Por medio de la siguiente actividad recordarás una serie de conceptos básicos que se relacionan con la óptica geométrica.
¿Qué es la óptica?La óptica es una rama de la física que se dedica al estudio de la luz visible: sus propiedades y su comportamiento. También analiza sus eventuales aplicaciones en la vida del ser humano, como es la construcción de instrumentos para detectarla o valerse de ella. Vamos a estudiar el comportamiento de la luz cuando incide en superficies reflectoras y cuando penetra en sustancias refractoras. Consideremos inicialmente que la luz es un medio homogéneo, que se propaga en forma rectilínea y su dirección de propagación estará dada por un rayo luminoso que será la forma geométrica que vamos a considerar en este módulo.
¿Por qué la luz se puede reflejar?La luz puede reflejarse cuando los rayos luminosos se encuentran con un cuerpo, es decir que rebotan en él, por ejemplo la luna puede verse gracias a la luz que se refleja, esta llega del sol. El hombre inicialmente se preguntó ¿Porqué se ven los objetos que nos rodean? Algunos filósofos griegos, contestaron que la percepción de los objetos con los ojos era algo análoga hasta cierto punto, a la percepción por medio del tacto. Pero en la misma Grecia antigua también se expresó la opinión de que la luz procede de los cuerpos, los cuales fueron divididos en dos grandes clases:
· Los que emiten luz, llamados fuentes de luz. · Los que reflejan luz, llamados reflectores.
5
Leyes de la reflexión de la luz
Leyes de la reflexión de la luzEl ángulo i formado por la onda incidente y la superficie reflectora se llamará ángulo de reflexión. Las leyes que se deben cumplir en la reflexión de la luz son:· Cuando la luz incide en una superficie reflectora, el ángulo de incidencia tiene la misma medida que el ángulo de reflexión.· El rayo incidente, el rayo reflejado y la línea normal se encuentran en el mismo plano.
EspejosLos espejos son instrumentos ópticos bastante simples. Sin embargo, hace siglos, la gente creía que tenían poderes mágicos. En muchos cuentos, los espejos aparecen como objetos mágicos. Llamaremos espejos a toda superficie reflectora capaz de producir una imagen de cualquier objeto. Los espejos pueden ser planos o esféricos.
Espejos planosEn óptica geométrica un espejo es cualquier superficie lisa y pulida capaz de reflejar los rayos de luz que llegan a él. El espejo refleja la luz haciendo que los rayos varíen su trayectoria y formando imágenes. En este apartado vamos a analizar como se ven las los objetos cuando estas superficies reflectoras son planas. Para obtener la imagen de un objeto situado frente a un espejo plano, se trazan rayos luminosos que pasan por el objeto e inciden en el espejo. Luego aplicamos la ley de la reflexión y se trazan los rayos reflejados de tal forma que el ángulo de incidencia sea igual al ángulo reflejado.
Espejos esféricosLos espejos esféricos se obtienen al sacar de una esfera un casquete esférico, este casquete tiene dos superficies llamadas cóncava y convexa. Los espejos esféricos pueden ser cóncavos y convexos. Espejos cóncavos: Son todos aquellos espejos esféricos cuya superficie reflectora es la parte interior del espejo. Espejos convexos: Son todos aquellos espejos esféricos cuya superficie reflectora es la parte exterior del espejo.
12
Imagen en un espejo cóncavo
Imágenes en un espejo cóncavoPara obtener la imagen de un objeto situado frente a un espejo cóncavo se trazan dos rayos luminosos incidentes, uno que pase paralelo al eje principal y el otro que pasa por el foco. En un espejo CÓNCAVO, el objeto puede estar entre: a) Objeto entre el infinito y el centro de curvatura. b) Objeto en el centro de curvatura.
13
Imagen en un espejo cóncavo
Imágenes en un espejo cóncavoPara obtener la imagen de un objeto situado frente a un espejo cóncavo se trazan dos rayos luminosos incidentes, uno que pase paralelo al eje principal y el otro que pasa por el foco. En un espejo CÓNCAVO, el objeto puede estar entre: c) Objeto entre el centro de curvatura y el foco. d) Objeto en el foco. e) Objeto entre el foco y el espejo.
14
Imagen en un espejo convexo
Imágenes en un espejo convexoEn un espejo convexo la imagen siempre es VIRTUAL, DERECHA y MENOR, porque se obtiene de las prolongaciones de los rayos reflejados.
Refracción de la luzMuchos fenómenos ópticos son provocados por la refracción de la luz cuando cambia de medio en el cual se está propagando. Estos fenómenos ópticos los hemos observado por ejemplo: · Cuando se introduce una cuchara o un lápiz en un vaso con agua, éstos se ven partidos en la superficie de separación de los 2 medios (agua-aire). · Los colores del arco iris. · Cuando la luz pasa a través de un prisma. · Cuando se riega aceite en un pozo de agua.
17
Leyes de la refracción de la luz
Leyes de la refracción de la luzRecordemos que la refracción de la luz se presenta cuando una onda luminosa pasa de un medio a otro, presentándose cambio en la velocidad de propagación. Las leyes de la refracción son: · La razón entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción, cuando la luz pasa de un medio uno a un medio dos, es una constante. Sen(i)/Sen(r) = V1/V2 · El rayo incidente, el rayo refractado y la normal se encuentran en el mismo plano.
18
Refracción total de la luz
Refracción en un prisma El prisma junto con los espejos y lentes es uno de los elementos más importantes en la construcción de aparatos ópticos. Los prismas están hechos de un medio transparente, limitado por superficies planas que se cortan formando un ángulo diedro B. Se puede observar que la luz pasa del medio 1, que es el aire y se refracta en el prisma cambiando de dirección, luego pasa del medio 2, que es el prisma al aire nuevamente cambiando de dirección.
LentesUna lente es un cuerpo transparente delgado, limitado por superficies esféricas o plano-esféricas. De acuerdo con la dirección que siguen los rayos refractados cuando la luz pasa a través de la lente, estas se clasifican en convergentes o divergentes. El nombre de lente divergente o convergente se debe a la acción refractadora que ejerce la lente sobre los rayos que inciden paralelos desde el infinito.
Lente convergenteEn una lente convergente los rayos que inciden paralelos desde el infinito se refractan al pasar por la lente, CONVERGIENDO en un punto llamado FOCO.
Lente divergenteEn una lente divergente los rayos que inciden paralelos desde el infinito se refractan al pasar por la lente, DIVERGIENDO, y parece que salieran todos de un mismo punto llamado FOCO.
26
Reflexión y refracción de la luz
27
Espejos y lentes. Resumen
|
Duplicar
Crear reto
Imprimir
Crear
presentación
Crear reto
