lab fisica 3.docx

7/21/2019 lab fisica 3.docx

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INTRODUCCIÓN

En esta práctica se estudia la formación de imágenes cuando ondaselectromagnéticas en la región del visible inciden sobre una superficie plana oesférica, utilizando la aproximación del rayo y el he ho de que la luz se propaga

en línea recta. e verá que una imagen de puede formar por reflexión o por refracción da la luz, específicamente u que los dispositivos que lo permiten sonlos espe!os y las lentes respectivamente. "a naturaleza de las imágenes que seforman en un espe!o plano se debe a la propagación de la luz en línea recta y ala ley de la reflexión.

En el primer experimento se investigara como la localización aparente de unaimagen refle!ada desde un espe!o plano se relación a con la localización delob!eto que la produce. #ada una lente de cualquier forma r indígenas e de

refracción, se podría determinar la forma y localización de una imagen de unaimagen con base en la ley de la refracción !unto con la técnica de trazado derayos. $ara lentas esféricas existe una ecuación general que se puede usar paradeterminar la localización y la magnificación de una imagen. Esta ecuación es laecuación fundamental de más lentes. En la segunda parte de esta práctica seestudiara y aplicará esta ecuación.

OBJETIVOS



• %on un monta!e sencillo estudiar la formación de imágenes producidas

por superficies reflectoras planas y esféricas• Estudiar la producción de imágenes por refracción de la luz en superficies

planas y esféricas• &erificar la ecuación de las lentes• %on base en los principios estudiados sobre los espe!os y lentes entender

el funcionamiento de dispositivos y sistemas ópticos más comple!os

MARCO TEORICO



Formación de Imágenes or Ese!os "#anos

%onsidera do una fuente puntual de luz colocada sobre un punto ', a unadistancia p en frente del espe!o plano. "os rayos de luz que salen de la fuente se

refle!an sobre el espe!o. #espués de la reflexión, los rayos divergen, pero para elobservador, los rayos aparentan venir de un punto I ( ob!eto ubicado en ')localizado atrás del espe!o. "as imágenes siempre se forman en un punto dondelos rayos de luz se intersectan o en el punto donde aparentan originarse. "asimágenes pueden ser virtuales y reales. *na imagen es real cuando seintersectan los rayos de luz, o pasan a través del punto imagen y es una imagenvirtual cuando la luz no pasa por el punto de la imagen pero parece que divergeen ese punto.

"as imágenes de los ob!etos reales que se observan een los espe!os planossiempre son virtuales. $ara poder localizar el pintó donde se forma la imágenes,es necesario seguir la trayectoria de por lo menos dos rayos de luz cuando serefle!an en el espe!o. *n rayo parte de P , sigue una trayectoria horizontal hastael espe!o, donde se refle!a regresando sobre el mismo.

Formación de imágenes or ese!os es$%ricos

+ay dos tipos de espe!os esféricos cóncavos y convexos. En los espe!oscóncavos la luz se refle!a en el interior de la superficie cóncava. El espe!ocóncavo tiene un radio de curvatura -, un centro de curvatura de %, el segmentoesférico es &. $ara la formación de imágenes en segmentos esféricos, se asumeque todos los rayos que divergen del ob!eto forman un ángulo pequeo con ele!e principal, a estos se el llaman paraxiales.



Formación de imágenes or re$racción

En las imágenes que se forman por refracción en una superficie esférica, losrayos parciales que divergen desde el punto ', pasan a través del punto /.

0plicando la ley de la refracción se obtiene

n1

p+

n2

q=

n2−n

1

R

R=2 f

Esto se aplica para una distancia $ fi!a y q independiente del ángulo que losrayos forman con el e!e1 todos los rayos paraxiales se intersectan en el mismopunto /1 las imágenes reales se forman en el lado de la superficie opuesto al ladode donde procede la luz.



MATERIA&ES

2anco óptico $0%' '345662anco óptico antiguo7uente de luz

"ent8snde longitud focal 9:66mm'b!eto$antalla

"ROCEDIMIENTO E'"ERIMENTA&



() Formación de imágenes or *n ese!o #ano

a) Ensamblar el equipo. 0!ustar las posiciones de la re!illa y de la fuente de luz,de tal forma que los rayos formados sean visibles en el disco graduador. %olocar

una ho!a blanca sobre el día con graduador y ubicar el espe!o sobre el papelpara marcar la posición de la superficie plana

b) ;irar el espe!o a lo largo de la línea de los rayos refle!ados de modo quepueda ver en el la imagen de la rendilla y a través de las hendiduras el filamentode la fuente de luz. -otar el espe!o tanto como sea necesario para lograr esto.<"os rayos contin=an en línea recta en el espe!o>

c) %on un lápiz marcar dos puntos a lo largo de la línea de cada uno de los rayos

incidentes y refle!ados. ?ombrar los puntos, de modo que se diferencie que lospuntos le pertenecen a cada rayo

d) -etirar el papel y construir la trayectoria de los rayos, usando líneas rectas.@razar líneas punteadas para extender los rayos incidente y refle!ado. El puntode intersección de los trazados corresponde a la localización ddbla imagen delfilamento. ;arcar la posición del filamento y la posición aparente de su imagenrefle!ada.

e) <%uál es la distancia del filamento a la proyección de la parte plana del

espe!o> (#istancia dA). <%uál es la distancia de la imagen del filamento a laproyección de la parte plana del espe!o> (#istancia d:). <%uál es la relaciónentre la localización del ob!eto y la imagen para fenómeno de reflexión de la luzen un espe!o plano>

f) %on base en sus observaciones explique cómo se forman las imágenes en unespe!o plano



+) Imágenes $ormadas or #en,es con-ergen,es

a) %onfigurar el equipo. Encender la fuente de luz y acercar o ale!ar la lente laob!eto hasta que se logre un buena imagen en la pantalla

<"a imagen se magnífica o se reduce> <"a imagen se invierte> %on base a laecuación fundamental se las lentes <qué ocurre a la distancia imagen di, si seincrementa la distancia ob!eto do> <Bué le ocurre a di si do es muy grande>

b) $ara los cales de do listados, localizar la imagen y medir di y la altura de laimagen hi. *sando los datos recopilados realizar los cálculos y completar la tablateniendo en cuenta la altura del ob!eto ho. #escribir la imagen en cada caso.

c) <"os resultados obtenidos están completamente de acuerdo con la ecuación

fundamental de las lentes> i no es así <a qué se puede atribuir lasdiscrepancias>

d) <$ara qué valores de do no es posible enfocar una imagen en la pantalla>*tilize la ecuación fundamental de las lentes para explicar esto

RESU&TADOS



domm

dimm

.imm

/(0do 1 (0di2/mm3(2

$ mm

.i0.o 3di0do

455 :C6 D 6,:FC5G :G,6DDD 6,5F5F55 36,CA5675 :46 :D 6,6D465D AC,GGAF :,F5F5F5 36,5:FAG

655 AC6 AC 6,6F4AD A,C6A:D A,6G6G6G 36,DDD+75 A46 A 6,6F6D64 A4,4C4G5 A,F5F5F5 3:,:A

+55 CC6 A4 6,6C4F5 A4,C5GC4 A,5F5F55 3:,D5(75 C46 C6 6,6C5GD5 A5,5G:4F A,AAC 3A,5CCCC

(55 FC5 CC 6,6CAD6A A6,A5FA C 3F,C5

75 F5 C5 6,6C6D ::,4A:A C,:4:4:4 3G,5

#e acuerdo a lo observado en los resultados se puede determinar que la imagense va reduciendo a medida que el lente se va acercando hacia la pantalla.

"a imagen se observa de manera invertida en la pantalla

"a distancia di es inversamente proporcional a la distancia do, es decir a medidaque el di se reduce el do aumenta

Ecuación fundamental de las lentes

1

p+1

q=1

f

1

p+1

q

1

f

6,6:6:GA 6,65AFF4

6,664F:C 6,6F:6C

6,66D4: 6,6CDDA

6,665: 6,6CFD5

6,6646C 6,6C5ADA

6,66GAG4 6,6CG65

6,6:AAGG 6,6FGCA:

6,6AA:65 6,64F5GC



"os resultados obtenidos no coinciden con la ecuación de las lentes, esto puedeocurrir por la precisión con la que se están haciendo las mediciones, o tambiénpor los índices de refracción utilizados ya que no se saben con certeza cualesson respectivamente los del aire y el vidrio.

"os valores solo pudieron ser obtenidos hasta la do H F66mm después de estadistancia la imagen en la pantalla se distorsiona y no puede observar muy bien.

ANA&ISIS 8 CONC&USIONES



En la primera prueba se observa en las gráficas la manera en la que se

forman las imágenes en la superficie plana, realizando la prolongación delas líneas refle!adas después del espe!o, de esta manera se determinatanto la distancia del ob!eto a la parte plana del espe!o (d A) como ladistancia de la parte plana del espe!o a la imagen (d:)

"a distancia que se encuentra en el del espe!o al ob!eto siempre será

menor a la distancia encontrada entre la parte plana del espe!o hasta elpunto donde se encuentra la imagen

En la verificación de la ecuación de los lentes no dio como se esperaba

bien sea por los datos obtenidos o por los índices de refracción de losmedios en los que se transmite la onda, en este caso el del aire y el delvidrio



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