1. CUESTIONARIO 5.1
Con respecto al proceso de refracción de la luz usando una lente responde:
5.1.1
Con los
datos de las tablas 4.2 y 4.3 construya la gráfica del ángulo de refracción en función del ángulo de incidencia, es decir, θr = θr (θi). Interprete las gráficas.
Con los datos de las tablas 4.2 y 4.3 grafique (Sen θi /Sen θr) en función del ángulo de 5.1.2 incidencia. Interprete las gráficas
5.1.3
Calcule el índice de refracción promedio para el agua y su respectivo error absoluto, para cada
una de las tablas 4.2 y 4.3.
θi (º)
10
20
30
40
50
θr (º)
,9
16
23
29
1,24
1,28
1,33
nagua 12 error n
,74%
60
70
0
romedio
35,5 40,3
44
6
0,3375
1,32
1,35
37
2936
1,34
5.1.4 Cite 2 ejemplos de aplicación del fenómeno de reflexión total interna y 1 ejemplo de la aparición del fenómeno en la naturaleza.
2 ejemplos de aplicación del fenómeno de r eflexión total interna
Un chorro de agua puede contener y guiar un haz de luz
se utiliza en fibra óptica para conducir la luz a través de la fibra sin pérdidas de energía. En una fibra óptica el material interno tiene un índice de refracción más grande que el material que lo rodea.
1 ejemplo de la aparición del fenómeno en la naturaleza.
5.1.5
¿A qué sustancias usadas o solamente conocidas en su especialidad podría Ud.
Determinar su índice de refracción mediante esta experiencia?
5.2
A los aceites, metales pulidos y algunos compuestos químicos Con respecto al proceso de lentes delgadas y espejos responde:
5.2.1 Determina todas las formas de formación de imágenes en las lentes biconvexa y bicóncava. (use diagramas) Existen dos tipos de lentes que se diferencian por su forma y por como r eflejan la luz. Los tipos de lentes son los siguientes: Lentes convergentes (f´>0): este tipo de lentes se caracteriza porque la parte central tiene mayor espesor que los bordes. Lentes divergentes (f´<0): se caracterizan porque la parte central es más angosta que la parte de los bordes. 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.
Si miramos por una lente divergente da la sensación de que los rayos proceden del punto F. A éste punto se le llama foco virtual.
En las lentes divergentes la distancia focal se considera negativa.
Si tomas una lente convergente (seguro que las tienes en el laboratorio de tu centro) y la mueves acercándola y alejándola de un folio blanco que sostienes con la otr a mano, comprobarás que para una cierta distancia se forma una imagen invertida y más pequeña de los objetos que se encuentr an alejados de la lente. Cuando es posible proyectar la imagen formada decimos que se trata de una imagen real, y si no la podemos proyectar la denominamos imagen virtual.
Las lentes convergentes, para objetos alejados, forman imágenes reales, invertidas y de menor t amaño que los objetos En cambio, si miras un objeto cercano a través de la lente, observarás que se forma una imagen derecha y de mayor tamaño que e l objeto.
Para objetos próximos forman imágenes virtuales, derechas y de mayor tamaño. Intenta hacer lo mismo con una lente divergente y observarás que no es posible obtener u na imagen proyectada sobre el papel y que al mirar a su través se ve una imagen derecha y de menor tamaño que los objetos.
Las imágenes producidas por las lentes divergentes son virtuales, der echas y menores que los objetos
Diagramas de rayos para la localización de la imagen formada por una lente delgada. a) Cuando el objeto está por delante y fuera del foc de una lente convergente, la imagen es real, invertida y en la cara posterior de la lente. Cuando el objeto está entre el foco y una lente convergente, la imagen es virtual, vertical y mayor que el objeto y aparece en la cara frontal de la lente. Cuando un objeto está en cualquier sitio por delante de una lente divergente, la imagen es virtual, vert ical y menor que el objeto y en la cara frontal de la lente.
5.2.2
En los casos en los cuales se deja un espacio hueco par formar las lentes. ¿Es normal el
comportamiento del rayo transmitido? ¿Por qué?
En los casos en los que exista dicho espacio hueco ocurriría una formación de rayos de luz refractados aberrantes.
5.2.3
Describa la utilización de las lentes en los instrumentos (microscopio y telescopio). Descripción
matemática
Aunque son muchas las aplicaciones de la Óptica dejamos para el final estos dos instrumentos basados en el empleo de dos o más lentes. Tienen una importancia clave en el desarrollo de las ciencias. Por un lado el telescopio está en la base de los estudios de Galileo y por tanto del nacimiento de la Astronomía y la Física. El microscopio permitió ver los organismos unicelulares, los microbios y nuestras propias células, por tanto dio lugar a la Biología actual. Ambos instrumentos fueron desarrollados en Holanda en los siglos XVII y XVIII, país donde estaban los mejores fabricantes de lentes y además muchos de los científicos que desarrollaron el tema de ondas y óptica. La idea principal en un telescopio astronómico es la captación de la mayor cantidad de luz posible, necesaria para poder observar objetos de bajo brillo, así como para obtener imágenes nítidas y definidas, necesarias por ejemplo para observar detalles finos en planetas y separar estrellas dobles cerradas.
En el gráfico superior se puede ver el funcionamiento simplificado de un típico telescopio refractor de diseño kepleriano. Este es un sistema muy simple donde los rayos convergen en el plano focal y es ahí donde se dispone el correspondiente ocular para ampliar la imagen. Los rayos de los extremos del objetivo son los que sufren la mayor refracción, mientras que en el eje óptico (o eje de simetría), la luz no es desviada.
En la figura superior se muestra la marcha de los rayos en un telescopio reflector simple. Una de las ventajas de los telescopios refractores sobre los reflectores es que carecen de obstrucción central (debida al espejo secundario, el cual hace sombra al primario) Esto hace que las imágenes sean más nítidas, y eso se vuelva especialmente adecuado para la observación planetaria y lunar, donde los detalles más finos son los más apreciados.El microscopio compuesto creado en Holanda en 1600 por Zacharías Janssen, nos permite observar y estudiar con detalle objetos muy pequeños, invisibles a simple vista. En un microscopio compuesto, dos o más lentes de vidrio son usadas para crear una imagen aumentada y para iluminar apropiadamente el objeto. Pese a que no está diseñado a escala, el microscopio de la experiencia permitirá al usuario notar el poder de aumento de este sistema óptico mediante combinaciones de las lentes objetiva y el ocular.
