Clase # 8 (13/11/2020)

 Tema: Lentes 

Las lentes son medios transparentes de vidrio, cristal o plástico limitados por dos superficies, siendo curva al menos una de ellas.

Lentes Convergentes 

Existen principalmente tres tipos de lentes convergentes:

Biconvexas: Tienen dos superficies convexas

Planoconvexas: Tienen una superficie plana y otra convexa

Cóncavoconvexas (o menisco convergente): Tienen una superficie ligeramente cóncava y otra convexa

Las lentes convergentes se utilizan en muchos instrumentos ópticos y también para la corrección de la hipermetropía. Las personas hipermétropes no ven bien de cerca y tienen que alejarse los objetos. 

Lentes Divergentes

Existen tres tipos de lentes divergentes:

Lentes bicóncavas: Tienen ambas superficies cóncavas

Lentes planocóncavas: Tienen una superficie plana y otra cóncavas

Lentes convexocóncavas (o menisco divergente): Tienen una superficie ligeramente convexa y otra cóncava

Si miramos por una lente divergente da la sensación de que los rayos proceden del punto F. A éste punto se le llama foco virtual.

En las lentes divergentes la distancia focal se considera negativa.

Clase 7 (12/11/2020)

 Tema:  problemas de reflexión 

Tenemos un espejo esférico cóncavo con un radio de curvatura de 30 cm. Sobre el eje óptico y perpendicular a él, a 40 cm del espejo, ponemos un objeto de 3 cm de altura. Calcular: a) La distancia focal del espejo. Resultado: f= -15 cm b) La posición y el tamaño de la imagen. 

Tenemos un espejo convexo de 20 cm de radio de curvatura. Sobre su eje óptico y perpendicular a él situamos un objeto de 2 cm de altura a 30 cm de distancia del espejo. Calcular la posición y altura de la imagen. 

Mediante diagramas de rayos, construye las imágenes que se forman ante espejos convexos y espejos cóncavos para diferentes distancias del objeto.

Un objeto de 1,5 cm de altura se encuentra delante de un espejo esférico de 14 cm de radio y a 20 cm de vértice del espejo. ¿Dónde estará situada la imagen y qué características tiene? a) El espejo es cóncavo. b) El espejo es convexo.

Delante de un espejo cóncavo cuyo radio de curvatura es de 40 cm, se sitúa un objeto de 3 cm de altura perpendicularmente al eje óptico del espejo y a una distancia de 60 cm. Calcula: a) La distancia focal del espejo. b) La posición de la imagen. c) El tamaño de la imagen. d) Construye gráficamente la imagen.

Un objeto de 12 mm de altura se encuentra delante de un espejo convexo de 20 cm de radio a 10 cm del vértice del mismo. a) ¿Cómo es la imagen formada por el espejo y dónde está situada? b) Haz la construcción geométrica de la imagen.

Un objeto luminoso se encuentra delante de un espejo esférico convexo. Realiza la construcción gráfica de la imagen ayudándote de diagramas si el objeto está situado a una distancia superior a la distancia focal del espejo.

Tenemos un espejo cóncavo de 1,2 m de radio. Calcular: a) La posición de la imagen si el objeto está a 80 cm del espejo. b) La posición de la imagen si el objeto está a 60 cm del espejo. c) La posición de la imagen si el objeto está a 30 cm del espejo. d) ¿A qué distancia hay que colocar un objeto pequeño sobre el eje para que su imagen sea cuatro veces mayor que el objeto pero invertida?

Tenemos un espejo convexo de 2,1 m de radio. Si colocamos un objeto pequeño sobre el eje óptico a una distancia de 60 cm, calcula la posición de la imagen y el aumento lateral.

Un objeto de 2 cm de altura se coloca a una distancia de 30 cm de un espejo cóncavo que tiene un radio de curvatura de 20 cm. Calcula la distancia focal, la posición de la imagen y su tamaño.

Clase 6 (6/11/2020)

Tema:   EJERCICIOS PRACTICOS DE OPTICA GEOMÉTRICA 

• Delante de un espejo esférico de 32cm de radio, se sitúa un objeto de 3cm de altura que reposa sobre el eje óptico a una distancia de 40cm de su vértice 

a) Construye la imagen gráficamente 

b) ¿Cuál es la distancia focal del espejo?

c) Calcula la posición y el tamaño de la imagen 

• Un objeto de 1,5m de alto se pone delante de un espejo cóncavo de 180cm de radio.

¿A qué distancia del espejo debe ponerse este objeto para que se vea de 9m de alto?

• Un objeto se coloca a 50cm de un espejo cóncavo de 40cm de distancia focal. Calcular la posición de la imagen analítica y gráficamente.

Clase 5 (5/11/2020)

 Tema: Espejos esféricos y cóncavos 

Espejos esféricos

Los espejos esféricos pueden ser cóncavos o convexos. A diario los encontramos en nuestras casas: bolitas de navidad, cazuelas, cucharas, etc. 

RAYOS:

• 1er rayo :  cuando un rayo de luz pasa paralelo al eje principal se refleja en el espejo pasando siempre por el foco.

• 2do rayo: si un rayo pasa por el centro de curvatura al llegar al espejo.

• Para representar un espejo debemos contar con la presencia de:

 C=Centro

 V=Vértice

 f=Foco

Elementos principales de un espejo esférico

Radio de curvatura

Vértice del espejo

Eje óptico principal

Espejos cóncavos 

El espejo cóncavo es un espejo con forma casi siempre esférica, en el cual la superficie reflectora está en el lado interior de la esfera o más bien de una parte de ella. Otras formas curvas también son posibles, como por ejemplo la parábola.

 

Espejo convexo

El espejo convexo o divergente es un espejo curvo, casi siempre de forma esférica y con la superficie reflectora por el lado exterior de la esfera, tal como los ornamentos del árbol de Navidad.

Formación de la imagen en el espejo convexo

Estos rayos se reflejan en la superficie del espejo y asimismo se dibujan los rayos reflejados. El método de rayos es aplicable a cualquier clase de espejo, no solamente los convexos.

Al prolongar los rayos reflejados, estos se intersectan en un determinado punto, y es allí precisamente donde se forma la imagen. Las prolongaciones de los rayos reflejados que provienen de un objeto extendido como un árbol, se muestran en la figura inferior mediante líneas discontinuas.

Leccion #1 (29/10/2020)

Tema: Reflexión y refracción

Reflexión y refracción

Cuando la luz incide sobre la superficie de separación de dos medios que poseen velocidades de luz diferentes, parte de la energía luminosa se transmite (refracción) y parte se refleja (reflexión)

Refracción

Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices de refracción distintos.

 ◼ El índice de refracción, n, es un número adimensional que caracteriza a un medio transparente, y de define por:

 n=c/v

 ◼ Donde c es la velocidad de la luz en el vacío, y v la velocidad de la luz en el medio

Refracción

La refracción sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices de refracción distintos.
 

Efectos ópticos debidos a la refracción

Los rayos de luz se desvían (refractan) cuando pasan del agua al aire, haciendo que los objetos parezcan menos profundos y más cerca del observador.

Actividad evaluativa.

1. ¿Cuál de las siguientes figuras indica la trayectoria correcta de un haz de luz en el agua?

Respuesta: d. Porque la trayectoria del haz de luz presenta una curva en el agua al momento que se propaga

3. En la figura encuentre los ángulos Өi y Өb, sabiendo que n1= 1.22 y n2= 1.58.

4. Se encuentra que la velocidad de la luz amarilla del sodio en cierto líquido es de 1.92 x108 (m/s). Calcule el índice de refracción de este líquido con respecto al aire, para la luz del sodio.

5. Se sabe que una onda de frecuencia 5 x 1014 Hz se propaga en el agua. Calcule 1. La velocidad de propagación y la longitud de onda de dicha onda en el aire (n = 1) 2. La velocidad de propagación de la luz en el agua sabiendo que el índice de refracción es de 1,33 y la longitud de onda en el agua.

6. Si un rayo de luz monocromático ( un color) de color rojo pasa desde el aire al agua en ángulo de incidencia de 25°. (n del agua 1,33) 1. ¿Cuál es el ángulo de refracción? Haga un esquema de rayos que muestre la situación 2. ¿Cuál es el ángulo de refracción total interna para esos dos medios, si el rayo de luz proviene del agua al aire.

8.Un faro sumergido en un lago dirige un haz de luz hacia la superficie del lago con ángulo de incidencia de 40°. Encontrar el ángulo de refractado (n agua = 1,33)

9.Encontrar el ángulo límite para la refracción total interna de un rayo de luz que pasa del hielo (n=1,31) al aire. Haz un dibujo

12.Unas olas de mar que se mueven a una velocidad de 4.0 (m/s) se están aproximando a una playa formando un ángulo de 30º con la normal, como se muestra en la figura. Supóngase que la profundidad del agua cambia abruptamente y que la velocidad de la ola disminuye a 3.0 (m/s).Cerca de la playa ¿Cuál es el ángulo Ө entre la dirección del movimiento de la ola y la normal? (Supóngase la misma ley de la refracción que para la luz.

Clase 4

 Practica del laboratorio 1

Datos informativos 

Unidad Educativa: Liceo Ecológico Vida

Tema: Ley de Snell

Objetivos: Demostrar experimentalmente la ley de Snell para comprenderla mejor 

Integrantes: Noelia Arteaga y Karla Sinchiguano

Materia: Física 

Ley de Snell

La ley de Snell-Descartes es una fórmula utilizada para calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios de propagación de la luz con índice de refracción distinto. El nombre proviene de su descubridor, el matemático holandés Willebrord Snel van Royen

 La ley de Snell puede expresarse de la siguiente manera:

n1 sen i = n2 sen r

donde

n1 = índice de refracción del primer medio

n2 = índice de refracción del segundo medio

sin i = seno del ángulo de incidencia

sin r = seno del ángulo de refracción

Practica.

Los materiales que usamos en esta practica fueron los siguientes:

Un vaso con agua 

Un laser 

Y un disco

Clase 2 (16/10/2020)

 FECHA: 16/10/2020

TEMA: Óptica física y Geométrica

¿En que se basa la óptica geométrica?

Se basa en el concepto de rayo luminoso como trayectoria que siguen las partículas materiales emitidas por los cuerpos

¿Qué estudia la óptica física?

Estudia los fenómenos luminosos e investiga cual es la naturaleza de la luz.

¿Qué es la óptica?

Rama de la física que se encarga del estudio de la luz.

¿Qué es la óptica geométrica?

La óptica geométrica se basa en el concepto de rayo luminoso como trayectoria que siguen las partículas materiales emitidas por los cuerpos luminosos sin preocuparse de estudiar cual es la naturaleza de la luz.

¿Cómo funciona la óptica?

Su funcionamiento es muy diferente al habitual. No transmite electricidad, sino pulsos de luz. Estos pulsos, proporcionados mediante un diodo o laser, se transmiten por el interior de los finos hilos de vidrio, y se interpretan como datos

¿Dónde se aplica la óptica física?

Algunas de las aplicaciones de la óptica física se hallan en el estudio de los cristales líquidos, en el diseño de sistemas ópticos y en la metrología óptica

¿Qué se entiende por cuerpo luminoso y cuerpo iluminado? 

El cuerpo iluminado es aquel que está recibiendo luz, al contrario de los cuerpos luminosos que emite luz, como su nombre lo indica

¿Cuáles son los fenómenos que no se pueden explicar con la teoría corpuscular de la luz?

 La interferencia, la polarización, el efecto fotoeléctrico, la radiación, la difracción

¿Cuáles son los fenómenos fundamentales de la óptica?

La reflexión y la refracción, por un lado, y las interferencias y la difracción

¿Cuáles son las leyes de la óptica?

La óptica geométrica está gobernada por dos leyes generales muy simples: la Ley de Reflexión de la Luz y la Ley de Refracción de la Luz o Ley de Snell. 

¿Qué es la fotometría?

La fotometría es la ciencia que se encarga de la medida de la luz, como el brillo percibido por el ojo humano. Es decir, estudia la capacidad que tiene la radiación electromagnética de estimular el sistema visual. 

¿Qué se entiende por intensidad luminosa?

 La intensidad luminosa es la cantidad de luz por centímetro cuadrado, por lo tanto, es una unidad de área, se miden “candelas”

¿Cómo eran las ondas de luz?

Las onda de luz eran longitudinales.

¿En qué medio se propagaba la luz según Huygens?

En un medio llamado éter. 

¿Qué tipo de naturaleza tiene la luz?

Corpuscular y ondulatoria.

 

Clase 3 (22/10/2020)

 Tema: Ley de Snell

Fecha: 22/10/2020

Ley de Snell de la refracción

La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro.

Índice de refracción

Como se ha dicho la rapidez de propagación de la luz cambia según el medio por el que viaja. El índice de refracción relaciona la velocidad de la luz en el vacío con la velocidad de la luz en el medio.

En la siguiente tabla, se proporcionan datos acerca de los índices de refracción de diversas sustancias

Sustancia	Índice de refracción (línea sodio D)
Azúcar	1.56
Diamante	2.417
Mica	1.56-1.60
Benceno	1.504
Glicerina	1.47
Agua	1.333
Alcohol etílico	1.362
Aceite de oliva	1.46

Ejemplos:

Un haz de luz pasa del aire a un medio, donde se propaga a 1,5\ 10^{8}\frac{m}{s} , con un ángulo de incidencia de 60º. Calcule el ángulo de refracción. Haga el esquema correspondiente.

En primer lugar, debemos calcular el valor del índice de refracción del medio, puesto que ya conocemos el valor del índice de refracción del aire (vale n=1). Para ello, aplicamos:

Una vez obtenido el valor de n=2, hagamos el esquema correspondiete:

Como vemos, el ángulo de incidencia es .  y . Para hallar el ángulo de refracción debemos aplicar la Ley de Snell, que nos dice:

Otra forma de escribir la Ley de Snell es:

Reemplazando los datos:

Una capa de aceite (n=1.45) flota sobre el agua (n=1.33).Un rayo de luz penetra dentro del aceite con una ángulo incidente de 40°.Encuéntrese el ángulo que el rayo hace en el agua. 

Según la ley de Snell da 

n aire sen 40°=n aceite sen x 

 n aceite sen x =n agua sen y

entonces, n aire sen 40°=n agua sen y  

sen y= n aire sen 40° / n agua =

1 * 0.643 /1.33= 28.9°