PRÁCTICA Nº.- LENTES.

Transcripción

1 PRÁCTICA Nº.- LENTES. Objetivo: Estudiar la ormación de imágenes de lentes delgadas y determinar la distancia ocal y la potencia de una lente convergente y de una lente divergente. undamento teórico: La velocidad de la luz depende del medio por donde viaja. Cuando atraviesa una supericie de separación entre dos medios, el cambio que experimenta dicha magnitud se traduce en un cambio en la dirección de los rayos. Una lente es simplemente un medio delimitado por dos supericies, por ello cuando un rayo de luz incide en una lente por una de sus supericies y sale nuevamente al medio original por la otra, habrá experimentado un cambio en la dirección de su trayectoria. En una lente convergente si estos rayos inciden de orma paralela al eje de la lente, tras atravesarla tienden a unirse en un punto llamado OCO IMAGEN de la lente y la distancia de dicho oco a la lente se llama distancia ocal imagen de la lente. En una lente divergente los rayos al atravesar la lente divergen, encontrándose el oco imagen en la misma región por donde inciden los rayos (Ver iguras). De orma análoga, y haciendo incidir los rayos por la región opuesta a la anterior, se deine el OCO OBJETO y su distancia ocal correspondiente. Sin embargo, en la aproximación de lentes delgadas, ambos ocos están a la misma distancia de la lente, motivo por el cual se simboliza indistintamente por a la distancia ocal, ya sea la del oco imagen o la del oco objeto. En general los rayos que inciden en la lente procederán normalmente de un objeto conocido, y tras atravesar la lente ormarán una imagen. La distancia s' desde donde se orma esta imagen hasta la lente, así como su tamaño y orientación, va a depender de la distancia s a la que coloquemos el objeto de la lente. No obstante, el tipo de lente utilizada también determina las características de la imagen que se orma. La ecuación de las lentes delgadas establece que: + = s s' donde s: distancia del objeto al centro de la lente. s' : distancia de la imagen al centro de la lente. : distancia ocal de la lente. s (+) s (+) (+) (+) s (-) (-) (-) s (+) Lente convergente Lente divergente

2 Para obtener el valor correcto mediante la ecuación anterior debemos aplicar correctamente el criterio de signos. Nosotros consideraremos siempre el objeto real ( s > 0 ), y deberemos tener en cuenta que en el caso de lentes la imagen es real ( s'> 0) cuando se obtiene en el lado por el que se transmiten los rayos una vez que atraviesan la lente, mientras que es virtual ( s'< 0 ) si se orma en el mismo lado donde está situado el objeto. Por otro lado, si la lente es convergente entonces es > 0 y si es divergente es < 0. Cuando dos lentes delgadas de distancias ocales y 2 se disponen conjuntamente de orma que estén en contacto (distancia de separación entre lentes se considera nula), el sistema de lentes ormado tendrá una distancia ocal eectiva que se demuestra cumple la expresión: + 2 = Por otro lado se deine Potencia de una lente como el inverso de su distancia ocal, y se expresa en dioptrías siempre que la distancia ocal se mida en metros. Material: Banco óptico con soportes, oco, lente convergente, lente divergente, pantalla y regla graduada.

3 Método operativo: I. LENTES CONVERGENTES: a) Utilizar como objeto el mismo ilamento del oco o bombilla, que se situará en uno de los extremos del banco óptico, y quedará en esa posición durante toda la experiencia. Asegurarse que el ilamento de la bombilla queda dispuesto de orma perpendicular al carril del banco óptico y en el lado opuesto al que quedan los soportes para lentes y pantalla. b) Observar las pequeñas rayas dibujadas en las bases de los distintos soportes (oco, lente, pantalla). Para medir cualquier distancia tomar siempre como reerencias dichas rayas. Aun cuando se utilice una regla graduada en milímetros, todas las medidas a realizar deben considerarse con la precisión del carril del banco óptico, es decir 0,5 cm. c) Introducir la lente convergente (la de mayor espesor en el centro que en el borde) en el soporte para lentes, asegurándose que queda bien ijada con el alambre correspondiente. d) Colocar la lente a una distancia determinada del objeto y medir dicha distancia s. e) Mover la pantalla, situada al otro lado de la lente, hasta obtener una imagen nítida del ilamento, y medir la distancia s' de la lente a la pantalla, donde se ha ormado la imagen. ) Repetir los apartados d y e al menos 0 veces, midiendo s y s' para cada nueva situación. II. LENTES DIVERGENTES: a) Considerar nuevamente los apartados a y b de la sección anterior (I. Lentes convergentes) por si hubiera que hacer algún ajuste, prestando otra vez especial atención al apartado b relativo al proceso de medida. b) Sin quitar la lente convergente situada en el soporte para lentes, introducir junto a ella la lente divergente (la de mayor espesor en el borde que en el centro) asegurándose que quedan ambas bien ijadas con el alambre correspondiente. c) Colocar el sistema de lentes a una distancia determinada del objeto y medir dicha distancia s. d) Desplazar ahora la pantalla hasta obtener nuevamente la imagen nítida del ilamento, y medir la distancia s' del sistema de lentes a la pantalla, donde se ha ormado la imagen. e) Repetir los apartados c y d al menos 0 veces, midiendo s y s' para cada nueva situación.

4 NOMBRE:... GRUPO PRÁCT.:...Especialidad:.... PRÁCTICA Nº.- I. LENTES CONVERGENTES. RESULTADOS Y CUESTIONES: ) Completar la tabla adjunta. s(cm) s (cm) s/s 2) Representar gráicamente s/s rente a s. 3) Obtener por el método de los mínimos cuadrados el valor de la pendiente y de la ordenada en el origen de la recta que mejor se ajusta a los puntos representados en la gráica anterior. 4) Trazar sobre el gráico la recta de regresión obtenida. 5) Determinar la distancia ocal de la lente convergente, a partir del valor de la pendiente obtenida. 6) Determinar la potencia de la lente convergente.

5 NOMBRE:... GRUPO PRÁCT.:...Especialidad:.... PRÁCTICA Nº.- II. LENTES DIVERGENTES. RESULTADOS Y CUESTIONES: ) Completar la tabla adjunta. s(cm) s (cm) /s(cm - ) /s (cm - ) 2) Representar gráicamente /s rente a /s. 3) Obtener por el método de los mínimos cuadrados el valor de la pendiente y de la ordenada en el origen de la recta que mejor se ajusta a los puntos representados en la gráica anterior. 4) Trazar sobre el gráico la recta de regresión obtenida. 5) Determinar la distancia ocal del sistema de lentes, a partir del valor de la ordenada en el origen obtenida. 6) Hallar la distancia ocal de la lente divergente. 7) Calcular la potencia de la lente divergente.