Fig.1. Fig.1. 1 u. 1 f. 1 v. 1 f f

Transcripción

1 FOCAL DE UNA LENTE DIVERGENTE FUNDAMENTO Se trata de medir la distancia ocal de una lente divergente. El esquema de la práctica es el de la igura. Fig. La lente convergente L orma una imagen real I. Si entre la lente L y la imagen I colocamos la lente divergente L 2 resulta que la imagen I es objeto para la lente L 2 que ormará su imagen real I 2. Designamos la distancia entre la lente L 2 e I como u, y la distancia entre la lente L 2 e I 2 como v, y aplicamos la ley de las lentes delgadas tenemos: u v 2 Midiendo ambas distancias se puede determinar la distancia ocal 2 de la lente divergente. Como la lente L 2 puede ocupar distintas posiciones ente L e I es posible obtener una serie de valores de las distancias u e v y operar con el conjunto de esas medidas. u v Fig. u v uv u v u v Al representar u- v en el eje de abscisas rente a u v en el de ordenadas se obtiene un línea recta cuya pendiente es la distancia ocal 2 de la lente divergente. La lente L es un mero auxiliar en el experimento y no es preciso saber o determinar su potencia, basta que sea superior a la divergente. El procedimiento experimental requiere obtener con la máxima precisión posible las imágenes I e I 2. Este experimento está recogido en el libro Experimental Physics (second Edition) C.B.Daish y D.H. Fender.The English Universities Press Ltd. Nosotros intentamos repetir las medidas con un montaje experimental adecuado a un centro escolar de enseñanza media. Como oco luminoso una bombilla de ilamento recto y como objeto una lecha, las imágenes I e I 2 se recogían en una pantalla (empleamos una pantalla opaca y una traslúcida).. El método alló totalmente, ya que las posiciones de I e I 2 no se podían precisar y los errores en u y v eran del orden de las propios valores de u y v. A la vista de esta imposibilidad decidimos utilizar en vez de la bombilla un láser que enviase rayos sobre las lentes.

2 Nota muy importante. La realización de este experimento requiere de manera ineludible la utilización de gaas de seguridad. MATERIAL Láser. Gaas de seguridad Banco óptico Lente convergente L Lente divergente L 2 Regla Varilla de vidrio cilíndrica (trozo de varilla maciza del laboratorio de Química) Red de diracción de 80 líneas/mm (opcional) PROCEDIMIENTO En la otograía se puede ver el dispositivo experimental Fotograía. A la salida de la luz del láser está colocado un trozo de varilla cilíndrico, que en esta otograía casi no se ve, pero puede apreciarse en la otograía 2. Solamente está colocada la lente convergente L y en la pantalla aparece una imagen amplia porque la distancia entre la lente y la pantalla no es la adecuada para concentrar los rayos. En el experimento puede prescindirse de la red de diracción. La lente L, el láser y la red de diracción no se mueven durante el experimento.

3 Fotograía 2 En esta otograía se ve la posición de la lente cilíndrica (trozo de varilla maciza del laboratorio de Química) justamente a la salida del rayo de luz del láser. En la otograía también está la red de diracción que tal como se ha dicho no es necesaria y puede realizarse el experimento sin ella, pero la lente cilíndrica es imprescindible. Fotograía 3 Los componentes de este experimento son los mismos que los de la otograía, pero ahora se ha movido la pantalla y se ha logrado concentrar los rayos del láser. Obsérvese atentamente la dierencia de los rayos del láser recogidos en la pantalla en las dos otograías.

4 El modo de operar es el siguiente. ) Se coloca el dispositivo experimental tal como se observa en la igura Puede prescindirse de la red de diracción. Ahora se desplaza la pantalla hasta lograr la concentración de los rayos tal como se ve en la otograía 3. Una vez logrado la concentración de los rayos no se mueve la pantalla. 2) Ahora entre la lente L y la pantalla se coloca la lente divergente L 2. Se mide la distancia entre la lente L 2 y la pantalla. Y es el valor de u. Al colocar la lente L 2 la concentración de los rayos en la pantalla desaparece. En la pantalla aparecen varias rayas como las de la otograía. 3) Se aleja la pantalla hacia la derecha hasta lograr de nuevo la concentración de los rayos. La otograía 4 indica este proceso; se ha movido la pantalla y se ha encontrado la nueva posición donde los rayos se concentran. Se mide la distancia entre L 2 y la pantalla y ese es el valor de v, que se anota en la tabla I. Fotograía 4. Aquí se ve que se ha colocado la lente divergente L 2 entre L y la pantalla en la posición de la otograía 3. Al colocar la lente divergente aparece en la pantalla una imagen distorsionada como la de la otograía, esto es, varias rayas porque ahora los rayos no están concentrados, hay que alejar la pantalla hasta encontrar la nueva posición de los rayos concentrados. En la otograía esto se ha hecho. La distancia entre L 2 y la nueva posición de la pantalla es el valor de v, que se anota en la tabla I.

5 4) Siguiendo los pasos anteriores hemos obtenido el primer par de valores de u y v. Con los siguientes se sigue el procedimiento descrito. Se quita la lente L 2 y se deja la lente L se acerca la pantalla a la lente hasta concentrar los rayos y a continuación se introduce la lente L 2. Se mide u (distancia L 2 pantalla.) Se aleja la pantalla hasta concentrar de nuevo los rayos y cuando se logre se mide v. 5). Completar la tabla I u/ cm v/cm u-v uv Tabla I Represente u-v en el eje de abscisas rente a uv en el de ordenadas. Determine la distancia ocal de la lente divergente L2.