9.la luz espejos1
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ESPEJOS Y LENTES
Resumen de la clase anterior
La luzProviene de
fuentes
Se comporta como Reflexión Refracción
Difracción
Absorción Interferencia
Transmisión
Experimenta
- Naturales- Artificiales
- Primarias - Secundarias
Onda Partícula
Aprendizajes esperados
• Aplicar la óptica geométrica a la solución de problemas.
• Reconocer el proceso de la visión.
• Reconocer los problemas del ojo y la forma de mejorarlos a través de los instrumentos ópticos.
Pregunta oficial PSU
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2010
Para obtener una imagen real, de igual tamaño que un objeto, utilizando un espejo esférico cóncavo, el objeto debe estar
A)en el foco.B)entre el foco y el vértice.C)en el centro de curvatura.D)entre el foco y el centro de curvatura.E)entre el centro de curvatura y el infinito.
1. Imágenes en espejos planos
2. Imágenes en espejos esféricos
3. Imágenes en lentes delgadas
4. Visión y defectos de la visión
Todos los objetos que podemos ver emiten o reflejan rayos de luz.
La luz viaja hasta nuestros ojos y así los podemos ver.
1. Imágenes en espejos planos
1.1 ¿Porqué vemos los objetos y cuerpos en la naturaleza?
Los espejos son superficies pulidas que reflejan en forma ordenada hasta el 100% de la luz que incide sobre ellos.
La luz que rebota en los espejos nos permite ver un reflejo de la imagen de los objetos.
Los espejos se dividen en planos y esféricos.
1. Imágenes en espejos planos
1.2 Espejos
Son de superficie pulida y plana. Estos espejos forman un reflejo idéntico al objeto que está frente a ellos.
La imagen formada por estos espejos siempre es: virtual, derecha y de igual tamaño que el objeto.
La distancia objeto – espejo y la distancia imagen – espejo es siempre la misma.
1. Imágenes en espejos planos
1.3 Espejos planos
Son superficies lisas y brillantes con forma semi-esférica.
Si la superficie reflectante se encuentra en la cara interna de la semi-esfera el espejo se denomina “cóncavo”.
Si la superficie reflectante corresponde a la cara externa de la semi-esfera, se denomina “convexo”.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.1 Espejos esféricos
Convexo
Cóncavo
2. Imágenes en espejos esféricos
2.2 Elementos de un espejo esférico
C: Centro de curvatura del espejo. Corresponde al centro de la esfera que da origen al espejo.F: Foco. Punto medio entre el centro de curvatura y el espejo.V: Vértice. Punto en donde el eje óptico corta al espejo.
C F
R
R/2 R/2Eje óptico oEje focal
V
Los “rayos notables” son cuatro rayos de luz que tienen la característica de reflejarse siguiendo siempre un mismo comportamiento, lo que nos permite conocer la dirección que estos rayos seguirán, luego de rebotar sobre la superficie del espejo.
1er rayo notable: Rayo que viaja en dirección al foco y se refleja paralelo al eje óptico.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.3 Rayos notables en espejos esféricos
2º rayo notable: Rayo que viaja paralelo al eje óptico y se refleja en aquella dirección que pasa por el foco.
3er rayo notable: Rayo que viaja en dirección al centro de curvatura y se refleja devolviéndose por la misma trayectoria.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.3 Rayos notables en espejos esféricos
4º rayo notable: Rayo que incide en el vértice del espejo. Se refleja siempre siguiendo la ley de reflexión.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.3 Rayos notables en espejos esféricos
La imagen que se forma en un espejo esférico se encuentra trazando dos de los cuatro rayos notables que ya conocemos.
Espejo convexo: cualquiera sea la posición del objeto frente al espejo, siempre tendrá una imagen virtual, derecha y de menor tamaño.
Fíjate en la imagen del fotógrafo:
2. Imágenes en espejos esféricos
2.4 Imágenes en un espejo convexo
En los espejos cóncavos, el tipo de imagen que se forma dependerá de la distancia a la que se coloque el objeto frente al espejo; hay cinco posibilidades.
1) El objeto se encuentra más atrás del centro de curvatura, es decir, entre C y el infinito:
2. Imágenes en espejos esféricos
2.5 Imágenes en un espejo cóncavo
La imagen que se forma será real, invertida y de menor tamaño que el objeto.
2) El objeto se encuentra justo en el centro de curvatura del espejo:
2. Imágenes en espejos esféricos
La imagen que se forma será real, invertida y de igual tamaño que el objeto.
2.5 Imágenes en un espejo cóncavo
3) El objeto se encuentra entre el centro de curvatura y el foco:
2. Imágenes en espejos esféricos
La imagen que se forma será real, invertida y de mayor tamaño que el objeto.
2.5 Imágenes en un espejo cóncavo
4) El objeto se ubica justo en el foco del espejo:
2. Imágenes en espejos esféricos
¡¡No se forma imagen!! Es decir, el foco es un “punto ciego” del espejo cóncavo.
2.5 Imágenes en un espejo cóncavo
5) El objeto se ubica entre el foco y el vértice del espejo:
2. Imágenes en espejos esféricos
La imagen que se forma es virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto.
2.5 Imágenes en un espejo cóncavo
2. Imágenes en espejos esféricos
Espejo cóncavo
Si el objeto se encuentra Su imagen será
Entre C y el infinito Invertida, real y de menor tamaño
En C Invertida, real y de igual tamaño
Entre C y F Invertida, real y de mayor tamaño
En F No se produce imagen
Entre F y V Derecha, virtual y de mayor tamaño
Espejo convexo
Si el objeto se encuentra Su imagen será
En cualquier posición Derecha, virtual, de menor tamaño
Las imágenes virtuales siempre son derechas y las imágenes reales siempre son invertidas.
Las lentes son objetos transparentes, generalmente de vidrio, que refractan y desvían la trayectoria de los rayos luminosos formando imágenes.
Las lentes pueden ser divergentes o convergentes.
Lentes divergentesSon aquellas lentes que poseen la superficie central hundida. Al mirar un objeto a través de estas lentes la imagen que se ve es más pequeña, derecha y virtual que el objeto.
3. Imágenes en lentes delgadas
3.1 Lentes divergentes
Son aquellas en que la parte central es más gruesa. Por ejemplo, una lupa es una lente convergente.
3. Imágenes en lentes delgadas
3.2 Lentes convergentes
Eje óptico oEje focal
Centro 1 Foco 1
R/2 R/2
vértice
R/2 R/2
Foco 2 Centro 2
La imagen que se forma depende de si el objeto está más cerca o más lejos de la lente.
3. Imágenes en lentes delgadas
3.2 Lentes convergentes
3. Imágenes en lentes delgadas
Lente convergente
Si el objeto se encuentra Su imagen será
Entre C y el infinito Invertida, real y de menor tamaño
En C Invertida, real y de igual tamaño
Entre C y F Invertida, real y de mayor tamaño
En F No se produce imagen
Entre F y V Derecha, virtual y de mayor tamaño
Lente divergente
Si el objeto se encuentra Su imagen será
En cualquier posición Derecha, virtual, de menor tamaño
3. Imágenes en lentes delgadas
Si te fijas, las características de las imágenes producidas por los espejos convexos y las lentes divergentes son iguales, y las de los espejos cóncavos y las lentes convergentes también son las mismas. Sin embargo, es importante que recuerdes que en los espejos actúa la reflexión de la luz, mientras que en las lentes, la refracción.
4. Visión y defectos de la visión
4.1 Una lente en nuestro ojo
El ojo humano posee una lente convergente natural llamada “cristalino”. Esta es una lente “flexible” capaz de modificar su forma para cambiar la posición del foco y permitirnos ver con claridad los objetos cercanos o lejanos.
4. Visión y defectos de la visión
4.2 Defectos de la visión
La visión normal se presenta cuando la luz se enfoca directamente sobre la retina y no al frente o detrás de ella.
MIOPIA: El globo ocular de un miope es muy largo, por lo que el cristalino proyecta la imagen antes de la retina, produciendo que la persona vea nítidamente de cerca, pero borroso de lejos.
Una lente divergente aleja la imagen y la proyecta sobre la retina.
4. Visión y defectos de la visión
HIPERMETROPIA: El globo ocular de un hipermétrope es muy corto, por lo que el cristalino proyecta la imagen más atrás de la retina, produciendo que la persona vea borroso de cerca, pero nítidamente de lejos.
Una lente convergente acerca la imagen y la proyecta sobre la retina.
ASTIGMATISMO: La curvatura de la cornea es irregular, produciendo una imagen distorsionada sobre la retina. La persona ve borroso tanto de cerca como de lejos.
Se corrige con un tipo de lente llamada cilíndrica.
Ojo normal Ojo astigmático
4.2 Defectos de la visión
4. Visión y defectos de la visión
DALTONISMO: Ocurre cuando elementos sensibles a la luz en el ojo no funcionan de manera adecuada. Afecta la habilidad para distinguir entre los colores rojo y verde o entre el azul y el amarillo. Cuando es más severo, ocasiona la visión de los objetos en tonalidades grises.
CATARATAS: Pérdida de la transparencia del cristalino. La catarata produce una visión cada vez más opaca de los objetos, que con el tiempo lleva a la ceguera total. Se puede corregir con cirugía.
GLAUCOMA: Aumento de la presión intraocular por obstrucción de los conductos de drenaje. Produce una “visión de túnel”, y puede llevar a la ceguera total.
4.2 Defectos de la visión
Imágenes en instrumentos
Cámara fotográfica Consta básicamente de una cámara oscura provista de una lente convergente u objetivo, formando una imagen mas pequeña real e invertida sobre la película.
MicroscópioComprende dos sistemas de lentes el ocular de distancia focal larga y el objetivo de distancia focal corta. La imagen que forma el objetivo es real y se ubica entre la lente y el foco del ocular, De esta forma será tratada como una lupa, observándose una imagen virtual muy agrandada.
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Aparato de Proyección Se compone básicamente de un sistema de iluminación compuesto por un foco luminoso , un espejo cóncavo (reflector) y una lente convergente que actúa como condensador y de un sistema de proyección compuesto por una lente convergente y una pantalla donde se formará una imagen real, invertida y de mayor tamaño que el objeto (foto, película).
Pregunta oficial PSU
CComprensión
Para obtener una imagen real, de igual tamaño que un objeto, utilizando un espejo esférico cóncavo, el objeto debe estar
A)en el foco.B)entre el foco y el vértice.C)en el centro de curvatura.D)entre el foco y el centro de curvatura.E)entre el centro de curvatura y el infinito.
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2010.