Física 3

“OPTICA DE LENTES ”

Alumnos : Carlos H. Yáñez J.

Catherina Leiva Robles

Alejandro Lepe Carrillo

Profesor : Rodrigo Oñate G.

Fecha Entrega : 04-05-2009

Ayudante : Angélica Aravena.

Física 3

Objetivos

- Conocer los sistemas ópticos simples y determinar la distancia focal de una lente convergente delgada.

Planificación

Los lentes son objetivos transparentes formados por dos superficies esféricas que refractan los rayos de luz como resultado del cambio de los índices de refracción. Una de las superficies puede ser plana lo que es equivalente a una superficie esférica de radio infinito. Cuando la distancia a entre las superficies esféricas en el centro de las lentes es mucho menor que los radios de curvatura R1 y R2, la lente se consideran delgadas (a«R1, y a«R2). VerFig.N°1.

La línea que pasa por 01 y 02 se conoce como el eje óptico de la lente. Para encontrar la imagen A' B" de un objeto AB pueden utilizarse los así llamados rayos principales que tienen el siguiente comportamiento:-Los rayos que inciden paralelo al eje convergen en un punto sobre el eje llamado Foco F. (Fig. N°2).-El rayo que pasa por el centro C sigue su camino en forma recta.

La

distancia desde la lente al foco se llama distancia focal f(CF ) y depende de los radios de curvatura R1 y R2 Si la distancia entre el objeto la lente es p, y la

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Física 3 distancia entre la imagen y la lente es q se cumple para la lente convergente que:

De tal manera que midiendo p y q se puede determinar la distancia focal f(parte I).

f = p*q/ p+q (2)

Sin embargo, debido a que las distancias p y q se inciden con gran error es método más exacto, descrito en la parte II.

Procedimiento

Parte 1: 1.- Ubicarla fuente de luz con el objeto, la lente y la pantalla en su mesón óptico.2.- Encenderla fuente y encontrarla posición de la lente para la cual se obtiene en la pantalla una imagen clara del objeto. Anote entonces las distancias p y q. Repita esto unas tres veces para encontrar los valores promedios de p y q.

Complete la tabla 1.

1 2 3

p 11 79 11.5q 79 11 68.5

3.- Determine utilizando la expresión (2) la distancia focal f.

Etapa Experimental y Conclusiones

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Física 3 f1=(11*79)/(11+79)=9.65f2=(79*11)/(79+11)=9.65f3=(11.5*68.5)/(11.5+68.5)=9.845

f promedio = (9.65+9.65+9.845)/3=9.715 (cm).

Parte 2: Método de distancias conjugadas.

1- Habiendo evaluado preliminarmente la distancia focal /en la parte I, ubique la fuente y la pantalla a una distancia L un poco mayor que 4/(ver fig. 3). 2.- Posicione la lente de manera que se obtenga en la pantalla una imagen aumentada del objeto. Anote las posiciones (Fig. 3) p y q. 3.- Sin mover la fuente de luz ni la pantalla, ponga ahora la lente de luz para obtener una imagen disminuida del objeto. Anote esta nueva posición para obtener í en la Fig. 2. 4.- Mida L y encuentre la distancia focal por la siguiente expresión (Vea apartado I).

5.- Varíe L y repita los pasos 2 y 4. Complete la tabla 2.

Anote los valores en la tabla 2:

P q p' q' L l f

1 15.5 24.5 23.5 16.5 40 9 9.492 14 31 30.5 14.5 45 17 9.643 13 37 37 13 50 24 9.62

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6.- Compare las distancias focales obtenidas por ambos métodos y con el valor rotulado en el lente. 7.- Entregue a su profesor o ayudante en una hoja las tablas 1y2.

APARTADO IDe acuerdo a (2) y a la figura 3, tenemos que la imagen A'B' se obtiene por medio de la misma ¡ente, por lo que:

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Etapa Experimental y Conclusiones

P q p' q' L l f

1 15.5 24.5 23.5 16.5 40 9 9.492 14 31 30.5 14.5 45 17 9.643 13 37 37 13 50 24 9.62

f promedio = (9.49+9.64+9.62)/3= 9.58 (cm).

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Conclusiones

Parte 1: Se concluye que el valor rotulado de esta experiencia del lente, debe coincidir con el rayo focal calculado en la experiencia practica como lo hemos demostrado, ya que el valor numérico que posee el lente inscrito en el, es el radio focal de este.

Parte 2: Concluimos que p y q tienen una relación inversamente proporcional con respecto a p´ y q´ como se muestra en la tabla 2.Aquí se puede concluir que la distancia focal obtenida con la formula 2 es más exacta que la utilizada en la parte 1, ademas el radio focal del lente debe coincidir con la distancia obtenida experimental como asi lo hemos demostrado.

DATO: La distancia focal del lente es de 10 (cm).

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