¡Descarga Distancia focal en lentes cilíndricas y esféricas: estudio y más Resúmenes en PDF de Física solo en Docsity!
PRACTICA DE LABORATORIO # 4
ESTUDIO DE LAS LENTES
INTRODUCCIÓN:
Uno de los principales dispositivos utilizados en diferentes equipos ópticos son las lentes. Una lente es cualquier dispositivo transparente limitado por dos superficies, al menos una de las cuales debe ser curva. Al pasar la luz por la lente ocurre el fenómeno de refracción en sus dos superficies, por lo cual la trayectoria de los rayos se desvía de su dirección original. Por ello las lentes se usan para cambiar las trayectorias de los rayos de luz y hacerlos converger en un punto o divergir desde un punto. Las lentes pueden fabricarse de diferentes materiales como vidrio (es el más empleado), plástico, agua o incluso aire.
Las lentes se caracterizan de varias formas y utilizando diferentes magnitudes. Pueden clasificarse en convergentes (aquellas que hacen que los rayos paralelos que inciden sobre ella converjan en un punto) y divergentes (aquellas que provocan que los rayos paralelos se separan o divergen). Una lente de vidrio u otro material de mayor índice de refracción que el aire, situada en el aire será convergente si su espesor en el centro es mayor que en los bordes. Una lente divergente de vidrio en el aire tendrá en su centro menor espesor que en los bordes.
Una característica fundamental de las lentes es su distancia focal (f) , que es la distancia medida desde el centro de la lente hasta el foco. El foco o punto focal se define como el punto donde se unen (o parecen que se unen) los rayos que llegan paralelos a la lente. Asimismo si se sitúa en el foco de la lente una fuente de luz puntual (de muy pequeñas dimensiones) la lente provoca que los rayos procedentes de esta fuente se conviertan en paralelos.
Las lentes se utilizan fundamentalmente para obtener imágenes de objetos. La distancia imagen (q) y la distancia objeto (p) se relacionan entre sí por la fórmula de las lentes que se puede escribir en la forma:
p q f
donde f es la distancia focal de la lente.
DESARROLLO:
La práctica se desarrollará en dos ejercicios. En el primer ejercicio se utilizarán lentes cilíndricas y se determinará la distancia focal por el método gráfico. En el segundo ejercicio se utilizarán lentes esféricas y se determinará la distancia focal utilizando la fórmula de las lentes ya mencionada.
Ejercicio # 1.
Tome las dos lentes cilíndricas que tiene en su puesto de trabajo y observe sus características, su forma y el material del que están construidas.
Reconozca cada lente y en discusión con su equipo de trabajo formule hipótesis acerca de: **1) ¿Serán convergentes o divergentes?.
- ¿Cuál de las lentes tendrá mayor distancia focal?.**
Planifique un experimento que permita comprobar la validez de las hipótesis formuladas por su equipo de trabajo. Recuerde que se sugirió se utilizara un método gráfico para la determinación de la distancia focal en el caso de las lentes cilíndricas.
Determine la distancia focal de cada una de las lentes que tiene su equipo y llegue a alguna característica general que le permita identificar cuál lente tiene distancia focal mayor o menor.
SUGERENCIA: Para trabajar utilice solamente el rayo central y los dos rayos más cercanos a éste. No utilice los rayos exteriores. Posteriormente se explicará por qué.
EJERCICIO EXTRA: Se mencionó que el foco de la lente puede definirse de dos formas diferentes. ¿Serán iguales ambas distancia focales de la lente?. Trate de responder a esta pregunta experimentalmente.
Una vez localizado el punto focal de la lente pruebe a realizar el mismo ejercicio pero con los dos rayos exteriores del iluminador. Observe si coinciden los puntos localizados utilizando los dos rayos interiores y los dos rayos exteriores. Este es un fenómeno conocido como aberración esférica y en los sistemas ópticos se trata de eliminar utilizando diafragmas que limiten el ancho del haz de luz.
Ejercicio # 2.
Es necesario preparar el puesto de trabajo para la utilización de las lentes esféricas. Pídale a su profesor de laboratorio le indique lo que debe hacer para eso.
Sitúe la lente esférica sobre los rieles con cuidado. Sitúe además la pantalla a cierta distancia. Una diapositiva debe colocarse delante de la fuente de iluminación. Esta diapositiva servirá como objeto en nuestro ejercicio.
Moviendo la pantalla obtenga una imagen clara y nítida del objeto. La imagen debe verse correctamente (no estar borrosa) sobre todo que se vean bien los bordes.
Observe las características de la imagen: si está invertida. si el tamaño es mayor o menor que la del objeto.
Mida la distancia imagen (q) y la distancia objeto (p). Realice las mediciones varias veces para que esté seguro son correctas.
Calcule la distancia focal (f) de la lente utilizando la fórmula de las lentes dada arriba de este material. Retire la pantalla y coloque la lente a una distancia del objeto aproximadamente dos veces mayor que la distancia focal de la lente. Mida la distancia objeto (p). Utilizando la fórmula de las lente calcule a qué distancia de la lente debe estar situada la imagen o sea la distancia imagen (q). Esta distancia calculada será su hipótesis acerca de la posición de la imagen.
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
PRACTICA # ____ Datos y Mediciones del Reporte Fecha: ___ / ____ / ______
_________________________ MATRICULA: _____________
FIRMA
