LENTES FÍSICA
- 1. LENTES INTRUMENTOS ÓPTICOS • Valentina Cardona • Manuela Mesa Once B
- 2. Lente Un lente es un sistema óptico, generalmente de vidrio o plástico, limitado por dos superficies refringentes. En esta presentación explicaremos cómo se refleja la imagen en diferentes tipos de lentes, la convergencia y divergencia de la luz por medio de las lentes y la ecuación de las mismas, para lo cual nos apoyaremos en un video en el que presentaremos un experimento que nos ayudará a sustentar nuestra investigación.
- 3. Lentes de superficie esférica refringente Para encontrar la imagen de un objeto formado por una superficie refringente es necesario utilizar la ley de refracción (Un rayo incidente cambia más o menos de dirección según el ángulo con que incide y según la relación de los índices de refracción de los medios por los que se mueve). Observemos la siguiente figura:
- 4. A partir de ésta podemos explicar que: Siendo A un objeto situado a una distancia s de una superficie esférica de curvatura C que separa dos medios de índices n y n´, el rayo AV que incide en el vértice, pasa al segundo medio sin desviación. El rayo AM incide haciendo un ángulo i con la normal a la superficie y se refracta en un ángulo r. Estos rayos se cortan en A´ a una distancia s´ de la superficie. Entonces se deduce que: 𝑛 𝑠 + 𝑛´ 𝑠´ = 𝑛´−𝑛 𝑅 Siendo: • n y n´ los índices de los medios. • s y s´ las distancias de la superficie. • R la curvatura de la lente C.
- 5. Ejemplo: Una barra cilíndrica de vidrio (n= 1,5) esta limitada por una superficie convexa de radio 2cm y una superficie plana situada a 12cm. Localicemos la posición de la imagen de un objeto situado a 8cm de la superficie esférica. s = 8cm R= 2cm n= 1 n´= 1,5 Aplicando la ecuación 𝒏 𝒔 + 𝒏´ 𝒔´ = 𝒏´−𝒏 𝑹 se obtiene: 𝟏 𝟖 + 𝟏,𝟓 𝒔´ = 𝟏,𝟓−𝟏 𝟐 𝒔´ = 12cm De modo la imagen es real pues s´ es positivo.
- 6. Convergencia y divergencia de la luz Para entender cómo opera una lente se puede utilizar el concepto de rayo. En la figura se muestra un haz de luz paralela que incide sobre una lámina de caras paralelas y dos prismas y se ve que: • La luz que atraviesa la lámina emerge sin desviación. • La luz que incide sobre el prisma superior se desvía hacia abajo dependiendo del ángulo del prima, mientras que la luz que incide sobre el prisma inferior se desvía arriba. • La región sombreada es el punto que recibe el nombre de foco.
- 7. TIPOS DE LENTES: • Convergentes: Las lentes convergentes son de centro más espeso que los bordes, y pueden ser: a. Biconvexas. b. Plano-convexas. c. Menisco-convergentes. La representación d es el segmento que se utiliza para esquematizar este tipo de lentes.
- 8. • Divergentes: Estos lentes son de bordes más espesos que el centro y pueden ser: a. Bicóncavas. b. Plano-cóncavas. c. Menisco-cóncavas. Y d es la figura utilizada para esquematizar este tipo de lentes.
- 9. Para todo tipo de lentes existe una ecuación general denominada la ecuación del constructor de lentes, pues permite calcular la distancia focal en función del índice y de datos geométricos. 𝟏 𝒔 + 𝟏 𝒔´ = 𝟏 𝒇 Siendo s y s’ las distancias de la superficie y 𝒇 el punto focal. DATOS • Todas las lentes convergentes tienen la distancia focal positiva. • Todas las lentes divergentes tiene la distancia focal negativa.
- 10. Ejemplo Determinar la distancia focal de una lente biconvexa de vidrio cuyas superficies tiene el mismo radio 20cm. Se sabe que R1= +20cm y R2= -20cm Entonces, 1 𝑓 = (1,5-1) x 1 20 − 1 (−20) 𝑓= 20cm