UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)
FACULTAD DE ING. ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA
TITULO: CURSO
:
FISICA IV
ALUMNOS: Gonzales Gallegos Abel Marcos________15190012 Vasquez Garro Vanessa Cruz Salas Harold Sabino Hilario Denis PROFESOR: Lozano HORARIO
: Viernes 10 am- 12 pm
Ciudad Universitaria
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RESUMEN: De nuestra experiencia notamos que un objeto puede ser observado cuando es luminoso o iluminado y con esto a través de nuestros ojos debemos captar los rayos luminosos provenientes de estos, una manera en que se forme una imagen en un punto luminoso, en la vida diaria seria cuando ingresamos a un centro comercial donde suelen colocarse espejos planos que cubre toda la pared, esto nos hace creer que el lugar hay más personas de lo normal sin embargo nos damos cuenta que son imágenes reflejadas y multiplicadas, otro ejemplo puede ser el periscopio que son instrumentos para la observación desde una posición oculta, mayormente colocados en los submarinos o el uso de espejos convexos como las gafas de sol, que ayudan a reflejar algo de la luz del sol lejos de los ojos del portador, etc . En el presente informe les mostraremos la imagen formada ya sea de forma real o virtual, de un espejo y lente tanto cóncavo como convexo, un sistema de lentes, sobre un objeto luminoso, se demostrará la proporción que existe entre la distancia de la imagen y la altura de la imagen y las siguiente conclusiones .
INTRODUCCION: La realizacion de nuestro experimento se ocupa de las imágenes que resultan cuando los rayos luminosos inciden sobre superficies curvos, y estas imágenes son formadas por reflexion o refraccion, sabiendo que se puede formar imágenes las cuales seran mas grandes o mas pequeñas según nos convenga. OBJETIVOS DE NUESTRO EXPERIMENTO: A) ESPEJO CONCAVO: Estudiar como se refleja la luz en un espejo cóncavo Un espejo cóncavo refleja la luz desde la parte curva interna. Cuando los rayos de luz que provienen de un objeto inciden paralelos al eje principal siguen la ley de reflexión. Estudiar la trayectoria de haces de la luz característicos reflejados en un espejo cóncavo Los rayos que se reflejan sobre el espejo, a igual distancia del eje principal, son simétricos. Cualquier rayo que incida sobre el espejo se reflejará y pasará por el punto focal. El rayo incidente que pase por el foco se reflejará en una dirección paralela al eje principal.
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Encontrar el centro de curvatura y el foco Donde los rayos reflejados se encuentran, se halla el foco principal o punto focal del espejo. Este punto queda en el medio del objeto reflejado y el punto que esta al espejo. Siendo el centro de curvatura el doble de la distancia focal. P
q
h
h’
18 cm
36 cm
3.5 cm
3.5 cm
28 cm
41 cm
3.5 cm
3.5 cm
38 cm
50 cm
3.5 cm
2.8 cm
48 cm
59 cm
3.5 cm
1.2 cm
58 cm
69 cm
3.5 cm
0.7 cm
68 cm
78.5 cm
3.5 cm
0.6 cm
LENTES CONVEXAS: Estudiar qué relación hay entre el tamaño del objeto y el tamaño de la imagen en una lente convexa Se denomina aumento lateral ( ) a la relación entre el tamaño de la imagen ´ y el tamaño del objeto . Matemáticamente: =
´
Encontrar el foco de la lente convexa: Es el punto, perteneciente al eje principal, por donde pasan todos los rayos refractados que inciden en la lente en forma paralela al eje principal. Hoy en día el estudio de los espejos y los lentes son de relevante importancia para el ser humano, por las aplicaciones que tienen estos en nuestra vida cotidiana. Aquí mencionaremos algunos de ellos.
APLICACIONES DE LOS ESPEJOS CÓNCAVOS: Cámara fotográfica, en linternas, espejos de acercamiento en automóviles, Se usan en linternas, faroles y faros de automóviles, en los que se coloca la luminaria en el foco para que los rayos de luz se reflejen paralelos; también se utilizan en espejos para dentistas, telescopios reflectores, etc.
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Faros de automóviles
APLICACIONES DE LENTES CONVEXOS: -Proyectores multimedia, fotocopiadoras, lentes de aumento, microscopio óptico, química (estudio de cristales), etc. Lentes de aumento: Para enfermedades ópticas como miopía, hipermetropía y astigmatismo.
-Proyectores multimedia: Cada vez que vas a un cine o a un teatro a ver una película se ve la aplicación ya que para proyectar esto se están usando lentes.
-Telescopios: Un telescopio es básicamente un instrumento óptico que recoge cierta cantidad de luz y la concentra en un punto. La cantidad de luz colectada por el instrumento depende fundamentalmente de la apertura del mismo (el diámetro del objetivo). Para observar cuerpos y galaxias lejanas en el universo. Telescopio Kepler
Uso dentista
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Microscópico óptico: El cual ha sido de gran utilidad en los campos de la ciencia en donde la estructura y la organización microscópica es importante Descripción esquemática en la imagen:
MARCO TEORICO: 1. ESPEJOS: Antes de analizar el significado del termino imagen necesitamos saber el concepto de objeto, el objeto entendemos como cualquier cosa por donde se irradian rayos del luz. La luz emitida puede ser del mismo objeto o por una fuente distinta para luego reflejarse en el objeto, por lo tanto la imagen es la figura formada por un conjunto de puntos donde convergen los rayos que provienen de fuentes puntuales del objeto tras la interacción con el sistema óptico.
Para tener un mejor entendimiento y como ejemplo básico de un sistema óptico veamos el espejo plano:
O: objeto I: imagen p: distancia del objeto al espejo q: distancia de la imagen al espejo
En lo que concierne a los experimentos de laboratorio tratamos con espejos curvos o esféricos.
ESPEJOS CURVOS: Como su mismo nombre lo indica un espejo esférico tiene la forma de una sección esférica estos son de dos tipos cóncavos y convexos.
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A) ESPEJOS CONCAVOS: Se considera primero la reflexión de la luz desde la superficie interior cóncava de dicho espejo, con cierto radio de curvatura R y su centro C y V llamado el eje principal del espejo.
imagen formada por un espejo esférico cóncavo cuando el objeto O, yace fuera del centro de curvatura C y la imagen el espejo y el centro.
∝=
−ℎ´ −
− −
1
+
1
=
=
=
ℎ −
2
B) ESPEJOS CONVEXOS: En este caso la luz será reflejada en la superficie exterior convexa. Llamado también espejo divergente porque los rayos de cualquier punto de un objeto divergen después de haberse reflejado.
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Para construir la imagen se sugiere hacer los siguientes trazos:
CONCAVO:
CONVEXO:
1. Rayo paralelo: Rayo paralelo al eje óptico que va desde la parte superior del objeto. Después de refractarse pasa por el foco imagen. 2. Rayo focal: Rayo que parte de la parte superior del objeto y pasa por el foco objeto, con lo cual se refracta paralelo al eje óptico. 3. Rayo radial: Rayo que parte de la parte superior del objeto y está dirigido hacia el centro de curvatura, y se refracta sobre su misma dirección.
2. LENTES DELGADAS CONVEXAS: Normalmente los lentes se usan para formar imágenes por refracción en los instrumento ópticos como es el caso de las cámaras fotográficas, telescopios y microscopios. La luz que pasa a través de ella experimenta una refracción en dos superficies asi notaremos que la imagen formada por una superficie refractora sirve como el objeto para la segunda superficie.
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1
1 1 = ( − 1)( − )
f: distancia focal n: índice de refracción
Aumento de imágenes: La construcción geométrica de muestra que el aumento lateral de la imagen es igual a:
Al partir de esta expresión, se deduce que cuando M es positiva, la imagen es vertical y del mismo lado de la lente que el objeto. Cuando M es negativa, la imagen aparece invertida y del lado de la lente opuesta al objeto. Como localizar la imagen en una lente convergente:
-El rayo 1, se dibuja paralelo al eje principal. Una vez refractado por la lente, este rayo pasa a través del foco en la cara posterior de la lente. -El rayo 2, se dibuja a través del centro de la lente y sigue en línea recta. -El rayo 3, se dibuja a través del foco en la cara frontal de la lente (o como si saliera del foco en el caso de que p ƒ ) y emerge de ésta paralelo al eje principal.
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ANALISIS DE DATOS Caso 1 espejo cóncavo: El experimento consistía en montar el espejo y colocar el objeto a una distancia para que los haces de luz se proyectan en el espejo proyectando la imagen. P: distancia de objeto q : distancia imagen h’: altura de la imagen
p (cm)
q (cm)
f (cm)
h (cm)
h´ (cm)
100
27.8
21.75
3.50
1.1
90
28
21.36
3.50
1.3
80
29.1
21.34
3.50
1.4
70
30.9
21.44
3.50
1.6
60
33.7
21.58
3.50
2
50
42
22.83
3.50
2.5
40
53
22.80
3.50
40
30
80
21.82
3.50
8.3
Con los datos obtenidos en el experimento es posible hallar la distancia focal que fueron calculados a partir de la distancia focal y la distancia imagen.
= +
como se puede el valor de f se intenta mantener constante con un promedio de valor f = 21.86 cm
P vs Q 90 80 70
n e g 60 a m i 50 a i c 40 n a t 30 s i d
20
y = -0.6332x + 81.721
10 0 0
20
40
60
distancia imagen
80
100
120
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En el grafico se observa que presenta una proporción inversa entre q y p, a medida que aumenta la distancia objeto notamos que la distancia imagen disminuye. La pendiente de la gráfica nos representa el aumento lateral de la imagen. Segundo Caso : p (cm)
q (cm)
f (cm)
h (cm)
h´ (cm)
18
18
9.00
3.50
3.5
28
13
8.88
3.50
2.8
38
12
9.12
3.50
1.2
48
11
8.95
3.50
0.7
58
11
9.25
3.50
0.6
68
10.5
9.10
3.50
0.5
78
10
8.86
3.50
0.4
P vs Q 20 18 16 n e 14 g a 12 m i a i 10 c n 8 a t s i 6 d 4 2 0
y = -0.1071x + 17.357
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Distancia objeto
Tercer caso: p (cm)
q (cm)
f (cm)
h (cm)
h´ (cm)
10
7
4.12
3.50
2.5
20
6
4.62
3.50
1
30
5.2
4.43
3.50
0.6
40.2
4.8
4.29
3.50
0.4
50
5
4.55
3.50
0.3
60
5
4.62
3.50
0.2
[TÍTULO DEL DOCUMENTO]
Q vs P 8 7
y = -0.0383x + 6.8425
n6
e g a 5 m i a i 4 c n a t 3 s i d2
1 0 0
10
20
30
40
50
60
70
distacia objeto
En las gráficas mostradas se observa la relación inversa entre p y q, esto se debe a que medida que se aleja el lente la imagen real se hace más pequeña. De las gráficas se obtiene la ecuación de la recta siendo su pendiente el aumento m = -0.0383, se toma el valor absoluto ya que la imagen es real.
En este caso se quiere obtener una imagen real derecha, para eso se usa dos lente dado que cada uno genera una imagen real invertida, para este resultado se usó los siguiente pasos tomando como primer objeto a la imagen, luego se colocó una lente a una distancia promedio en donde se pueda encontrar una imagen real de tamaño considerable, seguidamente, se colocó otro lente más seguido del primero a una distancia promedio. Finalmente se pudo encontrar la imagen d erecha.
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CONCLUSIONES
Las imágenes obtenidas fueron claras y el tamaño de cada imagen es diferente ya que se realizó a distancias diferentes. A través del experimento Se pudo llegar a saber que depende de la posición del objeto con respecto al punto focal y el centro de curvatura, la imagen que se formará. La imagen que se buscaba se encontraba de forma inversa a la posición original que tenía el objeto y esto se debe a la reflexión curva que produce el espejo. Al usar dos lentes convergentes y proyectar una imagen sobre una superficie a través de estos lentes, la imagen proyectada no se invertía, ya que cada
Referencias:
http://ficus.pntic.mec.es/egam0032/lentes.htm http://www.educa.madrid.org/web/ies.silveriolanza.getafe/Ens/DptoFisicaQui mica/Bachillerato/Optica11May09.pdf https://www.google.com.pe/search?q=trayectoria+de+haces+de+la+luz+en+e spejos+concavos&espv=2&rlz=1C1NHXL_esPE714PE714&biw=1366&bih=662&s ource=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjylMfR89vPAhWF1R4KHQAqA10 Q_AUIBigB#imgrc=xHEHgtwOyc3XMM%3A http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/ OptGeometrica/EspejoPlano/EspejoCurvo/EspejosConcFormaImag.htm http://www.smf.mx/boletin/2005/Abr-05/Articulos-HHC.html http://espejos-aplicaciones.blogspot.pe/(imagenes del espejo)
