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Agradecimientos
Quiero dar las gracias a mis padres: Lina y Hugo por el enorme esfuerzo y sacrificio que hicieron para darme la oportunidad
Story Transcript
ÓPTICA Agradecimientos al profesor Camilo Reyes
ÓPTICA Aplicación de lentes, espejos y prismas a instrumentos que controlan y manipulan la luz.
CONVERGENTES (positivas)
DIVERGENTES (negativas)
TIPOS BÁSICOS DE LENTES CONVERGENTES (positivas)
DIVERGENTES (negativas)
• CONVEXAS • PLANO-CONVEXAS
• CÓNCAVAS • PLANO-CÓNCAVAS
Entonces para todos estos tipos de lentes se pueden distinguir varios puntos importantes.
Rayo de luz
Eje óptico
Fuente luminosa
Se define como eje óptico, o eje principal, a aquel eje en donde el rayo no se desvía al pasar por el centro del lente.
PRINCIPIO DE REVERSIBILIDAD Un rayo dado sigue el mismo camino a través de un sistema óptico, sin importar la dirección de su movimiento a través de dicho sistema.
Propiedades de los lentes convergentes
Los rayos paralelos al eje principal convergen en el Foco y los rayos que pasan por el Foco salen paralelos al eje principal
foco (F’)
C
eje óptico
distancia focal (f)
plano focal
F’
θ F
θ
I O
IMÁGENES REALES
F
F’
s
s’
F
s : distancia objeto s’ : distancia imagen
C
F’
f
Fórmula de las lentes
1 1 1 + = s s' f s : distancia objeto s’ : distancia imagen f : distancia focal
Cuando la distancia objeto s es muy grande:
0
1 1 1 + = s s' f 1 1 = s' f
s'= f
Ejemplo: ¿Cuál es la distancia imagen de un objeto que está a 100 cm delante de una lente convergente de distancia focal 10 cm?
1 1 1 + = 100cm s ' 10cm 100 s' = cm = 11,1cm 9 Si aumentamos la distancia objeto:
s ' = 10cm
NÚMERO
F
La abertura de una lente esta dada en función del número F, que es la razón de la distancia focal al diámetro de la lente.
f F= d La abertura efectiva de una lente se puede ajustar ocultando parte de ella con un diafragma variable. En esta situación tendremos un número F efectivo que varia al ajustar el diafragma.
IMÁGENES VIRTUALES Una imagen virtual no puede ser recogida en un plano ya que es necesario prolongar los rayos para que estos se corten. Esto sucede en lentes divergentes y en lentes convergentes cuya distancia objeto-lente es menor a la distancia focal
F
F’ Los rayos no se interceptan
IMÁGENES VIRTUALES
F
F’ C
s s’
Fórmula de las lentes para imágenes virtuales
1 1 1 − = s s' f
La Lupa • Es una lente convexa. • El objeto a observar debe situarse dentro de la distancia focal. objeto
Imagen Virtual Aumentada
Rayos divergentes
ojo Lente convexa
Aumento (m) m = s’/s Si suponemos que que la imagen virtual se forma a 25cm delante de la lente.
1 1 1 f + 25 = + = s 25 f 25 f s ' 25 f + 25 25 m= = = = 1+ s s f f 25 m = 1+ f
¿ Cuál es el aumento de una lente de 5cm de distancia focal?
25 25 m = 1+ = 1+ =6 f 5 ¿ A qué distancia de la lente debe estar un objeto para conseguir este aumento?
1 f + 25 5 + 25 −1 = = = 0,24cm s 25 f 25 × 5 1 s= = 4,16cm −1 0,24cm
Gafas para leer Acomodación: los objetos a diferentes distancias son enfocados en la retina modificando la distancia focal del cristalino. • Adulto normal > 25cm • Niños > 10cm La finalidad de las gafas correctivas es producir una imagen virtual de un objeto a una distancia s’ a la que el ojo se pueda acomodar.
Ejemplo ¿ Cuál sería la distancia focal de las gafas que ha de llevar una persona que sólo puede enfocar objetos situados a 100cm o más ? Considere la distancia normal de lectura 25cm. La menor distancia a la que un apersona puede enfocar se denomina punto próximo. Distancia normal de lectura: s = 25cm Imagen virtual en el punto próximo: s’ = 100cm
1 1 1 3 = − = f 25 100 100 f = 33,3cm En optometría una lente se especifica por el recíproco de f, que es la potencia de la lente. Sí f esta en metros, la unidad de 1/f es m-1, lo cual se denomina dioptría.
1 1 = = 3m −1 = 3dioptrias f 0,333m
EL MICROSCOPIO ÓPTICO Supera a la lupa usando una combinación de dos lentes. Objetivo: Está en el extremo inferior del tubo del microscopio, justo encima del especimen u objeto. Forma una imagen real del objeto. Ocular:Se halla en el extremo superior del microscopio. Forma una imagen virtual aumentada de la imagen formada por el objetivo. Cuando el microscopio está enfocado, la imagen virtual está localizada a unos 25cm por debajo del ocular.
ocular
s2 d F2
s2 ’
s1 ’
F’1 objetivo F1
s1
El aumento de un microscopio óptico está dado por la expresión:
s'11
25cm M = m1 × m2 = (1 + ) f1 f2 m1: aumento objetivo f1: distancia focal objetivo m2: aumento ocular f2: distancia focal ocular