Distancia Focal de una Lente Delgada

Transcripción

1 Distancia Focal e una Lente Delgaa Objetivo: Análisis e iversas lentes elgaas. Equipamiento Teoría Banco Optico Lente convexa Lente concava Fuente e luz (Ampolleta) Fuente e poer para la ampolleta Pantalla Regla Huincha e meir Para una lente elgaa se cumple la Ley e Gauss: i o = + (1) f o i one f es la istancia focal, o es la istancia entre el objeto y la lente, y i es la istancia entre la imagen y la lente. Ver figura 1. pantalla objeto lente Figura 1: montaje experimental Proceimiento I. DISTANCIA FOCAL USANDO UN OBJETO EN EL INFINITO Usano la lente convexa, enfoque una luz istante sobre una hoja e papel. Mia la istancia ese la lente al papel. Esta es la istancia e la imágen. En la fórmula para la lente elgaa, tome el límite en que la istancia e objeto va al infinito. Obtenga la istancia focal: f =

2 II. DISTANCIA FOCAL GRAFICANDO 1/ o vs. 1/ i En un banco óptico posicione una lente convexa y a ambos extremos una ampolleta y una pantalla. Posicione la lente entre el objeto y la pantalla. Mueva la lente a una posición en que se forme una imagen el objeto sobre la pantalla. Mia la istancia i imagen y la istancia o objeto. Movieno la pantalla en torno a la posición corresponiente a i, haga una estimación el rango e istancia en que la imagen puee ser consieraa en foco. Consiere este rango como su error i en la eterminación e la posición e la imagen. Anote toas sus meiciones en la Tabla 1. Mia el tamaño e la imagen y el objeto, para esta posición. Dejano la pantalla en la posición i anterior, mueva la lente a una seguna posición one la imagen esté en foco (no mueva la pantalla o la fuente e luz). Mia la istancia imagen y la istancia objeto, y etermine nuevamente el rango e incerteza corresponiente en la istancia imagen. Mia también el tamaño e la imagen para esta posición. Mueva la pantalla hacia el objeto, repitieno el punto hasta que sea posible encontrar una sola posición e la lente en que la imagen esté enfocaa. Esto le ará seis conjuntos e atos (en total oce pares e puntos ), los cuales eberá escribirlos en la tabla 1. Grafique 1/ o vs. 1/ i, usano los oce puntos. Grafique los rangos e incerteza en los valores i. De acuero con la Ec. (1), el gráfico ebería resultar en una línea recta, en que la intersección con los ejes x e y es igual a 1/f. Encuentre la iferencia porcentual entre los os valores e la istancia focal corresponientes a ambas intersecciones. Tome el promeio e los os valores y encuentre la iferencia porcentual entre el valor así obtenio y la istancia focal encontraa en la Parte I. Discuta el efecto e la precisión en la meición e f, ebio a la incerteza en las meiciones e i. Usano solamente los os primeros conjuntos e atos, use las istancia objeto y istancia imagen, para encontrar la magnificación en caa posición e la lente. La imagen que forma la lente es, Derecha o invertia? Discuta su resultao experimental. Explique por qué, para una istancia objeto - pantalla aa, hay os posiciones en las que la imagen se encuentra en foco.

3 III MAGNIFICACIÓN DE UNA LENTE CONVERGENTE Toa lente convergente o ivergente amplifica o minimiza las imágenes cuya relación viene aa por: Magnificacion i = M = (2) o Otro métoo para eterminar la magnificación es a partir e la meición el tamaño el objeto e imagen es : M = tamañ o imagen tamañ o objeto (3) Use las ecuaciones (2) y (3) para encontrar la magnificación. Para ello utilice las os primeras filas e atos e la tabla 1. Compare los resultaos obtenios en ambos casos. Encuentre las iferencias porcentuales e la Magnificación obtenios por la ecuaciones (2) y (3). Puee eterminar alguna epenencia empírica entre la incerteza i asociaa al tamaño e la imagen y el valor e i corresponiente a istintas posiciones el objeto? Discuta. Cuál e los os métoos consiera U. que es el más exacto para obtener M?. Justifique. IV ANALISIS PARA LA DISTANCIA FOCAL DE UNA LENTE DIVERGENTE El proceimiento e la parte II que ha empleao no puee utilizarse si la lente es ivergente, ya que esta por si sola no puee formar una imagen real. Sin embargo la istancia focal e una lente ivergente L D puee calcularse si ella conforma con otra lente convergente L C un sistema que sea convergente. Como proceimiento para calcular la istancia focal el lente ivergente, se sugiere el siguiente montaje: Figura 2: Montaje Experimental

4 En el cual se inserta primero la lente convergente entre el objeto y la pantalla, cuya posición es tal que se vea una imagen enfocaa. Luego se inserta la lente ivergente entre la pantalla y la lente convergente. En este instante procea a meir las istancias o respecto a la ivergente, o sea la istancia entre la imagen proyectaa en la pantalla y la lente ivergente es 0 (negativa). Porqué? Procea a mover la pantalla hasta observar la imagen nítia. Mia la istancia imagen entre la lente ivergente y la pantalla ( i ) Aplique la Ley e Gauss para obtener la istancia focal el lente ivergente. Cuánto vale la istancia focal e la lente L D?, Cuál es el error e su meia?. Por qué se ebe usar una lente convergente para obtener la istancia focal el lente ivergente? Realice un iagrama e Rayos que explique el experimento anterior. V. SISTEMA DE LENTES Se trabajará con el mismo montaje anterior, un sistema e lentes convergente y ivergente, y con la aquisición e atos el punto el análisis anterior, proceieno a meir la istancia entre las lentes. La formula que representa el sistema e lentes es: = + f f f S 1 2 f1 f2 one f S es la istancia focal equivalente el sistema, f 1 y f 2 son las respectivas istancias focales e las os lentes que conforman el sistema y es la separación entre ellas. Calcule para la istancia que U. eligió en e la parte IV, la istancia focal equivalente e su sistema. Cómo clasificaría éste sistema e lentes, convergente o ivergente?.

5 Tabla i o i tamaño imágen 1/ o 1/ i intersección eje x f promeio intersección eje y iferencia porcentual