Que es ?
Estudia la luz en todo su contexto.
El descubrimiento de la óptica fue por varios personajes . Desde Empedocles y Euclides hasta Descartes , Willebrord Snell , Pierre de Fermat . Cada uno de ellos hizo un aporte a la óptica .
Euclides
Pierre de Fermat Willebrord Snell
! recordemos que esta viaja a 300000 km/s en el aire a una T° estándar.
Reflexión de la luz
Rayo de luz donde viaja energía liminica . Cuando un rayo de luz llega a la superficie , una parte se refleja , otra se refracta y la otra es absorbida.
! Normal : Linea imaginaria con respecto a la superficie lisa .
Tipos de reflexiones
- Reflexión regular : El rayo reflejado es idéntico al incidente .
- Reflexión difusa : El rayo reflejado es diferente al incidente . Ángulos diferentes , quiere decir que la luz se pierde.
Imágenes reales y virtuales
Las imágenes reales quedan delante del espejo o en el campo y las virtuales se dejan tras el espejo .
! Espejo : Superficie pulimentada que refleja la mayor cantidad de luz . Dos tipos : Plano y curvos ó convexo.
- Espejo plano : Forma imágenes virtuales , derechas y de igual tamaño.
- Espejos angulares : Espejos planos que forman un angulo , donde este angulo determina el numero de formas . A menor angulo mayor numero de imágenes.
N= 360°- θ / θ 60°= 5 imagenes.
Reflexiones regulares
Es cuando dos espejos planos forman imágenes teniendo en cuenta el angulo de incidencia de formación.
Espejos esféricos cóncavos y convexos.
- Espejo cóncavo : Parte reflectiva es interna.
- Espejo convexo : Parte reflectiva es externa .
Rayos notables para espejos cóncavos
Existen 4 rayos notables :
- Rayos que pasan por el centro de curvatura o rayo central.
- Rayos que inciden paralelo al eje o rayo paralelo.
- Rayos que pasan por el foco o rayo focal.
- Rayo que incide en el vértice o rayo normal.
Rayos notables para espejos cóncavos
Imágenes formadas en un espejo cóncavo dependiendo de su distancia
- Objeto esta entre el ∞ y el centro.
- Objeto esta en el centro de curvatura.
- Objeto esta entre el centro y el foco.
- Objeto esta en el foco.
- Objeto esta situado entre el foco y el vértice.
Imágenes formadas por un espejo cóncavo.
Ejemplo
Un objeto de 0.5 cm de altura se coloca a una distancia de 8 cm frente a un espejo esférico de radio 6 cm . Determina el tamaño y posición de la imagen si el espejo es cóncavo.
➸ 1/f = 1/di+1/do f= foco
➸ Ho/Hi=do/di di=distancia imagen
do=distancia objeto
Ho=altura objeto
Hi=altura imagen
➸ Ho/Hi=do/di ➸ 1/f = 1/di+1/do
Ho.di/do=Hi 1/3=1/di+1/8
0.5(4.8)/8=Hi 1/3-1/8=1/di
0.3=Hi cm 5/24=1/di
di=24/5
di=4.8 cm
Taller de repaso
1. Un objeto se coloca a 50 cm de un espejo cóncavo de 40 cm de altura focal. Calcula la posición de la imagen analítica y gráficamente.
R/ 200 cm
2. De un objeto situado a 20 cm de un espejo cóncavo se obtiene una imagen real de tamaño doble . Cual es la distancia focal del espejo.
R/ 13.33 cm
3. A que distancia de un espejo cóncavo de 15 cm de distancia focal se debe colocar un objeto de 1 cm de altura , para que su imagen sea tres veces mayor?
R/ 20 cm
4. De un objeto situado a 20 cm de un espejo esferico se obtiene una imagen virtual cuyo tamaño es la mitad del objeto . Que tipo de espejo es ? Cual es la distancia focal del espejo?
R/ -20 cm Espejo concavo
5. Un espejo concabo forma una imagen del filamennto de la lampara de un faro de automovil sobre una pantalla situada a 4 m del espejo . El filamento tiene 5 mm de altura y la imagen debe tener 40 cm de alta.
- Cual es el radio de curvatura del espejo?
- A que distancia del espejo debe colocarse el filamento?
R/ do= 5 cm r= 9.88 cm
6. El diámetro de la luna es 3.456 km y su distancia a la tierra 384000 km . Calcular el diámetro de la imagen de la luna formada por el espejo esférico cóncavo de un telescopio de 3.6 m de distancia focal.
R/ 3.4 cm
7. Un espejo cóncavo para afeitarse tiene un radio de curvatura de 30 cm . cual es el aumento cuando el rostro se encuentra a 10 cm del espejo?
R/ 3
8. Un objeto se encuentra a 15 cm del centro de un vidrio esférico de 7.5 cm de diámetro que adorna un árbol de navidad . Cual es la posición y aumento de la imagen?
R/ di=-1.60 cm A=0.14
R/ 200 cm
2. De un objeto situado a 20 cm de un espejo cóncavo se obtiene una imagen real de tamaño doble . Cual es la distancia focal del espejo.
R/ 13.33 cm
3. A que distancia de un espejo cóncavo de 15 cm de distancia focal se debe colocar un objeto de 1 cm de altura , para que su imagen sea tres veces mayor?
R/ 20 cm
4. De un objeto situado a 20 cm de un espejo esferico se obtiene una imagen virtual cuyo tamaño es la mitad del objeto . Que tipo de espejo es ? Cual es la distancia focal del espejo?
R/ -20 cm Espejo concavo
5. Un espejo concabo forma una imagen del filamennto de la lampara de un faro de automovil sobre una pantalla situada a 4 m del espejo . El filamento tiene 5 mm de altura y la imagen debe tener 40 cm de alta.
- Cual es el radio de curvatura del espejo?
- A que distancia del espejo debe colocarse el filamento?
R/ do= 5 cm r= 9.88 cm
6. El diámetro de la luna es 3.456 km y su distancia a la tierra 384000 km . Calcular el diámetro de la imagen de la luna formada por el espejo esférico cóncavo de un telescopio de 3.6 m de distancia focal.
R/ 3.4 cm
7. Un espejo cóncavo para afeitarse tiene un radio de curvatura de 30 cm . cual es el aumento cuando el rostro se encuentra a 10 cm del espejo?
R/ 3
8. Un objeto se encuentra a 15 cm del centro de un vidrio esférico de 7.5 cm de diámetro que adorna un árbol de navidad . Cual es la posición y aumento de la imagen?
R/ di=-1.60 cm A=0.14
Refracción de la luz
Cambio de dirección que sufre un rayo de luz cuando atraviesa dos medios opticamente distintos.
Si quieres conocer mas acerca de este fenómeno observa este vídeo :
Las lentes
Una lente es un cuerpo transparente delgado limitado por un plano esférico.
! Todo cuerpo cristalino refracta la luz.
Tipos :
- Convergentes : Reúnen en un solo punto los rayos de luz . Tiene mas gruesa la parte central que sus extremos.
- Divergente : Separa los rayos . Tiene su parte central mas delgada que sus extremos.
Ojo
El ojo humano es el elemento fundamental del sentido de la visión junto con el cerebro. Se compone de varias partes principales :
El iris: Es la parte coloreada del ojo. Su función es regular la entrada de luz aumentando o disminuyendo su tamaño según la intensidad de la misma.
La pupila: Es el orificio central del iris. Se dilata o contrae en función de la cantidad de luz existente.
El cristalino: Es la parte del ojo humano que enfoca el haz de luz en la retina. Tiene forma de lente biconvexa y es la segunda lente más importante.
La córnea: Es una de las partes externas del ojo. Protege al cristalino y al iris permitiendo el paso de la luz.
La retina: Es la parte del ojo sensible a la luz. Está compuesta por los conos y los bastones.
Tipos de lentes convergentes
Elementos de una lente convergente
Rayos notables para lentes convergentes
Imagen : Real , invertida y menor.
- Rayo paralelo : Refracta pasando por el foco.
- Rayo normal o central : Refracta continuando .
- Rayo focal : Refracta paralelo a el.
Lentes divergentes
Son las que tienden a separa los rayos luminosos que atraviesan . Tiene mas angosta la parte central que los extremos.
Los rayos notables son los mismos que los convergentes, sin importar la posición del objeto la imagen siempre es la misma.
Defectos de la visión
- Miopía: No se puede ver de lejos y se corrige con lentes divergentes.
- Hipermetría : No se puede ver de cerca y se corrige con lentes convergentes.
- Astigmatismo: Las imágenes aparecen distorsionadas ,específicamente de las lineas verticales.
- Daltonismo : Desorden genético que confunden los colores .
Taller de repaso
1. A 40 cm de una lente convergente de 30 cm de distancia de distancia focal se coloca un objeto de 4 cm de alto . Determinar gráfica y analíticamente la posición y el tamaño de la imagen.
R/ di= 120 cm Hi= 12 cm
2. De un objeto colocado a 20 cm de una lente convergente se obtiene una imagen real 1.5 veces mayor . Calcular la distancia focal de la lente .
R/ 12 cm
3. Una lente convergente tiene una distancia focal de 24 cm y de una imagen situada a 36 cm de la lente. Calcular la posición del objeto.
R/ 72 cm
4. A que distancia de una lente convergente de 8 cm de distancia focal se debe colocar un objeto para obtener una imagen real 4 veces mayor.
R/ 10 cm
5. A que distancia de una lente convergente de 12 cm de distancia focal se debe colocar un objeto para obtener una imagen virtual cinco veces mayor?
R/ 9.6 cm
6. Un objeto se coloca a 20 cm de una lente divergente de 16 cm de distancia focal , calcular la posición de la imagen .
R/ -8.8 cm
7. Una lente convergente tiene una distancia focal de 30 cm y da una imagen virtual colocada a 12 cm de la lente . Calcular la posición del objeto.
R/ 20 cm
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