CURSO DE FÍSICA 1º BACHILLERATO ÓPTICA GEOMÉTRICA

Transcripción

1 CURS DE FÍSICA 1º BACHILLERAT ÓPTICA GEMÉTRICA

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3 ESPEJS Un espejo es una superficie pulida y opaca. Cuando un haz de luz incide sobre él, este se refleja de manera especular. Es por esta razón que un espejo es capaz de generar la imagen de un objeto que es puesto frente a él. Las imágenes producidas en superficies especulares pueden clasificarse en virtuales, cuando parecen provenir de un punto por detrás de la superficie reflectora, y en reales, cuando pueden ser proyectadas sobre un plano o pantalla ubicado fuera del espejo. Además, una imagen puede estar derecha, si está orientada igual que el objeto, o invertida, si se encuentra en la posición contraria. Las imágenes también pueden ser más grandes, iguales o de menor tamaño que los objetos. ESPEJ PLAN Llamamos espejo plano a cualquier superficie lisa y plana que refleje la luz. Una imagen formada en un espejo plano puede ser explicada mediante la ley de reflexión, dado que el rayo incidente y el reflejado forman un mismo ángulo con la normal. Para comprender cómo se forma una imagen en un espejo plano, analicemos el siguiente esquema: Un rayo de luz que procede del objeto se refleja en el espejo, cumpliendo la ley de reflexión. Los rayos de luz reflejados llegan hacia el ojo como si procedieran desde atrás del espejo. Sin embargo, no vienen desde ahí, sino de la superficie del espejo. Espejo plano Las imágenes formadas por los espejos planos son virtuales y tienen la misma orientación vertical del objeto. Es por ellos que se dice que la imagen está derecha La distancia entre el objeto y el espejo (Do) y la distancia entre la imagen y el espejo (Di) son iguales. Además, el tamaño del objeto y el de su imagen es el mismo. Las imágenes virtuales se forman por la prolongación de los rayos reflejados y se ve como si estuviera detrás del espejo, por lo tanto la imagen formada por los espejos planos es virtual. Características de la imagen en un espejo plano: * Virtual * Del mismo tamaño que el objeto * Derecha * La distancia del objeto al espejo es la misma que la del espejo a la imagen * La imagen del objeto es simétrica respecto al objeto.

4 ESPEJS CURVS Una superficie lisa con forma de esfera y que refleje la luz es un espejo esférico (curvo). Si la luz se refleja desde la superficie interna (a), se dice que el espejo es cóncavo y la reflexión se produce en la superficie externa (b), se dice que el espejo es convexo. Espejos Cóncavos: Eje principal: es una recta horizontal que pasa por el centro del espejo, y en ella se ubican el centro de curvatura y el foco. El centro de curvatura (C) corresponde al centro de la sección curva que contiene al espejo. Vértice (V): Es el punto de corte del eje principal con el espejo Si un haz de rayos incide al espejo en forma paralela al eje principal, todos los rayos reflejados convergen en un punto. Por ese motivo a los espejos cóncavos también se les denomina convergentes. Dicho punto pertenece al eje principal, se denomina foco y lo representamos con la letra F. El foco está a igual distancia del vértice y a la misma distancia que el centro de curvatura. Si un haz de rayos incide paralelamente al eje principal sobre un espejo convexo, estos al reflejarse divergen, o sea se separan. Por ese motivo a los espejos convexos también se les llama divergentes.

5 Imagen en espejos cóncavos: Trayectoria de los rayos principales: 1- Si un rayo incide paralelo al eje principal, se refleja pasando por el foco. 2- Si un rayo pasa por el foco e incide en el espejo, se refleja paralelo al eje principal. 3- Si un rayo incide pasando por el centro de curvatura, se refleja sobre si mismo, con la misma dirección pero con sentido opuesto.

6 Formación de imágenes y sus características en un espejo cóncavo: bjeto colocado entre el foco y el centro de curvatura: Características de la imagen: bjeto colocado sobre el centro de curvatura: Características de la imagen: bjeto colocado lejos del centro de curvatura: Características de la imagen:

7 bjeto colocado sobre el foco: bjeto colocado entre el vértice y el foco: Características de la imagen: Ecuación de Descartes: D es la distancia del objeto al vértice del espejo. Siempre la consideraremos positiva. D es la distancia de la imagen al vértice del espejo. i Si es positiva, la imagen es real. Si es negativa, la imagen es virtual. D es la distancia focal, distancia del vértice al foco del espejo f Si es positiva, el espejo es cóncavo. Si es negativa, el espejo es convexo. H es la altura del objeto. Siempre la consideraremos positiva. H es la altura de la imagen. i Si es positiva, la imagen es virtual. Si es negativa, la imagen es real D D D f i Ecuación de Descartes

8 Aumento de un espejo: El aumento de un espejo lo definimos como el valor absoluto del cociente entre la altura de la imagen y la altura del objeto. Hi A = H Si el aumento es mayor que uno, la imagen será mayor que el objeto. Si el aumento es menor que uno, la imagen será de menor tamaño que el objeto. Relación entre las alturas de la imagen y del objeto y la distancia de la imagen y el objeto: H H i D D i LENTES Las lentes son medios materiales transparentes, como el vidrio o el plástico, cuyas superficies pueden ser curvas, planas o una combinación de las dos. Por su forma, las lentes pueden ser esféricas si pertenecen a una porción de esfera, o cilíndricas, si esas superficies son una porción de cilindro. Sin embargo, es más frecuente clasificarlas como convergentes y divergentes. Una lente es convergente si al incidir en ella rayos de luz paralelos, los reemite de tal forma que convergen en un mismo punto. Estas lentes son más gruesas en el centro que en los extremos. Una lente es divergente si al incidir en ella rayos de luz paralelos, los reemite de tal forma que divergen completamente, como si provinieran de un mismo punto. Estas lentes son angostas en el centro y más gruesas en los extremos.