geométrica. La óptica geométrica se ocupa de las trayectorias de los rayos luminosos, despreciando los efectos de la luz como movimiento ondulatorio, como las interferencias. Estos efectos se pueden despreciar cuando el tamaño la longitud de onda es muy pequeña en comparación de los objetos que la luz encuentra a su paso. 2. Las lentes son medios transparentes de vidrio, cristal o plástico limitados por dos superficies, siendo curva al menos una de ellas.

Lente divergente: Existen tres tipos de lentes divergentes: Lentes bicóncavas: Tienen ambas superficies cóncavas. Lentes planocóncavas: Tienen una superficie plana y otras cóncavas. Lentes convexo-cóncavas (o menisco divergente): Tienen una superficie ligeramente convexa y otra cóncava. Si miramos por una lente divergente da la sensación de que los rayos proceden del punto F. A este punto se le llama foco virtual. La miopía puede deberse a una deformación del ojo consistente en un alargamiento anteroposterior que hace que las imágenes se formen con • • •

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nitidez antes de alcanzar la retina. Los miopes no ven bien de lejos y tienden a acercarse demasiado a los objetos. Las lentes divergentes sirven para corregir este defecto. En las lentes divergentes la distancia focal se considera negativa. Lente convergente: Las lentes convergentes son más gruesas por el centro que por el borde, y concentran (hacen converger) en un punto los rayos de luz que las atraviesan. A este punto se le llama foco (F) y la separación entre él y la lente se conoce como distancia focal (f). Las lentes convergentes se utilizan en muchos instrumentos ópticos y también para la corrección de la hipermetropía. Las personas hipermétropes no ven bien de cerca y tienen que alejarse los objetos. Una posible causa de la hipermetropía es el achatamiento anteroposterior del ojo que supone que las imágenes se formarían con nitidez por detrás de la retina. Existen principalmente tres tipos de lentes convergentes: • • •

Biconvexas: Tienen dos superficies convexas. Planoconvexas: Tienen una superficie plana y otra convexa. Cóncavoconvexas: (o menisco convergente): Tienen una superficie ligeramente cóncava y otra convexa.

3. La imagen real se forma por rayos convergentes que pueden ser recogidos sobre una pantalla o una placa fotográfica. Las imágenes reales son aquellas que se forman por intersección de rayos luminosos que emergen del sistema óptico, mientras que las imágenes virtuales son aquellas que se forman por intersección de las prolongaciones hacia atrás de los rayos emergentes. La imagen virtual se forma por rayos divergentes. Son imágenes meramente subjetivas que no podrán ser recogidas o proyectadas sobre una pantalla o película fotográfica. Son percibidas gracias a la posibilidad que tiene el globo ocular de “seguir” por detrás del objeto observado, la proyección de esos rayos divergentes y los hace confluir para constituir la imagen virtual. La “virtualidad” de la imagen virtual consiste en que no está allí donde se

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percibe, se forma tan sólo sobre la retina y no por fuera del ojo en el sitio donde se ve. La percepción visual de ambos, del objeto real y de la imagen virtual, es idéntica. La imagen retiniana no entra en el proceso de clasificación de realidad o virtualidad de la imagen. Formación de la imagen virtual al observar un objeto en un espejo plano. La imagen virtual del objeto se representa “por detrás” del espejo, pero realmente no está allí. Cuando se percibe la imagen virtual los rayos luminosos proceden del espejo. Es el ojo el que permite que el cerebro la imagine, a partir de la figura que se forma en la retina. Tomado de Diálogo sobre el concepto de imagen. Universidad Nacional de Colombia, Medellín (51).

4. La distancia focal de una lente es la distancia entre el centro óptico de la lente y el foco (o punto focal). El foco es el punto donde se concentran los rayos de luz. En un objetivo la distancia focal es la distancia entre el diafragma de éste y el foco.

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Foco es el punto donde se juntan los rayos de luz o de calor reflejados por un espejo o refractados por una lente. Eje óptico. Eje de abscisas perpendicular al plano refractor. El sentido positivo se toma a la derecha al plano refractor, que es el sentido de avance de la luz. Espacio objeto. Espacio que queda a la izquierda del dioptrio. Espacio imagen. Espacio que queda a la derecha del dioptrio. 5. La ecuación fundamental de las lentes delgadas, también conocida como ecuación del fabricante de lentes o ecuación del constructor de lentes, es una igualdad que relaciona la distancia a la lente del objeto y de la imagen con los índices de refracción de la lente y del medio en el que se encuentra según:

n/s'−n/s=(n'−n)⋅(1/R1−1/R2) Donde:

n' y n : Índices de refracción de la lente y del medio en que se encuentra respectivamente. Es una magnitud adimensional. s , s' : Son las distancias del objeto y la imagen respectivamente al origen O, situado en el centro de la lente. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro (m). Según el criterio DIN de signos, que usamos, son negativas cuando están delante de la lente y positivas detrás. R1 y R2 : Son los radios de curvatura de la primera y de la segunda superficie refractara de la lente respectivamente. Su unidad de medida en el S.I. es el metro (m). 6. El Aumento lateral se define como la relación que existe entre el tamaño de la imagen (y’) y el tamaño del objeto (y):

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El cociente anterior aparte de hablarnos de la relación entre los tamaños nos informa de la orientación de la imagen. Si el aumento lateral es negativo la imagen aparece “invertida”, si es positivo el aumento lateral, la imagen “está derecha”. Del dibujo anterior y mirando los rayos en azul de incidencia y de refracción, las tangentes de los ángulos de incidencia y de refracción:

Que, gracias a la aproximación paraxial, la tangente se aproxima al seno y al propio ángulo:

De la ley de Snell:

Con la aproximación paraxial:

Con lo que el AUMENTO LATERAL:

PODRÍA INTERESAR IR A AUMENTO LATERAL A TRAVÉS DE LA ECUACIÓN DE HEMHOLTZ.

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ÓPTICA GEOMÉTRICA

Arme el dispositivo que se muestra en la figura 4.10

Coloque la hoja (con un eje x-y marcado a lo largo y ancho de ésta, como

Coloque el centro de la lente convergente en el origen del eje xy.

se muestra en la figura 4.10) en el disco

Anote sus resultados.

Coloque el colimador de tal manera que la salida sea de 3 haces, el haz central del colimador debe entrar en el eje óptico (centro dela lucita) de la lente.

Apague la luz y observe la dirección de los rayos y el foco.

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Fernández, J. L. (s/f). Lentes Delgadas. Fisicalab.com. Recuperado el 10 de octubre de 2021, de https://www.fisicalab.com/apartado/lentes-delgadas González, D. (2016). Lentes divergentes. https://varilux.es/saludvisual/lentes-divergentes/ Fernández, J. L. (s/f-b). Principios de Óptica Geométrica. Fisicalab.com. Recuperado el 10 de octubre de 2021, de https://www.fisicalab.com/apartado/fundamentos-optica-geometrica...