tesis sobre el diseño y aplicacion de un sensor optico creado en el ipnFull description
Descripción: Practica de metrologia, donde se muestra una introduccion de como usar un comparador optico. IPN. ESIME Ticoman.
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Descripción: Refrugeracion
permite conocer los elementos del sistema de calidad
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Descripción: trabajo de investigacion realizada en base a la elaboracion de un proyector optico casero
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1.- FOCOS F OCOS Y PLANOS PLANOS FOCALES 1.1 Foco objeto y plano focal objeto Definición: Punto en el eje, F, tal que los rayos que salen salen o apuntan apuntan a él emergen paralelos al eje del sistema, es decir, su imagen se encuentra en el eje, en el infinito. Un plano perpendicular al eje por este punto es el plano focal objeto. ' El aumento angular para el foco objeto será pues cero. La
imagen del plano focal objeto será el plano del infinito.
1.2 Foco objeto y plano focal imagen Definición: Punto en el eje, F’, tal que todos los rayos que provienen provienen de un punto en el eje en el infinito, pasan real o virtualmente por él, es decir, es la imagen de un punto en el eje en el infinito. A un plano perpendicular al eje por el foco imagen se le denomina plano focal imagen. ' El aumento angular para el foco imagen será pues infinito.
La imagen del plano del infinito es el plano focal i magen. A las distancias existentes entre entre los puntos principales objeto e imagen y los focos objeto e imagen i magen respectivamente se les denomina focales objeto e imagen ( f HF , f ' H ' F ' ) y a sus inversas potencias objeto e imagen ( y ’).
Aplicaciones: Casos particulares. a) Dioptrios: Ecuación de partida: a
a'
'
1 1 n n ' n s ' s ' n' n'R n ' n
n 'R n ' n a' a n 'R 1 1 2 b) Espejos: Ecuación de partida: s s R 2 a a' ' R Foco único único.. Re versib versibili ilidad dad Foco 2 a' a R n
n'
a
a'
c) Lentes delgadas: Ecuación de partida:
n' f'
1 a' 1 a
a
a'
'
a'
a
CÁLCULOS GRÁFICOS: i) Sistemas en general: Se suponen conocidos los puntos de emergencia de los rayos incidentes.
a) Foco y plano focal objeto: P’ P
P
F
F
P’
F real
F virtual
b) Foco y plano focal imagen: P
F’
F’
P’
F’ real
P’ P
F virtual
ii) Casos Particulares: Aplicaciones.
a) Dióptrios P
P (n’
(n’>n) n
n’
C
n
F’ P’
n’
F’
C
P’
P
P (n’
(n’>n)
n
n
n’
n’
P’ P’ F’
F’
C
C
b) Espejos P
P
F’
F’ P’
C
C P’
c) Lentes delgadas P
P
P’ O
O
F’
F’
P’
2.- PUNTOS Y PLANOS PRINCIPALES Definición:
'
n1 a ' n'k a
Ecuación de partida: Cálculo: aH
a 'H'
n1 ; n'k
Principal Objeto: n n'k n' 1 k n' aH f' aH k n1 ii) Principal Imagen n1 n' n' k k n a'H' f' a'H' 1 n'k
1
n1 a 'H' n'k aH
n1 n'k a a'
n'k f' n' a'H' aH k n1
i)
aH
a'H'
n1 n1 n'k
f'0
n'k n'k n1
f'0
OJO: Singularidad APLICACIONES (Casos Particulares) a) Dioptrios: Confundidos con la superficie refractante. b) Espejos: Confundidos con la superficie reflejante. c) Lentes delgadas: Confundidos con la lente.
CÁLCULOS GRÁFICOS: i) Sistemas en general: Se suponen conocidos los focos y puntos de emergencia Pi Rayo de izquierda a derecha Rayo de derecha a izquierda Pi
Pi y’
y H
F
Pi
H’
F’
F’
y H
y’ H’
Pi F
ii) Casos Particulares: Aplicaciones.
a) Dioptrios æ ö R >0 ç n ' > n f ' > f ÷ ç ÷ ç ÷ > f ' 0 è ø
F
H H’ C
æ ö R< 0 ç n' > n f ' > f ÷ ç ÷ ç ÷ < f ' 0 è ø
F’
F’
R> 0 æ ö ç n' < n f ' < f ÷ ç ÷ çè ÷ø f' < 0
F’
H H’ C
C H H’
F
R <0 æ ö ç n' < n f ' < f ÷ ç ÷ çè ÷ø f' >0
F
F
C H H’
F’
b) Espejos
H H’
F
C
C
H H’
F
c) Lentes delgadas
H H’
F
F’
H H’
F’
F
3.- PUNTOS Y PLANOS ANTIPRINCIPALES
'
Definición:
n1 a' n'k a
Ecuación de partida:
Cálculo:
i)
'
n1 a ' H' n'k a H
1 n1 n'k a a'
n'k f'
n1 a a ' H H' n'k 1 a' a n'k H H' n1
Antiprincipal Objeto:
n1 a H
n'k a ' H'
n'k f'
ii) Antiprincipal Imagen n n' n' 1 k k a H a ' H' f'
n1 a H
n'k n' a H k n1
n1
a ' H'
n1 n'k
APLICACIONES (Casos Particulares)
n'k a ' H'
n'k f'
n'k f'
2
n1 a H
2
n'k a ' H'
n'k f'
n'k f'
a H = -2f' -
n1 n'k
a' H' = 2f' -
a) Dioptrios: f ' a H
2
a ' H'
n'1 R ; n'1 n1
n'1 R n1 n'1 n1 n'1
2R
n1 n'1 n1
n'1 n1 R ; 2
n'k n1 n'1
R Confundidos con el centro de curvatura R 2 R 2
2
a ' H'
n1 n1
n'1
b) Espejos: f ' f a H
2R
n'k n'1 ;
R n1 2 n1
n1 a =-2f' H n'k teniendo en cuenta c) Lentes delgadas: Aplicar las ecuaciones a' H' =2f' n1 n1 n'k n'2 a H 2f ' Si n'2 n1 a' H' 2f ' -
-
CÁLCULOS GRÁFICOS: i) Sistemas en general: Se suponen conocidos los planos focales y los planos principales.
h
y -H
F
-H’ H
H’
F’ -h
Objeto e Imagen reales
y’
h
-H’ y’
F’
H
H’
-h
Objeto e Imagen virtuales
F
y -H
ii) Casos Particulares: Aplicaciones.
a) Dioptrios æ ö R >0 ç n' >n f ' > f ÷ ç ÷ ç ÷ f'> 0 è ø
æ ö R< 0 ç n' >n f ' > f ÷ ç ÷ ç ÷ f' < 0 è ø
h
y -H
H H’ C
F
F’ -h
h
-H’
-H’ y’
-h
Objeto e Imagen reales
C H H’
F’
F
Objeto e Imagen virtuales
b) Espejos
h H H’
Cy’
F -h
h
y
y
C y’
H H’
F -h
Objeto e Imagen virtuales
Objeto e Imagen reales
c) Lentes delgadas -H h
y
F’ -H
F
H H’ -h
Objeto e Imagen reales
-H’ y’
h
y
-H’ y’
F’ -h
H H’
Objeto e Imagen virtuales
F
H’
-H
4.- PUNTOS NODALES
'k 1 1 n y n ' y ' ' k k k 1 1 1 n n ' n' Ecuación de partida: 1 k k a a' f ' n1 a ' ' n'k a 'k n1 y1 n1 1 n1 n'k a Cálculo: n1y11 n'k y 'k 'k 1 n'k y 'k n'k ' n'k n1 a' ' a Aquí será: k N 1 aN = a'N' 1 a 'N' Definición:
'
Entonces:
n'k -n1 n1 n'k n'k a = f' N a a f' n'k n1 n'k n'k N N a a' f' n1 n'k n'k a'N' = f' n 'k - n1 a 'N' a 'N' f ' n'k
Nodal Objeto Nodal Imagen
Se encuentran a la misma distancia de los puntos principales objeto e imagen, lo que satisface que la separación entre puntos principales es la misma que entre los puntos nodales.
APLICACIONES (Casos Particulares) a) Dioptrios: f '
n'1 R n'1 n1
aN a 'N' sN s'N'
n'1 R n'1 n1 n'1 n1
n'1
R
Se encuentran en el centro de curvatura
b) Espejos:
n'1 n1 ; f ' f
R æ 2n1 ö R / 2 aN a'N' sN s'N' ç ÷ R 2 è n1 ø
También se encuentran en el centro de curvatura. n'2 -n1 ; Si n'2 n1 aN n'2 Los puntos nodales están en el centro óptico.
c) Lentes delgadas:
aN =a'N' =f'
a'N' 0
CÁLCULOS GRÁFICOS: i) Sistemas en general: Se suponen conocidos los planos focales y los planos principales. f’
s
N’ H
N
F
H’
N
s
s
f N’ H
F’
F’
H’
F s
Q f
ii) Casos Particulares:
Q
f’
Aplicaciones.
a) Dioptrios æ ö R>0 ç n ' > n f ' > f ÷ ç ÷ ç ÷ > f ' 0 è ø
æ ö R< 0 ç n' > n f ' > f ÷ ç ÷ ç ÷ < f ' 0 è ø s
N N’
s
H H’ C
F
N N’
s
F’
s
C H H’
F’
Q
b) Espejos
Q N N’ F
H H’ s
s
c) Lentes delgadas
Q
C
N N’ C
s
s
F
Q
H H’
F
Q
Q
s s
F
N N’ H H’
s
F’
N N’ F’
s
H H’
F
5.- PUNTOS ANTINODALES
'k 1 1 n y n ' y ' ' k k k 1 1 1 n n ' n' Ecuación de partida: 1 k k a a' f ' n1 a ' ' n'k a 'k n1 y1 n1 1 n1 n'k a Cálculo: n1y11 n'k y 'k 'k 1 n'k y 'k n'k ' n'k n1 a' a N ' Aquí será: k 1 a' N' = a N 1 a' N' Definición:
'
-
-
Entonces:
n1 +n'k n'k n'k n1 a = -f' a a N f' n'k n1 n'k n'k N N a a' f' n1 n'k n'k a' = f' n1 +n'k N' a' N' a' N' f ' n'k
Antinodal Objeto Antinodal Imagen
APLICACIONES (Casos Particulares) n'1 R n'1 n1 n1 n'1 a R n'1 n1 n'1 n'1 n1 n'1 R a) Dioptrios: f ' n'1 n1 a ' n'1 R n'1 n1 R n1 n'1 n'1 n1 n'1 n'1 n1 N
N'
b) Espejos:
R n1 n1 a 0 2 n1 R R n1 n1 f' a ' 0 2 2 n1
n'1 n1
N
N'
Se encuentran en el vértice del espejo. n1+n'k n1+n'2 a =-f' -f' N n'k n'2 a' =f' n1+n'k f' n1+n'2 N' n'k n'2 -
c) Lentes delgadas:
-
a N =-2f ' a' N' =2f '
En el caso de medios de índices extremos iguales n 1=n’2:
-
-
Se encuentran a distancias de ±2f’ de la lente.
CÁLCULOS GRÁFICOS: i) Sistemas en general: Se suponen conocidos los planos focales y los planos principales. s
s
-N
s
s
Q
s
H’
H
F
f
Q
s
F’
- N’
- N’
f’
H’
H
F’
f
-N
F
f’
ii) Casos Particulares: Aplicaciones.
a) Dioptrios R>0 æ ö ç n ' > n f ' > f ÷ ç ÷ ç ÷ f' > 0 è ø
R< 0 æ ö ç n ' > n f ' > f ÷ ç ÷ ç ÷ f'< 0 è ø
s
-N
s - N’ s
F Q
H H’ C
s s
- N’
Q
F’
C H H’
F’
F
b) Espejos
Q s s
- N - N’ F
H H’
C
C
Q
s
N - N’
s
s
F
H H’
s
En ambos casos (H y H’) así como (N y N’) coinciden con el vértice del espejo.
