Principio de FermatPrincipio de Fermat

• Este principio dice que un rayo de luz al viajar de un punto a otro, siempre lo hará por el camino que le tome el menor tiempo posible.

Esto implica el camino más corto. El camino más corto entre dos puntos es … una recta Por lo tanto, la luz viaja en línea recta.

Espejos Espejos

• PlanosPlanos• Esféricos Esféricos

–cóncavoscóncavos–convexosconvexos

Tipos de imágenesReales

Se forman con la intercepción de los rayos

reflejados . Esta imagen debe

proyectarse sobre un plano o pantalla para ser

visible. Se ven delante del espejo

RealesSe forman con la

intercepción de los rayos reflejados .

Esta imagen debe proyectarse sobre un

plano o pantalla para ser visible.

Se ven delante del espejo

VirtualesSe forman con la intersección

de la prolongación de los rayos reflejados, ya que los rayos reflejados divergen .

Estas imágenes no se pueden proyectar en un plano, pero

si son visibles para un observador.

Se ven detrás del espejo.

VirtualesSe forman con la intersección

de la prolongación de los rayos reflejados, ya que los rayos reflejados divergen .

Estas imágenes no se pueden proyectar en un plano, pero

si son visibles para un observador.

Se ven detrás del espejo.

Tipos de imágenes

Derechas: Si están orientadas igual que

el objeto, con respecto a la horizontal.

Derechas: Si están orientadas igual que

el objeto, con respecto a la horizontal.

Invertidas: Si están en la posición contraria al objeto con respecto a

la horizontal.

Invertidas: Si están en la posición contraria al objeto con respecto a

la horizontal.

Tipos de imágenesTipos de imágenes

Aumentadas o mayores si son más grandes que el objeto.

Aumentadas o mayores si son más grandes que el objeto.

Disminuidas o menores si son más pequeñas en

relación al objeto

Disminuidas o menores si son más pequeñas en

relación al objeto

Imagen en un espejo planoImagen en un espejo plano

Partes de un espejo esférico Partes de un espejo esférico

Rayos principales para la formación de imagen

C

F

1

Rayo paralelo (paralelo al eje óptico)viaja a la superficie del espejo, el cual se refleja, desviándose de tal manera que pasa por el punto focal o su prolongación.

Rayo focal, incide en dirección al foco y se refleja paralelo al eje principal.

C

F

Rayos principales para la formación de imagen

C

F

Rayo Radial (centro de curvatura), viaja con dirección al centro de curvatura del espejo y se refleja sobre si mismo.

Rayo central, viaja hacia el vértice del espejo y se refleja formando el mismo ángulo incidente.

3

C

F

C F

Objeto

Imagen:•Real•Invertida•Menor tamaño•Más cercana

OBJETO MAS ATRÁS DEL CENTRO DE CURVATURA

Imagen:•Real•Invertida•Igual tamaño•Misma distancia

OBJETO EN EL CENTRO DE CURVATURA

Imagen:•Real•Invertida•Mayor tamaño•Más alejada

OBJETO ENTRE EL CENTRO DE CURVATURA Y EL FOCO

Imagen:•No se forma

OBJETO EN EL FOCO

Imagen:•Virtual•Derecha•Mayor tamaño•Más alejada

OBJETO ENTRE EL FOCO Y EL VERTICE

Formación de imágenes: espejo convexoFormación de imágenes: espejo convexo

Imagen:•Virtual•Derecha•Menor tamaño•Más cercana

¿Cuánto aprendimos?

1)En un espejo plano la imagen es:

a)Derecha.b)Virtual.c)Invertida lateralmente

¿Cuánto aprendimos?

2)La imagen que se forma de un objeto frente a un espejo plano:

a) es más grande que el objeto.b)Es más chica que el objeto.c) Ninguna de las anteriores.

3) El principio de Fermat dice:a)La luz se propaga de un punto a otro

tomando el camino más corto.b)La luz se propaga de un punto a otro

tomando el camino en que siempre viaje en línea recta.

c)La luz se propaga de un punto a otro tomando el camino en que demoraría menor tiempo para recorrerlo.

4) El hecho de que puedas verte en el espejo del baño de tu casa, se debe a la:

a)Reflexiónb)Difracciónc)Refracción

5) Un espejo convexo:a)Se utiliza en algunas tiendas para tener un

mayor campo de visión.b)Refleja la luz abriéndola.c)Refleja la luz de manera que todos los rayos

reflejados se interceptan.

6) La pupila cambia su tamaño dependiendo de:

a)si el objeto está más cerca o más lejos.

b)Le llega más o menos luzc)Está enfocando o no al objeto.

7)El siguiente diagrama de rayos representa la formación de imágenes en un espejo cóncavo. Analiza el diagrama de rayos y determina si la imagen es:

a)Real y de mayor tamaño.b)Virtual.c) Derecha y real.8) Para obtener una imagen virtual sobre un espejo

cóncavo se debe ubicar el objeto:a)Detrás del foco.b)Sobre el foco.c) Entre el foco y el espejo.

9) Cuando una mujer se mira en un espejo plano ¿A que distancia aparece su imagen tras el espejo, en relación a la distancia real que se encuentra del espejo.

a) Al triple de la distancia real.b) A la mitad de la distancia realc) Al doble de la distancia real10) El rayo de luz que se dirige a un espejo se llama.a) rayo incidenteb) rayo difuso c) rayo especular.

Completación • Llamamos imagen __________ cuando se forma

detrás del espejo a través de las prolongaciones de sus rayos.

• Para formar la imagen de un espejo curvo se requieren de _____ rayos como mínimo.

• Un espejo consiste en una superficie ideal perfectamente pulida, en la cual se produce una reflexión ____________.

• Los espejos cóncavos se conocen también como espejos ______________.

• Los espejos divergentes se conocen como _______.• El principio de ____________ implica que la luz

viaja en ________ ________.• Las imágenes pueden ser ___________ o virtuales,

____________ o invertidas, más grandes o más _____________.

• Una imagen ______ se forma con la intersección de los rayos ________________.

• Los espejos pueden ser ____________ o esféricos, estos a su vez ______________ o _______________.

• Un espejo plano produce una ___________ virtual, _____________ y del mismo ____________.

• Un espejo _____________ siempre produce una imagen ____________, _____________ y más cercana.

• El rayo _______________es el que ___________ paralelo al eje óptico y rebota pasando por el _________.

• El rayo __________ es el que incide en el ___________ y rebota con el mismo ___________.

Refracción de la Luz

• Cambio de dirección y de velocidad que experimenta la luz, al pasar a otro medio o cuando varían las condiciones del medio por el que viaja.

• Un lápiz que entra al agua parece quebrado por la refracción de la luz

Medios Refringentes

• Permiten observar el fenómeno de refracción, ya que son transparentes, como el vidrio, el aire, aceite, etc.

Índice de refracción de la Luz• Cada sustancia tiene su

propio índice refracción. Si dividimos la velocidad de la luz en el vacío con la velocidad que tiene en un medio transparente, obtendremos un valor denominado índice de índice de refracciónrefracción, de ese medio.

n = c v

n= Índice de refracción

c= velocidad de la luz en el vacío

v= velocidad de la luz en el medio material

Ley de Snell• En 1621, Willebrord Snell, descubrió que al

penetrar la luz en otro medio, sufría una desviación que guardaba relación con el grado de incidencia, y también con el grado de refracción del medio.

Ésta relación corresponde:

n1sen θ1 = n2sen θ2

n1 = índice de refracción del medio del que

procede el rayo de luzθ1 = ángulo de incidencian2 = índice de refracción del medio en el que

se refractaθ2 = ángulo de refracción

• Cuando la luz llega a la superficie de separación entre dos medios se produce simultáneamente reflexión y refracción:

• Si la luz pasa de un medio más rápido a otro más lento (por ejemplo del aire al vidrio), el ángulo de refracción es menor que el de incidencia. El rayo refractado se acercaacerca a la Normal.

• n1<n2 v1>v2θ1>θ2

La reflexión interna total es un fenómeno que sólo ocurre cuando la luz pasa de un medio con mayormayor índice de refracción a uno con menormenor índice de refracción. Se produce cuando un rayo de luz incide con un ángulo mayor al ángulo crítico.

El ángulo crítico ángulo crítico es aquel que produce que el rayo refractado NO pase al otro medio. Esto ocurre

porque el rayo refractado forma un ángulo de 90° con la Normal.

• El fenómeno de reflexión total permite que podamos canalizar la luz a través de pequeños tubos de diferentes sustancias que se denominan fibras ópticasfibras ópticas.

• Las fibras ópticas se utilizan en muchos campos de la ciencia y de la tecnología. Por ejemplo:– En medicina permite ver órganos internos sin

intervenciones quirúrgicas complejas (endoscopía).– En las telecomunicaciones están alcanzando unos altos

niveles de utilización ya que por una fibra óptica del grosor de un cabello puede transmitirse información de audio y vídeo equivalente a 25000 voces hablando simultáneamente.

Espejismos • Recuerda que también se produce refracción cuando

varían las condiciones del medio por el cual viaja la luz.

• Uno de los casos más interesantes es la conocida refracción atmosférica, que se produce porque las capas de aire están a distinta temperatura. La luz se curva de la zona de mayor temperatura hacia la zona de menor temperatura.

Haz visto que los días de calor las carreteras parecen mojadas

delante tuyo.

Refracción en Refracción en situaciones cotidianassituaciones cotidianas

EspejismoArcoíris

Objetos bajo el agua

Completación • El rayo refractado se acerca a la normal, cuando viaja

desde un medio de __________ a _________ índice de refracción.

• La _______________ de la luz consiste en el cambio de ______________ y _______________ que experimenta la luz cuando pasa a otro _________ o varían las condiciones de éste.

• El __________ de refracción es la relación entre la ______________ de la luz en el _________ y la del __________ por el cual viaja.

• Los _______________ se producen por la _______________ de la luz. Ejemplo de ello es el efecto _____________ de las carreteras en verano.

• El _______________, también es un ejemplo de la ______________ de la luz.

• Un pez en el ________ se ve más ___________ de donde en realidad está, por la _________________ de la luz.

• El ______ en el horizonte se ve más ________ de donde está por la ______________ de la luz.

Relaciona los términos pareados de la columna A y la columna B, anteponiendo el N° en la columna B.

A B

1. Pupila ____ Producto de la refracción atmosférica.

2. Retina ____ Cuerpos con superficies esféricas bien pulidas, en los que se produce reflexión especular.

3. Real ____ Desviación que experimente la luz al pasar de un medio a otro.

4. Vértice ____ Intersección que se da entre el espejo y el eje óptico.

5. Espejismo ____ Punto en el que convergen los rayos reflejados.

6. Espejos ____ Dispositivo óptico que forma imágenes en base de la reflexión

7. Refracción ____ Tipo de imagen que se ve delante del espejo.

8. Espejo cóncavo ____ Abertura del ojo por la cual penetra la luz

9. Foco ____ Pantalla del ojo en la cual se forma la imagen.

El Ojo

En un ojo normal la luz se enfoca en la retina

El cristalino y la cornea cambian para permitir el enfoque

El ojo

Defectos del ojo

Enfermedades y defectos del ojo

Otros defectos:• Presbicia: conocida también como enfermedad de los

viejos.• Consiste en la alteración del cristalino por el paso de

los años, disminuye su capacidad de adaptación (pierde flexibilidad) y de esta manera no puede enfocar con nitidez los objetos.

• Esta imperfección comienza afectando a la visión cercana conservándose bien la lejana, pero luego con el paso de los años se extiende hasta afectar a la visión lejana.

• Este defecto se corrige con lentes convergentes.

Las lentes

• Una lente es un sistema óptico cuyo fin es lograr la formación de imágenes usando la propiedad de la refracción de la luz.

• Las lentes se emplean para muy diversos fines: podemos encontrarlas en las gafas, las lupas, los prismáticos, los micros- copios, los objetivos de las cámaras fotográficas .

Clases de lentes

• CONVERGENTES: Son más gruesas por el centro que por los extremos. Los rayos refractados convergen en un punto que se llama foco.

• DIVERGENTES: Son más gruesas por los extremos que por el centro. Los rayos refractados no convergen en un punto, sino que se separan.

• Las lentes convergentes pueden ser de las siguientes formas:

• Esquemáticamente se representan así:

• Las lentes divergentes pueden ser de las siguientes formas:

• Esquemáticamente se representan así:

F F

Objeto

LENTE BICONVEXA

FF

Objeto

LENTE BICONCAVA