5. Óptica geométrica

1. La luz en el currículo de ESO y Bachillerato

2. Postulados básicos de Óptica3. Dioptrios4. Óptica geométrica. Dioptrio

esférico y dioptrio plano.5. Espejos y lentes delgadas. 6. Principales aplicaciones

tecnológicas7. El ojo humano

1. La luz en el currículo de ESO y Bachillerato

Óptica (B.O.C.M. 27 de Junio de 2008)

1. Naturaleza de las ondas electromagnéticas.

2. Espectro electromagnético. Naturaleza de la luz.

3. Propagación de la luz: reflexión y refracción.

4. Prisma óptico. Dispersión lumínica.5. Óptica geométrica. Dioptrio esférico

y dioptrio plano.6. Espejos y lentes delgadas. 7. Principales aplicaciones tecnológicas

2. Postulados básicos de Ópticao La luz está formada por un conjunto

de rayoso Ley de propagación rectilínea de

la luz: la luz está formada por rayos que se propagan en línea recta desde el foco

o Ley de independencia de los rayos luminosos: la acción de cada rayo es independiente de la de los demás

o Ley de reciprocidad: la trayectoria de un rayo desde el foco F hasta el punto P es la misma que seguiría si se emitiera desde el punto P hacia F

2. Cámara oscura

2. Penumbra

o Fuentes extensas de luzo http://www.fisica-quimica-

secundaria-bachillerato.es/animaciones-flash-interactivas/optica/umbra_penumbra_eclipse.htm

5. Dioptrio esférico y plano

o Dioptrio convergente: aquel que tiende a aproximar un haz de rayos paralelos al eje del sistema

o Dioptrio divergente: aquel que tiende a separar un haz de rayos paralelos al eje del sistema

5. Óptica geométrica

o Objeto: foco del que se emiten los rayos luminosos

o Imagen: figura formada por la intersección de los rayos procedentes del objeto

5. Óptica geométrica

o Formación de una imagen única a partir de todos los rayos provenientes de un objeto: superficies parabólicas.

o Los dioptrios más utilizados son el plano y el esférico.

o Aproximación paraxial de la Óptica Geométrica. sólo se admiten rayos que se desplacen en las proximidades del eje óptico:

5. Elementos de un dioptrioo Centro de curvatura: centro

geométrico de la superficie esférica correspondiente a una lente o espejo

o Eje óptico: eje perpendicular a la lente que pasa por el centro

o Vértice: punto de corte de la superficie del dioptrio con el eje óptico

o Radio de curvatura: distancia entre el centro de curvatura y el vértice

6. Elementos de una lenteo Lente: dioptrio formados

por más de dos superficies de las cuales una es curva

o Centro óptico: punto geométrico que no desvía los rayos de luz

o Lente delgada: aquella de grosor despreciable

6. Lenteso Convexas: son más gruesas en

la parte central, por lo que hacen converger los rayos que las atraviesan. También se denominan convergentes o positivas (la distancia focal es positiva)

o Cóncavas: son más delgadas en la parte central, por lo que hacen diverger los rayos que las atraviesan. También se denominan divergentes o negativas (la distancia focal es negativa)

6. Lenteso Foco objeto: punto que se

caracteriza por que todos los rayos que proceden de él salen del sistema en dirección paralela al eje óptico

o Foco imagen: punto que se caracteriza por que todos los rayos que proceden en dirección paralela al eje óptico salen del sistema dirigidos hacia él

o Distancia focal: Distancia desde el centro óptico al foco. Es la misma en lentes delgadas

6. Lenteso Imagen real: la que se forma por

convergencia de los rayos en un punto. Se puede detectar mediante una pantalla situada en dicho punto

o Imagen virtual: la obtenida por la prolongación de los rayos en sentido opuesto al de propagación. No se puede registrar mediante una pantalla

o Imagen derecha (directa): la que está dispuesta en el mismo sentido con respecto al eje óptico

o Imagen invertida: la que está dispuesta en sentido opuesto con respecto al eje óptico

6. Formación de imágenes

Tres rayos principales:o el rayo paralelo al eje

óptico se dirige hacia el foco imagen

o el rayo que pasa por el centro óptico de la lente no se desvía

o el rayo proveniente del foco objeto se refracta en dirección paralela al eje óptico

6. Lentes convergentes

o s > 2f

Si el objeto está a una distancia superior al doble del la distancia focal, la imagen es real, invertida y menor

http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConvex_lens.swf

6. Lentes convergentes

o 2f > s > f

Si el objeto está a una distancia superior a la distancia focal, la imagen es real, invertida y mayor

(proyector de diapositivas)

6. Lentes convergentes

o s < f

Si el objeto está a una distancia inferior a la distancia focal, la imagen es virtual, derecha y mayor

(lupa)http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngLoupe.swf

6. Lentes divergentes

La imagen formada en

lentes divergentes es virtual, derecha y menor, sea cual sea la distancia del objeto

http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConcave_lens.swf

6. Ecuación del constructor de lentes

Fórmula gaussiana de las lentes delgadas

o s: distancia objeto (positiva hacia la izquierda)

o s´: distancia imagen (positiva hacia la derecha y negativa hacia la izquierda)

o f´: distancia focal imagen (positiva en lentes convergentes y negativa en divergentes)

o n: índice de refracción de la lente

( )

−−==+

´

11.1

´

1

´

11

rrn

fss

6. Potencia de una lente

Definimos potencia de una lente como el inverso de su distancia focal imagen. Se mide en dioptrías, equivalente a metro-1

El aumento lateral se define como

s

s

y

y ´´ −=−=β

6. Espejos

o La formación de la imagen en espejos es similar a la de las lentes

o El foco se encuentra situado entre el centro de curvatura y el vértice

o Un espejo es cóncavo si la superficie pulida es la interior. En este caso el radio es positivo.

o El espejo convexo es el que presenta pulida la superficie exterior

o Las distancias objeto e imagen son positivas hacia la izquierda

6. Espejos cóncavos

o s > 2f (R)

Si el objeto está a la izquierda del centro de curvatura, la imagen es real, invertida y menor

http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConcave_mirror2.swfwww.youtube.com/watch?v=9ilKaAN-ECs

6. Espejos cóncavos

o R > s > f

Si el objeto está entre el centro y el foco, la imagen es real, invertida y mayor

6. Espejos cóncavos

o s < f

Si el objeto está a una distancia inferior a la distancia focal, la imagen es virtual, derecha y mayor

http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConcave_mirror.swf

6. Espejos convexos

o La imagen formada en espejos convexos es virtual, derecha y menor, sea cual sea la distancia del objeto

http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConvex_mirror.swf

7. Lupa

o Lente convergenteo Imagen real y

aumentada cuando el objeto se coloca entre la lente y el objeto

7. Microscopioo Objetivo, una lente muy

convergente colocada muy cerca del objeto

o Ocular, menos potente, actúa como lupa

o Imagen del objetivo entre el ocular y su foco

o Distancia entre las lentes superior a las distancias focales

7. Telescopio refractor

o Objetivo, de mayor distancia focal, coloca la imagen en el foco

o Ocular, situado a una distancia en la que coinciden los focos, traslada la imagen invertida al infinito