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5. Óptica geométrica
1. La luz en el currículo de ESO y Bachillerato
2. Postulados básicos de Óptica3. Dioptrios4. Óptica geométrica. Dioptrio
esférico y dioptrio plano.5. Espejos y lentes delgadas. 6. Principales aplicaciones
tecnológicas7. El ojo humano
1. La luz en el currículo de ESO y Bachillerato
Óptica (B.O.C.M. 27 de Junio de 2008)
1. Naturaleza de las ondas electromagnéticas.
2. Espectro electromagnético. Naturaleza de la luz.
3. Propagación de la luz: reflexión y refracción.
4. Prisma óptico. Dispersión lumínica.5. Óptica geométrica. Dioptrio esférico
y dioptrio plano.6. Espejos y lentes delgadas. 7. Principales aplicaciones tecnológicas
2. Postulados básicos de Ópticao La luz está formada por un conjunto
de rayoso Ley de propagación rectilínea de
la luz: la luz está formada por rayos que se propagan en línea recta desde el foco
o Ley de independencia de los rayos luminosos: la acción de cada rayo es independiente de la de los demás
o Ley de reciprocidad: la trayectoria de un rayo desde el foco F hasta el punto P es la misma que seguiría si se emitiera desde el punto P hacia F
2. Cámara oscura
2. Penumbra
o Fuentes extensas de luzo http://www.fisica-quimica-
secundaria-bachillerato.es/animaciones-flash-interactivas/optica/umbra_penumbra_eclipse.htm
5. Dioptrio esférico y plano
o Dioptrio convergente: aquel que tiende a aproximar un haz de rayos paralelos al eje del sistema
o Dioptrio divergente: aquel que tiende a separar un haz de rayos paralelos al eje del sistema
5. Óptica geométrica
o Objeto: foco del que se emiten los rayos luminosos
o Imagen: figura formada por la intersección de los rayos procedentes del objeto
5. Óptica geométrica
o Formación de una imagen única a partir de todos los rayos provenientes de un objeto: superficies parabólicas.
o Los dioptrios más utilizados son el plano y el esférico.
o Aproximación paraxial de la Óptica Geométrica. sólo se admiten rayos que se desplacen en las proximidades del eje óptico:
5. Elementos de un dioptrioo Centro de curvatura: centro
geométrico de la superficie esférica correspondiente a una lente o espejo
o Eje óptico: eje perpendicular a la lente que pasa por el centro
o Vértice: punto de corte de la superficie del dioptrio con el eje óptico
o Radio de curvatura: distancia entre el centro de curvatura y el vértice
6. Elementos de una lenteo Lente: dioptrio formados
por más de dos superficies de las cuales una es curva
o Centro óptico: punto geométrico que no desvía los rayos de luz
o Lente delgada: aquella de grosor despreciable
6. Lenteso Convexas: son más gruesas en
la parte central, por lo que hacen converger los rayos que las atraviesan. También se denominan convergentes o positivas (la distancia focal es positiva)
o Cóncavas: son más delgadas en la parte central, por lo que hacen diverger los rayos que las atraviesan. También se denominan divergentes o negativas (la distancia focal es negativa)
6. Lenteso Foco objeto: punto que se
caracteriza por que todos los rayos que proceden de él salen del sistema en dirección paralela al eje óptico
o Foco imagen: punto que se caracteriza por que todos los rayos que proceden en dirección paralela al eje óptico salen del sistema dirigidos hacia él
o Distancia focal: Distancia desde el centro óptico al foco. Es la misma en lentes delgadas
6. Lenteso Imagen real: la que se forma por
convergencia de los rayos en un punto. Se puede detectar mediante una pantalla situada en dicho punto
o Imagen virtual: la obtenida por la prolongación de los rayos en sentido opuesto al de propagación. No se puede registrar mediante una pantalla
o Imagen derecha (directa): la que está dispuesta en el mismo sentido con respecto al eje óptico
o Imagen invertida: la que está dispuesta en sentido opuesto con respecto al eje óptico
6. Formación de imágenes
Tres rayos principales:o el rayo paralelo al eje
óptico se dirige hacia el foco imagen
o el rayo que pasa por el centro óptico de la lente no se desvía
o el rayo proveniente del foco objeto se refracta en dirección paralela al eje óptico
6. Lentes convergentes
o s > 2f
Si el objeto está a una distancia superior al doble del la distancia focal, la imagen es real, invertida y menor
http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConvex_lens.swf
6. Lentes convergentes
o 2f > s > f
Si el objeto está a una distancia superior a la distancia focal, la imagen es real, invertida y mayor
(proyector de diapositivas)
6. Lentes convergentes
o s < f
Si el objeto está a una distancia inferior a la distancia focal, la imagen es virtual, derecha y mayor
(lupa)http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngLoupe.swf
6. Lentes divergentes
La imagen formada en
lentes divergentes es virtual, derecha y menor, sea cual sea la distancia del objeto
http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConcave_lens.swf
6. Ecuación del constructor de lentes
Fórmula gaussiana de las lentes delgadas
o s: distancia objeto (positiva hacia la izquierda)
o s´: distancia imagen (positiva hacia la derecha y negativa hacia la izquierda)
o f´: distancia focal imagen (positiva en lentes convergentes y negativa en divergentes)
o n: índice de refracción de la lente
( )
−−==+
´
11.1
´
1
´
11
rrn
fss
6. Potencia de una lente
Definimos potencia de una lente como el inverso de su distancia focal imagen. Se mide en dioptrías, equivalente a metro-1
El aumento lateral se define como
s
s
y
y ´´ −=−=β
6. Espejos
o La formación de la imagen en espejos es similar a la de las lentes
o El foco se encuentra situado entre el centro de curvatura y el vértice
o Un espejo es cóncavo si la superficie pulida es la interior. En este caso el radio es positivo.
o El espejo convexo es el que presenta pulida la superficie exterior
o Las distancias objeto e imagen son positivas hacia la izquierda
6. Espejos cóncavos
o s > 2f (R)
Si el objeto está a la izquierda del centro de curvatura, la imagen es real, invertida y menor
http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConcave_mirror2.swfwww.youtube.com/watch?v=9ilKaAN-ECs
6. Espejos cóncavos
o R > s > f
Si el objeto está entre el centro y el foco, la imagen es real, invertida y mayor
6. Espejos cóncavos
o s < f
Si el objeto está a una distancia inferior a la distancia focal, la imagen es virtual, derecha y mayor
http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConcave_mirror.swf
6. Espejos convexos
o La imagen formada en espejos convexos es virtual, derecha y menor, sea cual sea la distancia del objeto
http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConvex_mirror.swf
7. Lupa
o Lente convergenteo Imagen real y
aumentada cuando el objeto se coloca entre la lente y el objeto
7. Microscopioo Objetivo, una lente muy
convergente colocada muy cerca del objeto
o Ocular, menos potente, actúa como lupa
o Imagen del objetivo entre el ocular y su foco
o Distancia entre las lentes superior a las distancias focales
7. Telescopio refractor
o Objetivo, de mayor distancia focal, coloca la imagen en el foco
o Ocular, situado a una distancia en la que coinciden los focos, traslada la imagen invertida al infinito