ESPEJOS Y LENTES

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CONCEPTOS• El eje principal de una lente es la línea que une los centros de curvatura de

sus superficies. • En el caso de una lente convergente, el punto focal, o foco, es el punto en

el cual converge un haz de rayos de luz paralelos entre sí y paralelos al eje principal

• eje principal • El plano formado por todos los puntos de convergencia posibles se llama

plano focal.

ESPEJO PLANO

• Un espejo plano es una superficie plana muy pulimentada que puede reflejar la luz que le llega con una capacidad reflectora

de la intensidad de la luz incidente del 95% (o superior) . Los espejos planos se utilizan con mucha frecuencia. Son los

que usamos cada mañana para mirarnos. En ellos vemos nuestro reflejo, una imagen que no está distorsionada.

¿Qué imágenes dan?• Una imagen en un espejo se ve como si el objeto estuviera detrás y

no frente a éste ni en la superficie. (Ojo, es un error frecuente el pensar que la imagen la vemos en la superficie del espejo).

• El sistema óptico del ojo recoge los rayos que salen divergentes del objeto y los hace converger en la retina.

• El ojo identifica la posición que ocupa un objeto como el lugar donde convergen las prolongaciones del haz de rayos divergentes que le llegan. Esas prolongaciones no coinciden con la posición real del objeto. En ese punto se forma la imagen virtual del objeto.

• La imagen obtenida en un espejo plano no se puede proyectar sobre una pantalla, colocando una pantalla donde parece estar laimagen no recogería nada. Es, por lo tanto virtual, una copia del objeto "que parece estar" detrás del espejo.

Para construir el esquema de la marcha de los rayos procedemos de la siguiente

manera:• Para cada punto del objeto hallamos su

simétrico simétrico respecto al espejo: del punto P obtenemos el punto P'.

• Trazamos rayos desde P hasta el espejo. Los rayos reflejados se obtienen prolongando la recta de unión de P' con el punto de impacto del rayo que va de P al espejo.

• El rayo incidente y el rayo reflejado forman el mismo ángulo con la normal.

Cuando estamos frente a un espejo plano, nuestra imagen, y todas las imágenes que vemos son:

• simétricas porque aparentemente están a la misma distancia del espejo que el objeto.

• virtuales porque se ven como si estuvieran dentro del espejo, no pueden recogerse sobre una pantalla, pero si pueden ser vistas por nuestro ojo cuando miramos al espejo. Las lentes de nuestro ojo, cristalino y córnea, se encargan de enfocar y de concentrar los rayos que divergen sobre nuestra retina.

• del mismo tamaño que el objeto.• derechas porque conservan la misma posición que

el objeto

a) Un rayo procedente de un punto en el objeto se refleja en el espejo siguiendo la ley de la reflexión.

b) Los rayos de varios puntos del objeto producen una imagen. Como los dos triángulos sombreados son idénticos, la distancia a la imagen di (la distancia de la imagen al espejo) es igual a la distancia al objeto d0, Esto es, la imagen parece estar a la misma distancia, atrás del espejo

La altura mínima, o longitud vertical de un espejo plano, necesaria para que una persona vea su imagen completa (de la cabeza al dedo gordo)

es la mitad de la altura de la persona

ESPEJOS ESFÉRICOS

OBJETIVOS

• (a) Diferenciar entre espejos esféricos convergentes y divergentes.

• (b) describir sus imágenes y características• (c) determinar características de la imagen

con diagramas de rayos y con la ecuación del espejo esférico.

Un espejo esférico es un casquete de esfera.La superficie

reflectora puede ser la exterior, convexa, o la interior, cóncava, del casqueteesférico.

CONVERGENTE DIVERGENTE

Los rayos paralelos y cercanos al eje óptico de un espejo esférico cóncavo convergen en el foco F

Los rayos paralelos y cercanos al eje óptico de un espejo esférico convexo se reflejan en trayectorias que parecen provenir de un foco detrás del espejo. Nótese que cada rayo en el diagrama satisface la ley de la reflexión

Diagramas de rayos• Rayo paralelo: Rayo paralelo al eje óptico que parte de

la parte superior del objeto. Después de refractarse pasa por el foco imagen.

• Rayo focal: Rayo que parte de la parte superior del objeto y pasa por el foco objeto, con lo cual se refracta de manera que sale paralelo . Después de refractarse pasa por el foco imagen.

• Rayo radial: Rayo que parte de la parte superior del objeto y está dirigido hacia el centro de curvatura del dioptrio. Este rayo no se refracta y continúa en la mismas dirección ya que el ángulo de incidencia es igual a cero.

FORMACIÓN DE IMAGENES EN ESPEJOS CÓNCAVOS

Espejos convexos:

LENTES

OBJETIVOS

• (a) Diferenciar entre lentes convergentes y divergentes,

• (b) describir las imágenes que producen y sus características, y

• (c) determinar las ubicaciones y las características de las imágenes mediante diagramas de rayos y ecuaciones para lentes delgadas.

LENTES

• EJE ÓPTICO: o principal, es la línea que pasa por los centros de curvatura de las dos caras.

• FOCO: punto focal, o foco principal, es el punto del eje óptico, situado en el plano focal, donde se reúnen los rayos de luz cuando el objetivo está enfocado al infinito.

• PLANO FOCAL: es el plano que contiene el punto focal y es perpendicular al eje óptico.

• DISTANCIA FOCAL: es la distancia comprendida entre el centro de la lente y el punto focal

Lente divergente Diagrama de rayos de una lente

divergente. En este caso la imagen es virtual, frente a la lente, derecha y menor que

el objeto.

BIBLIOGRAFÍA

ESPEJOS Y LENTES • http://ciencias.ucv.cl/fisica/mod2/f2m2a007.htm /• UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PAMPLONA• Facultad de ciencias humanas Departamento de Óptica Física• MADRID 2001• BOGOTA ENERO 30 2009

• WILSON BUFFA FISICA QUINTA EDICION• EDITORIAL• PEARSON (PRETINCE HALL)• JERRY D WILSON ANTHONY J BUFFA

• FISICA CONCEPTUAL• TERCERA EDICION • H HEWITT EDITORIAL PEARSON• 2005

• ARCHIVADO EN http://www.humbertomosquera.com Para mis Estudiantes… de física

¿?

• Una DIOPTRÍA es el valor inverso de la distancia focal expresado en metros. Esta unidad la encontraremos únicamente en fotografía cuando tratemos de lentes de aproximación en macrofotografía ya que es la unidad que describe su potencia o aumento