OPTICA GEOMÉTRICA. Rayo= lim Haz de luz. La Óptica Geométrica describe la Transmisión de la luz basándose En la aproximación de los rayos.

Transcripción

1 TEMA 7 OPTICA EOMÉTRICA Otica eométrica La trasmisió de la luz: Rayos de luz La Ótica eométrica describe la Trasmisió de la luz basádose E la aroximació de los rayos Ω Haz de luz Rayo Rayo lim Haz de luz Ω 0 igura uete lumiosa Pared co Sombra 73

2 Ejemlo : Sombras roducida or dos uetes utuales de luz Lámara verde igura Pared co sombras Lamara roja 74 Ejemlo : Relexió roducida or u Esejo 75

3 Ejemlo 3: Relexió roducida or el esejo Los rayos de luz se releja e la suericie esecular. Los agulos de icidecia y relexió so iguales Objeto Esejo Objeto Esejo α α α Eje ótico Los rayos lumiosos se muestra al observador como si surgiese desde el iterior del esejo 76 Costrucció de la image virtual roducida or el esejo Esejo 77

4 Esejo Se observa ua image Virtual, Directa del objeto. 78 Esayo : Demostració del camio ótico e u esejo lao Disositivo de rueba Esejo lao uete de luz Lete Rejilla De ua lete se hace emerger Rayos aralelos. Tras ua rejilla Sólo asa alguos haces aralelos ue icide sobre el esejo. Los Rayos relejados se recooce ácilmete 79

5 Relexió ud reracció Ua varilla recta semirmergida e Agua aareta u uto de uiebro Esayo : Relexió y reracció e ua iterase laa agua-aire 73

6 α α α 3 Idices de reracció: Vacío Aire Agua Relexió total 733

7 734 Leyes de Relexió y reracció Plao de icidecia Rayo relejado Rayo icidete I I α α 3 3 Medio α Iterase Rayo reractado I (i) Ley de la relexió Los águlos de icidecia y de relexió so iguales α α 3 El rayo icidete y relejado está coteidos e u lao ormal a la iterase (ii) Ley de Sell de la reracció siα siα Si el Medio uese el vacío ( ), se deduce: siα si α Medio

8 El eómeo de Relexió Total se exlica como ua cosecuecia De la ley de Sell cuado desde el Medio u rayo d.h. ür >. Medio α ( π ) siα si T siαt > Ejemlo: Emergecia Vidrio/Aire siα Aire T Vidrio.5 3 Pra icliacioes sueriores T 4.8 a este valor se roduce relexió total itera α α T α > Medio 736 Ejemlo: Priciio de relexio total e ibra ótica. > ibra ótica Aire o vacío Rayo de luz 737

9 738 Ejemlo Prisma relector 739

10 uías de luz Laser Laser ibra ótica arra de Plexiglas

11 Ejemlo: Camio ótico e u medio co ídice de reracció cotíuamete variable 74 Imágees Oticas Priciio Disositivo ótico Image Objeto De cada uto del objeto emerge múltiles rayos e dieretes direccioes (Vg. Lete) Todos emergetes de u Mismo uto uede Coverger e otro uto, Que erteece a la image 743

12 Ejemlo : Priciio de la cámara de oriicio La geometría imlica: b g Sólo u esctrecho haz de rayos Procedete de cada uto odrá atravesar el oriicio e icidir e la atalla. Existe u comromiso Etre itidez y lumiosidad. Lámia erorada Image b Objeto g 744 Esayo : Cámara de oriicio Diaositiva Lámia erorada Patalla Image origial Coteida e la diaositiva Oriicio grade Oriicio medio Oriicio eueño 745

13 Imágees ormadas or u esejo Aroximació araxial A α, α, β so águlos eueños h α β α P PO Distacia objeto O Q C P Q QO Distacia image C CO r Radio de curvatura del esejo h α h α h β r Ecuació del esejo r r Distacia ocal Ejemlo : Cocurrecia e el oco de u haz de rayos relejados Rayos aralelos Esejo cócavo oco 747

14 Ejemlo : Cocurrecia e el oco de u haz de rayos relejados Rayos aralelos 748 Características de las imágees relejadas Imágees reales o virtuales Los rayos ue asa or el oco tras relejarse so aralelos al eje ótico. Los rayos aralelos al eje, tras relejarse asa or el oco O O Image virtual Image real

15 ormació de image or reracció U rayo rocedete de P icide e A, dode se reracta y se itersecta de uevo co el eje ótico e Q. Q es el uto image de P α β θ θ i θ t h P Q A t i t i θ θ α θ β α β θ si si Aroximació: Todos los águlos so eueños h h h PO OC r α α β C O < t i r h h h θ θ β α α ; ; ; QO PO r r r i 0 Ua lete costa de dos suericies de reracció. La image ormada se obtiee siguiedo el camio de dos reraccioes A La ecuació de las letes Para la rimera reracció r Q Q P r O O r Para la seguda reracció ( cosiderado - ) r cojutamete: ( ) r r

16 IMÁENES ORMADAS POR RERACCIÓN Coveio de sigos es ositivo si el objeto está delate de la suericie (objeto real). es egativo si el objeto está detrás de la suericie (objeto virtual). es ositivo si la image está detrás de la suericie (image real). es egativo si la image está delate de la suericie (image virtual).. R es ositivo si el cetro de curvatura está detrás de la suericie. R es egativo si el cetro de curvatura está delate de la suericie Comrobació: Patalla Lamara Dia Lete La image sólo es ítida cuado 753

17 Letes covergete y divergetes i o i r r i 0 o ( ) r r i o i o Ejemlo: Eoue roducido or ua lete bicovexa 755

18 Ejemlo: Eoue roducido or ua lete bicócava 756 Imágees reales y virtuales α α o i Image virtual Image real i o

19 O 3 x x O I Eje ótico Para la costrucció gráica se utiliza tres tres rayos emergetes del objeto y ue vueleve a cocurrir e la image. Uo aralelo () ue tras el aso or la lete asaría or el oco osterior. Otro or el oco aterior (3)ue emerge aralelo tras el aso or la lete. Y a través del cetro ótico () ue ermaece e igual direcció. b g 3 x x Eje ótico Podemos utilizar la ecuació b g Tambié se deduce de la gráica: x x

20 O 3 x x O I Eje ótico 760 x x De dode se deduce la ecuació de Newto Doblete de letes Q t. Image. Image t t t E el caso e ue t0

21 AERRACIONES Desviacioes de la image real (imerecta) resecto de la image ideal redicha or el modelo se llama aberracioes Aberracioes Eséricas El oco de los rayos lumiosos alejados del eje ricial de ua lete (o esejo) esérica es dierete del oco de los rayos cercaos al eje ara la misma logitud de oda Aberracioes Cromáticas la distacia ocal de ua lete deede del color de la luz ue asa a través de ella 76 (i) Aberració Esérica 763

22 764 Aberració cromática 765

23 766 PHYSIK SS 005 TEMA 7 TEMA 7 OPTICA EOMÉTRICA