ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL LI TORAL
Formación de imágenes por espejos y lentes delgadas Nombre: Carlos Alberto Lecaro Gómez Curso: 27 ² 1D Paralelo: 7 15/06/2011
1.- Objetivos: Medir distancia f cal de na lente c nvergente, de n espejo c ncavo y de n espejo convexo ¤
¡
¢
¢
£
£
£
2.- Resumen: En esta práctica estudiamos la formación de imágenes con espejos y realizamos múltiples pruebas con espejos; cóncavos y c onvexos. demás, pusimos a prueba la ecuación de los espejos curvos para todos los tipos de espejos y determinamos que se cumple, al usar cualquier espejo con una lente de aumento. Para comprobar esta ecuación, tuvimos que realizar múltiples pruebas en las que escogíamos al azar los valores de p y q, y verificar que se cumple para cualquier distancia. ¥
3.- Introducción teórica: a formación de imágenes por sistemas ópticos como los espejos, lentes y aberturas está regida por las le yes de la óptica geométrica. ¦
a reflexión en una superficie esférica conlleva a la formación de una imagen de un objeto que se encuentra en frente de la superficie de reflexión, como indica la figura. ¦
a ubicación de la imagen con respecto al espejo, el tamaño de la misma y su disposición invertida o erguida están definidos por la distancia del objeto al espejo y de su radio de curvatura. Estas relaciones son expresadas por las ecuaciones 3.1 y 3.2 de los espejos esféricos. ¦
Donde
: P es la distancia del objeto al espejo Q es la distancia de la imagen al espejo es la distancia focal del espejo M es la ampliación del espejo §
La siguiente figura muestra la información de la imagen de un objeto por la lente convergente. De la misma forma que para los lentes, la imagen se determina por las ubicaciones relativas del objeto y la lente; y obedece las ecuaciones 3.1 y 3.2.
4.-Procedimiento experimental: 1.- Lea todo el contenido de la guía y consulte la bibliografía. Distancia focal de una lente delgada
2.- oloque los equipos como indica la figura 3.3 3.- Mueva la pantalla hasta observar una imagen clara del objeto. 4.- Registre los datos en la tabla 3.2 ¨
Distancia focal de un espejo cóncavo ©
.- oloque los equipos como indica la figura 3.5 .- Mueva la pantalla hasta observar una imagen clara del objeto. .- Registre sus datos en la tabla 3.3. ¨
Distancia focal de un espejo convexo
8.- oloque los equipos como indica la figura 3.6. 9.- Retire el espejo convexo y determine la posición de la imagen formada en la pantalla que está en el banco óptico. 10.- oloque el espejo convexo. Mueva la pantalla que esta fuera del banco óptico. 11.- Registre sus datos en la tabla 3.4. ¨
¨
Equipos de trabajo:
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cantidad 1 1
3 1 1 1 2 1 1 1
Nombre del equipo Espejo de doble lado Porta diafragma con mango Lentes uente de luz Banco Óptico Equipo de medición Varilla de enchufe Regla Pantalla traslúcida Porta lente
5.- Observaciones y datos: 5.1 Distancia focal de una lente delgada
Imagen
3.3
n
p [cm]
q [cm]
ho [cm]
hi [cm]
hi /ho
q/p
f [cm]
1
10
44
3,3
9,5
2,8
4,4
8,14
2
20,9
19,35
3,3
2,9
0,8
0,92
10,04
3
14,8
35,7
3,3
7,9
2,39
2,41
10,46
4
26,5
17,5
3,3
2,15
0,65
1,06
10,53
5
31,9
16,6
3,3
1,6
0,48
0,5
10,91
Promedio:
10,016 T abla 3.2
P q ho hi f
cia del objeto al lente o espejo Distancia de la lente a la pantalla T amaño del objeto T amaño de la imagen Distancia focal Distan
álculos para la tabla 3.2:
(Ecuación 1.1)
n
Fórmula
1
2
4
5
3
Promedio:
Resultado [cm]
8.14
10.04
10.46
10.53
10.01
Error:
5.2 Distancia focal de un espejo cóncavo
Imagen
3.5
n
q [cm]
1
p [cm] 33,8
hi [cm] 5,1
hi /ho
q/p
58
ho [cm] 3,3
1,55
1,72
f [cm] 21,35
2
34,4
60
3,3
5,4
1,64
1,74
21,86
3
44,4
43
3,3
2,9
0,88
0,97
21,84
4
68,3
33
3,3
1,1
0,33
0,48
22,24
5
68,6
30
3,3
1,3
0,39
0,44
20,93
Promedio:
21,644 T abla 3.3
P q ho hi f
cia del objeto al lente o espejo Distancia de la lente a la pantalla T amaño del objeto T amaño de la imagen Distancia focal Distan
álculos para la tabla 3.3:
n
Fórmula
1
2
3
4
5
Promedio:
Resultado [cm]
21.35
21.86
21.84
22.24
20.93
Error:
5.3
Distancia focal d e un espe o conv exo
Imagen .6
p [c ]
n
q [c ]
5 2 0
1 2
91
50 5 51 Promedio:
9 29
4
5
1 ,49 21,41 1 ,75 1 ,44 1 ,48 !
"
3
f [c ]
"
"
"
19,32 abla .4 #
Cálculos para la tabla .4: $
n
Resultado [cm]
Fórmula
1
2
3
4
5
19.49 21.41 18.75 18.44 18.48
Promedio:
Error:
6.- Análisis: 6.1 Realice el diagrama de ra yos para un espejo convexo.
6.2 Realice el diagrama de ra yos para el espejo cóncavo.
6. Realice el diagrama de rayos para una lente biconve xa. %
6.4 Deduzca la ecuación de los espejos del diagrama para espejos cóncavos. B
h
R P
C
V
Para ángulos pe ueños:
V
&
P
V
S
S
Relación Objeto ² Imagen:
6.5 Escriba la convención de signos para lentes delgadas y espejos esféricos. p>0
Imagen real
p>0
Imagen real
q< 0
Imagen
q< 0
Imagen
p q f f
< > > <
real Imagen Virtual Imagen Virtual Lente onvergente Lente Divergente
0 0 0 0
p q f f
'
< > > <
0 0 0 0
real Imagen Virtual Imagen Virtual Lente cóncavo Lente onvexo '
6.6 bserve la imagen formada por un espejo cóncavo. ¿Bajo qué condiciones se forma una imagen virtual o real? Explique porque. (
uando el objeto está más cerca al espejo que el foco, la imagen es virtual. En los otros casos la imagen es real. Esto se debe a que los ra yos se pro yectan hacia dentro del espejo con un aumento considerable, cosa que no sucede en los otros casos. '
6.7 ¿ uál es la relación entre las distancias p y q, para la cual el tamaño de la imagen y del objeto sea el mismo? Explique porque. '
Si el objeto esta en el centro de curvatura ( ), la imagen será real, de las mismas '
dimensiones e invertida. 6.8 ¿Podría utilizar el mismo procedimiento, que utilizó para medir la distancia focal de un espejo cóncavo, con un espejo convexo? Explique porque.
No, debido al comportamiento de cada espejo. mbos tienen distinta forma de interactuar con la luz, por lo que ha y que tratarlos con diferentes procedimientos. )
7.- Conclusiones. La ecuación de los espejos curvos se cumple para todo espejo y cualquier valor de p y q. l momento de trabajar con espejos curvos, se debe tener conocimiento para estar en capacidad de realizar una buena elección según el trabajo que va ya a realizar el espejo. )
Un espejo es una herramienta mu y útil ya que se le puede dar múltiples aplicaciones y si se los conoce a profundidad pueden ser mu y la solución de muchos problemas. 8.- Bibliografía Halliga y., Resnick R. y Krane. ísica Vol. 2. uarta edición, Edit. EGS . ap . 44 0
0
olleto de Laboratorio de física D.
1
1
2
1
