ÓPTICA GEOMÉTRICA:
LUZ, ESPEJOS Y LENTES
INTEGRANTES:
•Aguirre Rodríguez Enrique.
•Asmat Escalante Valeska.
•Céspedes Salazar Antuane.
•Huaygua Salvador Delys.
•Morán Guzmán Gabriela.
•Rojas Zavaleta Karen.
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Óptica Geométrica: Luz, Espejos y Lentes, Ejercicios de Física
Este documento proporciona una introducción detallada a la óptica geométrica, cubriendo conceptos clave como la naturaleza de la luz, el comportamiento de los rayos luminosos en fenómenos de reflexión y refracción, y el funcionamiento de espejos y lentes. Se explican los principios básicos de la óptica geométrica, incluyendo los supuestos previos, conceptos fundamentales como dioptrios, centros de curvatura y radios de curvatura. Se profundiza en el estudio de los espejos planos, cóncavos y convexos, analizando la formación de imágenes y las características de los rayos reflejados. Además, se aborda el tema de las lentes delgadas, tanto convergentes como divergentes, explorando sus tipos, propiedades y la formación de imágenes. Este documento proporciona una sólida base teórica y conceptual para comprender los fenómenos ópticos y su aplicación en diversos campos de la ingeniería y la arquitectura.
Tipo: Ejercicios
2020/2021
1 / 28
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ÓPTICA GEOMÉTRICA:
LUZ, ESPEJOS Y LENTES
INTEGRANTES:
- Aguirre Rodríguez Enrique.
- Asmat Escalante Valeska.
- Céspedes Salazar Antuane.
- Huaygua Salvador Delys.
- Morán Guzmán Gabriela.
- Rojas Zavaleta Karen.
IV CICLO
INGENIERÍA Y
ARQUITECTURA
- ÓPTICA GEOMÉTRICA
Considera la luz formada por rayos luminosos.
Estudia los cambios de dirección experimentados
por los rayos en los fenómenos de reflexión y
refracción.
INGENIERÍA Y
ARQUITECTURA
Conceptos básicos DIOPTRIO: Superficie transparente que separa dos medios con distinto índice de refracción. CENTRO DE CURVATURA (C): Centro geométrico de la superficie a la que pertenece un dioptrio esférico.
INGENIERÍA Y
ARQUITECTURA
CONVEXO: radio positivo CÓNCAVO: radio negativo RADIO DE CURVATURA: Radio de la superficie esférica Conceptos básicos
Los espejos son superficies que pueden reflejar en forma ordenada hasta
el 100% de la luz que a ellos llega.
Los espejos se dividen en 2 tipos:
2. ESPEJOS
Espejos Planos Espejos Esféricos
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ARQUITECTURA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE TRUJILLO
Espejos Planos Los espejos planos los utilizamos con mucha frecuencia. Si eres buen observador te habrás fijado en que la imagen producida por un espejo plano es virtual, ya que no la podemos proyectar sobre una pantalla, tiene el mismo tamaño que el objeto y se encuentra a la misma distancia del espejo que el objeto reflejado.
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Espejos Esféricos
Un espejo esférico esta formado por una superficie pulida correspondiente a un casquete esférico. Los espejos esféricos pueden clasificarse en cóncavos o convexos.
Elementos de los espejos esféricos El centro del casquete esférico (C)
- Se denomina centro de figura. La línea azul, que pasa por los dos puntos anteriones se denomina eje óptico. El foco (F) - Es el punto en el que se concentran los rayos reflejados, para el caso de los espejos cóncavos, o sus prolongaciones si se trata de espejos convexos. Centro de curvatura - Es el centro de la esfera a la que pertenece el casquete. Radio de curvatura - Es el radio de la esfera a la cual pertenece el espejo. Vértice del espejo - Es el polo del casquete esférico al que pertenece el espejo. Eje principal - Es la recta que pasa por el vértice y el centro de curvatura Eje secundario
- Cada una de las rectas que pasa por el centro de curvatura.
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Trayectoria de los rayos y los focos En los espejos esféricos cóncavos, se cumple que:
- Todos los rayos paralelos al eje principal se reflejan pasando por el foco (ubicado sobre el eje principal).
- Cualquier rayo que pase por el foco principal se refleja paralelo al eje principal.
- Todo rayo que pase por el centro de curvatura, se refleja sobre sí mismo. Esto se explica fácilmente en forma geométrica, ya que, si pasa por el centro de curvatura, es un radio y, todo radio es perpendicular a la recta tangente a la circunferencia en el punto donde ese radio corta a la circunferencia.
- Puede demostrarse geométricamente que el foco principal de un espejo esférico es el punto medio del radio de curvatura. Dada la relación entre lo anterior y la distancia focal, podemos también afirmar - y demostrar- que la distancia focal es igual a la mitad del radio de curvatura.
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Formación de imágenes 1º) Si el objeto se encuentra entre el centro de curvatura y el infinito, la imagen que se formará será real, de menor tamaño, invertida y ubicada entre el centro de curvatura y el foco.
E S P E J O S C Ó N C A V O S
2º) Si el objeto se encuentra sobre el centro de curvatura, la imagen que se formará será real, de igual tamaño, invertida y ubicada sobre el centro de curvatura.
Se forma la imagen
trazando la
trayectoria de dos
rayos, que se
reflejan siguiendo
las leyes de
reflexión al
prolongarnos
formamos la
imagen, que es
siempre virtual
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ARQUITECTURA
3º) Si el objeto se encuentra entre el centro de curvatura y el foco, la imagen que se formará será real, de mayor tamaño, invertida y ubicada entre el centro de curvatura y el infinito 4º) Si el objeto se encuentra sobre el foco, no se formará imagen 5º) Si el objeto se encuentra entre el foco y el espejo, la imagen que se formará será virtual y de mayor tamaño.
Formación de imágenes
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ARQUITECTURA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE TRUJILLO
- LENTES Las lentes son medios transparentes de vidrio, cristal o plástico limitados por dos superficies, siendo curva al menos una de ellas. Una lente óptica tiene la capacidad de refractar la luz y formar una imagen. La luz que incide perpendicularmente sobre una lente se refracta hacia el plano focal, en el caso de las lentes convergentes, o desde el plano focal, en el caso de las divergentes.
3 .1. LENTES DELGADAS
- Una lente puede considerarse como la asociación de dos dioptrios. Una lente es un material transparente limitado por dos superficies esféricas, o por una esférica y una plana.
- Si el espesor de la lente en el eje óptico es despreciable frente a los radios de las caras de la lente, la lente se denomina delgada.
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INGENIERÍA Y
ARQUITECTURA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE TRUJILLO Las lentes convergentes son más gruesas por el centro que por el borde, y concentran (hacen converger) en un punto los rayos de luz que las atraviesan. A este punto se le llama foco (F) y la separación entre él y la lente se conoce como distancia focal (f) Observa que la lente (2) tiene menor distancia focal que la (1). Decimos, entonces, que la lente (2) tiene mayor potencia que la (1). La potencia de una lente es la inversa de su distancia focal y se mide en dioptrías si la distancia focal la medimos en metros.
Las lentes convergentes se utilizan en muchos instrumentos ópticos y también para la corrección de la hipermetropía. Las personas hipermétropes no ven bien de cerca y tienen que alejarse los objetos. Una posible causa de la hipermetropía es el achatamiento anteroposterior del ojo que supone que las imágenes se formarían con nitidez por detrás de la retina.
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ARQUITECTURA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE TRUJILLO Si las lentes son más gruesas por los bordes que por el centro, hacen diverger (separan) los rayos de luz que pasan por ellas, por lo que se conocen como lentes divergentes.