UNIDAD N°2: LA LUZ

TEMA DE LA CLASE: LENTES

OBJETIVOS DE LA CLASE:

CONOCER LOS DIFERENTES TIPOS DE LENTES

APLICAR LA REFRACCIÓN DE LA LUZ EN LA FORMACIÓN DE IMÁGENES EN LENTES CONVERGENTES Y DIVERGENTES.

VALORES: ESCUCHAR – RESPETAR - TRABAJAR

VISIÓN HUMANA

MIOPIA HIPERMETROPÍA

¿CÓMO CORREGIR ESTO?

Una lente es una superficie transparente que refracta la luz y esta limitada por dos caras, de las cuales a

lo menos una debe ser curva.

TIPOS DE LENTES ESFÉRICAS

LENTES CONVERGENTES

Estas lentes son más anchas en el centro que en los bordes.

Los rayos que llegan paralelos al eje óptico de la lente se refractan y convergen hacia el foco.

LENTES DIVERGENTES

Estas lentes son más delgadas en el centro que en los bordes.

Los rayos que llegan paralelos al eje óptico de la lente se refractan divergiendo de modo que sus

prolongaciones provienen del foco.

Formación de imágenes en lentes convergentes

Rayos especiales:- Rayo que incide paralelo, se

refracta pasando por el foco.

- Rayo que incide por el foco, se refracta paralelo.

- Rayo que pasa por el centro, no se desvía.

Formación de imágenes en lentes divergentes

Rayos especiales:- Rayo que incide paralelo,

se refracta proyectado como si viniese del foco.

- Rayo que incide proyectado hacia el foco, se refracta paralelo.

- Rayo que incide por el centro, no se desvía.

Aplicación: Encuentra la imagen formada en cada caso para una lente convergente (cuadernillo pág. 65)

Aplicación: Encuentra la imagen formada en cada caso para una lente divergente (cuadernillo pág. 65)

Lente convergenteSi el objeto se encuentra Su imagen es

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 imagenEntre F y V Derecha, virtual y de mayor

tamaño

Lente divergenteSi el objeto se encuentra Su imagen es

En cualquier posición Derecha, virtual, de menor tamaño

Por lo tanto:

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.

Síntesis

• Lentes convergentes

- Juntan los rayos de luz.

- Forman todo tipo de imágenes dependiendo de la distancia entre el objeto y el lente.

• Lentes divergentes- Separan los rayos

de luz.- Forman siempre el

mismo tipo de imagen sin importar la ubicación del objeto.

El ojo humano posee una sorprendente lente convergente natural llamada “cristalino”. Esta es una lente “flexible” capaz de modificar su forma para cambiar la posición del foco y permitirnos “enfocar” los objetos cercanos o lejanos, para así poder verlos con claridad.

El ojo y la visión

La visión normal se presenta cuando la luz se enfoca directamente sobre la retina y no en frente o detrás de ella.

MIOPIAEl 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.

Defectos de la visión

HIPERMETROPÍAEl globo ocular de un hipermétrope es muy corto o achatado, 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..

ASTIGMATISMOLa 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 (su forma depende del defecto).

Ojo normal Ojo astigmático

PRESBICIASe debe al endurecimiento del cristalino, que pierde su capacidad de acomodación visual. La persona ve bien de lejos o bien de cerca y normalmente se produce con el paso de los años. Se corrige con lentes convergentes.

DALTONISMOOcurre cuando células en el ojo sensibles a la luz no funcionan de manera adecuada. Afecta la habilidad para distinguir entre los colores rojo y verde o entre el azul y el amarillo. También existe un tipo de daltonismo que ocasiona la visión de los objetos en tonalidades grises.

CATARATASEs la 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.

GLAUCOMAEs un aumento en la presión interna del ojo por la obstrucción de unos conductos de drenaje. Produce una “visión de túnel”, y puede llevar a la ceguera total.

REFRACCIÓN DE LA LUZTEMA DE LA CLASE: ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

OBJETIVOS DE LA CLASE:

• RECONOCER LOS DIFERENTES TIPOS DE ONDAS QUE COMPONEN EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO.

• COMPRENDER EL FENÓMENO DEL ARCO IRIS Y LA DISPERSIÓN CROMÁTICA.

VALORES: RESPETAR - TRABAJAR

¿LUZ QUE NO VEMOS?

Espectro electromagnético

•Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas.

•Todas estas ondas se propagan en el vacío con la misma velocidad (300.000km/s) y son originadas por la aceleración de una carga eléctrica.

• Ondas de radio: Son las ondas de más baja frecuencia, se emplean en las estaciones de radiocomunicación para sus transmisiones.

• Microondas: Tienen frecuencias entre los 108 y los 1011 Hz. Se emplean en telecominicación, transmisiones telefónicas y en las transmisiones vía satélite de un país a otro.

• Radiación Infrarroja: Sus frecuencias van desde los 1011 a los 1014 Hz. Son emitidas por los átomos de los cuerpos calientes, los cuales se encuentran en constante vibración.

•Luz Visible: sus frecuencias van desde los 4,6 x 1014Hz y los 6,7 x 1014 Hz. Esta radiación es capaz de estimular la visión humana y es el único tipo de onda que puede detectar el ojo humano.

•Radiación ultravioleta: alcanzan frecuencias de hasta 1018 Hz y son emitidas por átomos exitados. Esta radiación no es visible y puede dañar los tejidos del ojo humano.

• Rayos X: sus frecuencias van desde los 1018Hz hasta los 1020 Hz. Pueden producirse en equipos especiales llamados tubos de rayos x, en ellos una placa emite un haz de electrones que son acelerados por medio de un alto voltaje y que luego se frenan bruscamente emitiendo ondas electromagnéticas de alta frecuencia.

• Rayos gamma: son las ondas de más alta frecuencia conocida, superior a 1020 Hz. Son emitidas por los núcleos atómicos de los elementos al desintegrarse. Estos elementos se denominan radiactivos.

Descomposición de la luz blanca• La luz blanca está compuesta por una superposición

de luces de distintos colores. Cada una de estas luces corresponde a una onda con una frecuencia determinada.

• Al pasar a través de un prisma, cada onda de frecuencia diferente se refractará en un ángulo distinto, separándose entre si.

Ondas de menor frecuencia.

Ondas de mayor frecuencia.

Dispersión cromática

Arco Iris

• Es un evento natural que se produce cuando la luz del Sol incide sobre una gran cantidad de gotas de agua suspendidas en la atmosfera.

• Dos fenómenos ópticos ocurren en la formación del arco iris: • La refracción de la luz al ingresar a las gotas

de agua, junto con la dispersión de la luz.• Y la reflexión total interna al chocar el

espectro de colores con las paredes internas de las gotas de agua.

Arco Iris• Al ingresar la luz a la gota

de agua se produce la dispersión. Al interior se desvían más las radiaciones correspondientes a las menores longitudes de onda.

• En la pared interna se produce la reflexión total direccionando el conjunto de rayos monocromáticos hacia la pared donde se realizará la nueva refracción.

EL VIOLETASE DESVÍA MÁS

EL ROJO SEDESVÍA MENOS

LOS COLORES

•El color es una percepción visual que se genera en el cerebro al interpretar las señales nerviosas que son enviadas desde la retina. Alli los fotorreceptores interpretan y distinguen las diferentes longitudes de onda que pueden captar del espectro electromagnético.

LOS COLORES• Todo cuerpo iluminado

absorbe una parte de las ondas que recibe y refleja otras.

• Si un cuerpo refleja toda la luz que recibe, lo veremos de color blanco (superposición de todos los colores).

• Si un cuerpo absorbe toda la luz que recibe y no refleja ninguna parte de ella, se verá de color negro (ausencia de color)

LOS COLORES• Un cuerpo de color rojo no

emite luz roja, sino que absorbe las longitudes de onda que componen la luz visible y refleja solo aquellas que el ser humano ve como rojas.

• Lo mismo ocurre con un objeto de color verde, absorbe las longitudes de onda que componen la luz visible pero refleja solo aquellas que el ser humano ve como verdes.

DISCO DE NEWTON

¿BLANCO O NEGRO?? ¿EN CUÁL DE ELLOS SE ESCONDEN LOS COLORES??

La luz, como toda onda, tiene la capacidad de rodear un obstáculo que se encuentre en su trayectoria, es decir, presenta “difracción”.

En la figura, la luz es capaz de “rodear” los bordes de los objetos creando zonas de “umbra” y “penumbra”.

Zona de umbra (sombra)

Zona de penumbra ( casi - sombra)

DIFRACCIÓN DE LA LUZ

¿Luz + luz = sombra?Si ilumináramos un punto sobre una pantalla, con dos fuentes de luz al mismo tiempo…¿sería posible crear zonas de oscuridad?

Observa el experimento realizado por Thomas Young, en 1801. Con esta experiencia se pudo demostrar que la luz era una onda, y que se podía interferir constructiva y destructivamente.

Experimento de la doble rendija

Zonas de luz (interf. constructiva) y oscuridad (interf. destructiva) que se pueden ver en la pantalla.

INTERFERENCIA DE LA LUZ

La luz blanca es incoherente; estáformada por ondas de distinta frecuenciaque están fuera de fase (atrasadas oadelantadas unas respecto de las otras).

La luz monocromática (un solo color)está formada por ondas de una mismafrecuencia, pero que también están fuera de fase (luz emitida por un led).Si la luz está formada por ondas de

lamisma frecuencia, que viajan todas

enfase, se dice que es coherente. Este

tipode luz es llamada luz LÁSER. Láser: sigla inglesa de light amplification by stimulated emission of

radiation (amplificación de luz por emisión estimulada de radiación).

LUZ LASER