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ELEMENTOS DE UNA LENTE DELGADA Elementos de una lente delgada

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Academic year: 2018

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ESPEJOS PLANOS

Un espejo es una superficie lisa y pulida que refleja los rayos de luz que le llegan.

La imagen obtenida en un espejo plano es siempre una imagen virtual, del mismo tamaño que el objeto y simétrica (derecha con inversión lateral). Una imagen virtual se ve como si estuviera dentro del espejo. NO se puede formar encima de la pantalla, pero puede ser vista.

s’ = s y’=y A=1

Para dibujar la posición de la imagen en un espejo plano hay que seguir estos pasos: 1. Se traza un rayo paralelo al eje óptico, que se refleja sobre sí mismo.

2. Se dibuja otro rayo que pasa por el centro óptico y se refleja con el mismo ángulo con el que incide.

3. Se dibujan las prolongaciones de ambos rayos y la imagen se forma en el lugar en el que se cortan.

Sistemas de espejos planos

Si se tienen varios espejos planos, unos pueden reflejar las imágenes de otros y obtener N imágenes múltiples.

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ELEMENTOS DE UNA LENTE DELGADA Elementos de una lente delgada

Eje principal. Es el eje óptico, resultante de la línea que une el centro óptico con el cen-tro de curvatura.

Centro óptico (O). Es el punto de corte de la lente con el eje principal. Es el origen de coordenadas. Ninguno de los rayos que pasa por ese punto sufre desviación al atravesar la lente.

 En una lente convergente:

- Foco objeto (F). Es el punto del eje principal que cumple la condición de que todo rayo que pase por él, al refractarse en la lente, sale paralelo al eje del sistema. La dis-tancia entre el foco objeto y el centro es la disdis-tancia focal objeto (f). En las lentes con-vergentes F está a la izquierda de la lente (f<0).

- Foco imagen (F’). Es el punto del eje principal que se encuentra a la salida de la len-te por el que pasan todos los rayos luminosos que inciden paralelos al eje anlen-tes de atra-vesar la lente. En las lentes convergentes F’ está a la derecha de la lente (f’>0).

 En una lente divergente:

- Foco objeto (F). Todos los rayos que, después de refractarse salen paralelos al eje, cumplen la condición de que la prolongación de los rayos incidentes se cortan en este punto. En las lentes divergentes F está a la derecha de la lente (f>0).

- Foco imagen (F’). Es el punto del eje principal en el que se cortan las prolongaciones de los rayos refractados que incidieron paralelos al eje principal. En las lentes diver-gentes F’ está a la izquierda de la lente (f’<0).

Radio de curvatura. Es el radio de la superficie (parte del centro de curvatura C). - Si el centro de curvatura está a la derecha de la superficie, el radio de curvatura es po-sitivo (R>0).

- Si el centro de curvatura está a la izquierda de la superficie, el radio de curvatura es negativo (R<0).

- En espejos planos el radio de curvatura es infinito (R=∞).

- n’ es el índice de refracción de la lente

Lente f’ f P

Convergente +  +

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NORMAS DIN. TIPOS DE IMAGEN Normas DIN

- Los elementos referidos a la imagen llevan comilla (‘).

- Los puntos se escriben con mayúscula; las distancias, con minúscula; los ángulos, con le-tras griegas.

- A la derecha del centro óptico y hacia arriba del eje óptico las distancias son positivas. Al revés, negativas.

- Se considera que los rayos se propagan de izquierda a derecha, por lo que el objeto se di-buja siempre a la izquierda del sistema óptico. Los rayos se representan con líneas conti-nuas y las prolongaciones, con líneas disconticonti-nuas. El sentido de propagación se marca con flechas.

- El objeto se suele representar con una flecha hacia arriba. Tipos de imagen

- Una imagen real se forma al cruzarse los rayos reflejados/refractados y se puede reco-ger en una pantalla, aunque no se pueden ver directamente.

- Una imagen virtual se forma al cruzarse las prolongaciones (líneas imaginarias útiles) de los rayos reflejados/refractados (líneas discontinuas) y no se puede recoger en una pan-talla. No existen, solo parecen estar en una ubicación, pero sí pueden verse directamente. - Una imagen invertida es la que se obtiene si el sentido de la imagen es contrario al del objeto.

FORMACIÓN DE IMÁGENES EN LENTES DELGADAS

Para dibujar la posición de la imagen en una lente delgada hay que seguir estos pasos: 1. Desde el objeto se traza un rayo que pasa por el centro de la lente (O) sin desviarse. 2. Desde el objeto se traza un rayo paralelo al eje óptico que al llegar a la lente:

- Si es convergente se refracta hacia el foco imagen (F’).

- Si es divergente se refracta alejándose de forma que su prolongación (línea discontinua) pase por el foco imagen.

3. Desde el objeto se traza un rayo que:

- Si la lente es convergente pasa por el foco (F) y al llegar a la lente sale paralelo al eje. - Si la lente es divergente la prolongación pasa por el foco (F), pero al llegar a la lente sa-le parasa-lelo al eje.

4. La imagen se forma en el punto de intersección de dos de los rayos. De los pasos 2 y 3, basta con realizar uno, no es necesario hacer los dos.

- s = distancia del objeto a la lente. - s’ = distancia de la imagen a la lente. - f = distancia de la lente al foco

- f’= distancia de la lente al foco imagen - y= altura del objeto

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LENTES

Una lente es un sistema óptico centrado limitado por dos dioptrios, donde al menos uno de ellos debe ser curvo. Si una de las lentes es plana, su radio es infinito (R=).

CONVERGENTE

Son más gruesas por el centro que en los ex-tremos.

DIVERGENTE

Son más gruesas por los bordes que en el cen-tro.

LENTES DELGADAS. ECUACIONES

En las lentes (simétricas) se cumple f =  f’ y R1= R2.

- Imagen real: los rayos reflejados se cortan en un punto.

- Imagen virtual: los rayos reflejados son divergentes y se cortan en sus prolongaciones. - Aumento lateral: relación entre el tamaño del objeto y el de la imagen.

- Potencia de una lente: es la inversa de su distancia focal imagen. Se mide en dioptrías (D) (1 D= 1 m1), por lo que f’ en esa ecuación debe expresarse en m. En las lentes divergentes P es negativa.

- n’= índice de refracción de la lente

SISTEMA DE LENTES

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LENTES

LENTES CONVERGENTES

. Marcha de los rayos principales

Los rayos que llegan paralelos al eje óptico, tras atravesar la lente, convergen en un punto. En lentes convergentes el foco imagen (F’) está a la derecha.

1. Objeto situado entre

∞ y 2f. Imagen real, menor e invertida.

2. Objeto situado en 2f. Imagen real, igual e invertida

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4. Objeto situado en F. No se forma imagen.

5. Objeto situado entre F y O. Imagen virtual, mayor y derecha.

LENTES

LENTES DIVERGENTES. Marcha de los rayos principales

Los rayos que llegan paralelos al eje óptico, tras atravesar la lente, divergen. En lentes divergentes el foco imagen (F’) está a la izquierda.

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INSTRUMENTOS ÓPTICOS

1. LUPA (se usa para ver objetos pequeños con un tamaño mayor)

- Es una lente convergente que se sitúa entre nosotros y el objeto que queremos ver. - El objeto se debe situar entre el foco de la lente y el centro óptico.

- Imagen virtual, derecha y de mayor tamaño que aparece detrás del objeto.

2. MICROSCOPIO COMPUESTO (se usa para observar aumentados objetos muy próximos y de pequeño tamaño)

- Consta de dos lentes convergentes (objetivo y ocular).

- El objeto se sitúa a una distancia de la lente objetivo un poco mayor que su distancia focal. - Imagen real, invertida y de mayor tamaño que el objeto.

3. TELESCOPIO (se usa para observar objetos lejanos de gran tamaño que a simple vista parecen muy pequeños)

- Consta de dos lentes convergentes (objetivo y ocular).

- Se coloca el ocular de modo que su foco coincida con la posición en la que aparece la ima-gen del objeto producida por el objetivo. Así, los rayos llegan al observador casi paralelos. - Imagen virtual e invertida.

- Las lentes objetivo y ocular deben estar separadas una distancia igual a la suma de sus dis-tancias focales en valor absoluto.

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4. CÁMARA FOTOGRÁFICA - Es una lente convergente. - El objeto está más allá de 2F.

- Imagen real, invertida y menor que el objeto. 5. PROYECTOR

- Es una lente convergente.

- El objeto está situado entre 2F y F.

- Imagen real, invertida y mayor que el objeto.

PRINCIPALES DEFECTOS DEL OJO HUMANO 1. MIOPÍA

- Dificulta la visión de objetos lejanos. Las personas miopes tienen el cristalino más conver-gente de lo normal. Los rayos procedentes de objetos alejados convergen delante de la retina y la imagen que se forma es borrosa.

- Para corregirla se usan lentes divergentes que hacen que se forme la imagen del objeto lejano sobre la retina.

2. HIPERMETROPÍA

- Dificulta la visión de objetos cercanos. Las personas hipermétropes tienen el cristalino me-nos convergente de lo normal. Los rayos procedentes de objetos cercame-nos convergen en un punto detrás de la retina y la imagen que se forma es borrosa.

- Para corregirla se usan lentes convergentes que hacen que se forme la imagen del objeto cercano sobre la retina.

3. PRESBICIA

- Se debe a la pérdida de capacidad de acomodación que sufren las personas mayores. Se dificulta la visión a distancias cortas.

Referencias

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