Transcript ÓPTICA GEOMÉTRICA ¿DE QUÉ TRATA LA ÓPTICA GEOMÉTRICA? Formación de imágenes por REFLEXIÓN y por REFRACCIÓN. ÓPTICA POR REFLEXIÓN: Imágenes en ESPEJOS PLANOS y en.

ÓPTICA
GEOMÉTRICA
¿DE QUÉ TRATA LA ÓPTICA GEOMÉTRICA?
Formación de imágenes por REFLEXIÓN y por REFRACCIÓN.
ÓPTICA POR REFLEXIÓN:
Imágenes en ESPEJOS PLANOS y en ESPEJOS ESFÉRICOS.
a) Un espejo es una superficie pulida en la que al incidir la luz, se refleja
siguiendo las leyes de la reflexión.
ÓPTICA POR REFRACCIÓN:
Imágenes a través de DIOPTRIOS Y LENTES DELGADAS
a) El dioptrio es un sistema óptico formado por una superficie en la que se
refracta la luz y que separa dos medios transparentes, homogéneos e
isótropos.
b) Las lentes son objetos transparentes (normalmente de vidrio), limitados
por dos superficies, de las que al menos una es curva. Las lentes se
basan en el distinto grado de refracción que experimentan los rayos de
luz al incidir en la lente.
ESPEJOS PLANOS
IMAGEN:
1) VIRTUAL
2) MISMO TAMAÑO QUE EL OBJETO
3 INVERSIÓN LATERAL
ESPEJOS ESFÉRICOS
CÓNCAVO
CONVEXO
LADO REAL
LADO VIRTUAL
si
r
ho
I
O
hi
so
f
ECUACIONES DE LOS ESPEJOS
1
1
1


so si
f
dist anciafocal
r
f 
2
aument ode la imagen
hi
si

ho
so
CRITERIO DE SIGNOS
so(+)
(+) → LADO REAL (Cruce rayos reflejados)
si
(-) → LADO VIRTUAL (Cruce prolongaciones)
(+) → ESPEJO CÓNCAVO
fòr
(-) → ESPEJO CONVEXO
(+) → DERECHA
ho ò hi
(-) → INVERTIDA
s=so
s’=si
EJERCICIOS:
1.- Un objeto de 10 cm de altura se encuentra situado a 1.5 m del vértice de un
espejo esférico convexo de -3.5 m de distancia focal.
a) Determina las características de la imagen formada.(Sol: imagen virtual, derecha
y menor; si = -1.05 m; hi = +7 cm)
b) Dibuja la construcción geométrica correspondiente.
2.- Se tiene un espejo esférico cóncavo de 40 cm de distancia focal. Determina la
distancia a la que debe situarse un objeto para que la imagen sea:
a) Real y de doble tamaño que el objeto. (Sol: 60 cm).
b) Virtual y de doble tamaño que el objeto. (Sol: 20 cm).
3.- Desea usarse un espejo esférico para obtener una imagen 4 veces mayor que el
tamaño del objeto en una pantalla situada a 4 m del objeto. Describe el tipo de
espejo que se requiere y dónde deberá colocarse con respecto al objeto.(Sol: 1.33 m)
4.- Deseamos conseguir una imagen derecha de un objeto situado a 20 cm del
vértice de un espejo. El tamaño de la imagen debe ser la quinta parte del tamaño del
objeto. ¿Qué tipo de espejo debemos utilizar y qué radio de curvatura debe tener?.
(Sol: Espejo convexo; r = 10 cm)
5.- ¿Dónde se debe situar un objeto para que un espejo cóncavo forme imágenes
virtuales?. ¿Qué tamaño tendrán estas imágenes en relación al objeto?.
LENTES DELGADAS
SISTEMA ÓPTICO FORMADO POR DOS O MÁS
SUPERFICIES REFRACTORAS
LADO
VIRTUAL
LADO
REAL
LADO
VIRTUAL
LADO
REAL
n2
n1
r2(-)
n1
n1
n2
r1(-)
r1(+)
Fo
Sup-1
Fi
Sup-2
n1
r2(+)
Fi
Fo
Sup-1
Sup-2
ECUACIONES DE LAS LENTES
1 1 1
 
so si
f
P ot enciade una lent e
1
P
UnidadS.I. diopt ría(d)
f
Ecuaciónfabricant ede lent es
1
1 1
 (nrel  1)(  )
f
r1 r2
nrel
nlente

nmedio
r1  radio 1ª superficiea la que llega el rayo
r2  radio 2ª superficiepor la que sale el rayo
aument ode la imagen
hi
si

ho
so
CRITERIO DE SIGNOS
so(+)
(+) → LADO REAL (Cruce rayos refractados)
si
fòP
(-) → LADO VIRTUAL (Cruce prolongaciones)
(+) → LENTES CONVERGENTES
(-) → LENTES DIVERGENTES
(+) → DERECHA
ho ò hi
(-) → INVERTIDA
(+) → LADO REAL
r1 ò r2
(-) → LADO VIRTUAL
espejos y lentes.wmv
EJERCICIOS:
6.- Un objeto se sitúa a 40 cm a la izquierda de una lente biconvexa de índice de
refracción 1.54. La superficie izquierda de la lente, por donde llegan los rayos
incidentes, tiene un radio de curvatura de 25 cm y en estas condiciones forma una
imagen real a 65 cm de la lente. ¿Cuál es el radio de la segunda superficie?.
(Sol: -28.75 cm).
7.- Con una lente convergente, de un objeto (O) se obtiene una imagen (I) real,
invertida y aumentada 4 veces. Al desplazar el objeto 3 cm hacia la lente, la imagen
que se obtiene es virtual, derecha y con el mismo aumento de 4 veces. Determina:
a) Distancia del objeto a la lente en ambos casos.(so=7.5 cm; so’=4.5 cm)
b) Potencia de la lente.(P = +1/6 dioptrías).
8.- Utilizando una lente plano-convexa de radio 12.5 cm, se observa que el tamaño
de la imagen producida por un objeto situado a 50 cm de la parte plana de la lente,
es igual al tamaño del objeto. Determina:
a) La potencia de la lente.( P = +4 dioptrías).
b) El índice de refracción de la lente. (n = 1.5)
9.- Se quiere utilizar una lente delgada convergente, cuya distancia focal es de 20 cm,
para obtener una imagen real que sea tres veces mayor que el objeto:
a) Calcula la distancia focal a la lente. (Sol: +26.67 cm)
b) Explica las características de la imagen resultante. (Sol: Real, mayor, invertida)
EJERCICIOS:
10.-Tenemos dos lentes,: la primera biconvexa de distancia focal f1=+20 cm, y la
segunda, situada a 50 cm de la primera, es bicóncava y de distancia focal
f2 = -15 cm. Delante de la primera se sitúa un objeto de 4 cm de altura a una distancia
de 40 cm. Determina:
a) De la imagen I1, hi? y si? (hi=-4 cm; si=+40 cm)
b) El aumento M1 =-si/s0 (M1 = -1)
c) De la imagen I2 hi’? y si’?(hi’ = -2.4 cm; si’ = -6 cm)
d) El aumento M2 = -si’/so’ (M2 = +0.6)
e) El aumento total MT = M1M2 (MT = -0.6)
11.- Los radios de curvatura de una lente delgada biconvexa son 18 y 20 cm
respectivamente. Sabiendo que cuando un objeto se sitúa a una distancia de 24 cm
de la misma se forma una imagen real a 32 cm de ésta. Calcula:
a) La distancia focal. ( f = 13.7 cm)
b) El índice de refracción de la lente. ( n = 1.69).
c) La construcción geométrica correspondiente.
12.- Se desea proyectar sobre una pantalla la imagen de una diapositiva empleando
una lente delgada convergente de distancia focal 10 cm, de forma que el tamaño de la
imagen sea 50 veces mayor que el de la diapositiva.
a) Calcula las distancias dapositiva-lente y lente-pantalla. (Sol: sp=10.2 cm;;si= 510 cm)
EL OJO HUMANO
Córnea
Cristalino
-El ojo humano es un sistema óptico formado por un dioptrio
esférico y una lente, que reciben, respectivamente, el nombre
de córnea y cristalino, y que son capaces de formar una
imagen de los objetos sobre la superficie interna del ojo, en
una zona denominada retina, que es sensible a la luz.
-La córnea refracta los rayos luminosos y el cristalino actúa
como ajuste para enfocar objetos situados a diferentes
distancias
Retina
DEFECTOS COMUNES DE LA VISTA
Córnea
Retina
Cristalino
MIOPÍA → No enfoca objetos lejanos
→ Corrección lente divergente
DEFECTOS COMUNES DE LA VISTA
HIPERMETROPÍA y PRESBICIA (vista cansada)
→ No enfoca objetos cercanos
→ Corrección lente convergente