Download Imágenes en espejos y lentes

PPTCTC034TC32-A17V1
Clase
Imágenes
en espejos y lentes
Resumen de la clase anterior
Fenómenos
ondulatorios
Son
Reflexión
- Especular
- Difusa
- Eco
- Reverberación
Refracción
Absorción
Difracción
Interferencia
Resonancia
Reflexión
interna total
- Percepción
de colores
- Cámaras
anecoicas
- En bordes
- En rendijas
- Constructiva
- Destructiva
Aumenta el
volumen de
un sonido
La Física en acción…
Aprendizajes esperados
•
Reconocer los diferentes tipos de espejos y lentes.
•
Comprender el mecanismo de formación de imágenes en espejos y
lentes a través de la óptica geométrica.
•
Reconocer el proceso de la visión.
•
•
Reconocer los principales defectos de la visión y la manera de
subsanarlos a través del uso de las lentes.
•
Aplicar los conocimientos a la solución de problemas.
Pregunta oficial PSU
La figura representa la posición de una lente con sus focos, f, y un objeto.
Al respecto, el observador verá una imagen
A) virtual y de mayor tamaño que el objeto.
B) virtual e invertida en relación al objeto.
C) formada en el foco del lado del observador.
D) real y del mismo tamaño que el objeto.
E) real y de mayor tamaño que el objeto.
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2016, módulo común.
1. Imágenes en espejos planos
Cap. 5
2. Imágenes en espejos esféricos
3. Imágenes en lentes delgadas
Págs.: 143 - 150
4. Visión y defectos de la visión
1. Imágenes en espejos planos
1.1 ¿Por qué podemos ver los objetos en la naturaleza?
Todos los objetos que podemos ver emiten o reflejan rayos de luz.
La luz que proviene de los objetos viaja hasta nuestros ojos y así los podemos ver.
1. Imágenes en espejos planos
1.2 Espejos
Los espejos son superficies pulidas que reflejan en forma ordenada hasta el
100% de la luz que incide sobre ellos.
La luz que rebota en los espejos nos permite ver un reflejo de la imagen de los
objetos.
Los espejos se dividen en planos y esféricos.
1. Imágenes en espejos planos
1.3 Espejos planos
Son espejos de superficie plana. Forman un reflejo idéntico al objeto que está
frente a ellos, pero invierten el lado de las cosas; por ejemplo, si nos paramos
frente a un espejo plano y levantamos el brazo derecho, veremos que nuestra
imagen en el espejo levanta el brazo izquierdo.
La imagen formada por estos espejos siempre es: virtual, derecha y de igual
tamaño que el objeto.
La distancia objeto – espejo y la distancia imagen – espejo es siempre la misma.
Imagen en un
espejo plano
https://www.youtube.com/watch?v=ZqDkWSqzQno
2. Imágenes en espejos esféricos
2.1 Espejos esféricos
Son superficies lisas y brillantes con forma semiesférica.
Si la superficie reflectante se encuentra en la cara interna de la semiesfera, el
espejo se denomina cóncavo.
Si la superficie reflectante corresponde a la cara externa de la semiesfera, se
denomina convexo.
Cóncavo
Convexo
2. Imágenes en espejos esféricos
2.2 Elementos de un espejo esférico
R
R/2
Eje óptico o
eje focal
C
F
R/2
V
C: Centro de curvatura del
espejo. Corresponde al
centro de la esfera que da
origen al espejo.
F: Foco. Punto medio entre el
centro de curvatura y el
espejo.
V: Vértice. Punto en donde el
eje óptico corta al espejo.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.3 Rayos notables en espejos esféricos
Los “rayos notables” son cuatro rayos de luz que, al rebotar sobre la superficie del
espejo, siguen una trayectoria conocida.
1er rayo notable: rayo que viaja en dirección al foco y se refleja paralelo al eje
óptico.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.3 Rayos notables en espejos esféricos
2º rayo notable: rayo que viaja paralelo al eje óptico y se refleja en aquella dirección
que pasa por el foco.
3er rayo notable: rayo que viaja en dirección al centro de curvatura y se refleja
devolviéndose por la misma trayectoria.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.3 Rayos notables en espejos esféricos
4º rayo notable: rayo que incide en el vértice del espejo. Se refleja siguiendo la ley de
la reflexión.
Rayos notables en
un espejo esférico
https://www.youtube.com/watch?v=dq-toz8yESk
Ejercicio
1. Se entiende por rayo notable:
MC
I)
un rayo luminoso que pasa por el foco (o se dirige a él) y se refleja
paralelo al eje óptico.
II)
un rayo luminoso que incide paralelo al eje principal del espejo y se
refleja pasando por el foco, o en aquella dirección que pasa por él.
III) un rayo de luz que, luego de pasar por el centro de curvatura (o dirigirse
a él), se refleja perpendicular al eje óptico.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
D)
E)
solo I.
solo II.
solo III.
solo I y II.
I, II y III.
D
Comprensión
Ejercicio 1 guía: Imágenes en espejos y lentes
2. Imágenes en espejos esféricos
2.4 Imágenes en un espejo convexo
La imagen que se forma en un espejo esférico se encuentra trazando dos de los
cuatro rayos notables que ya conocemos.
Espejo convexo: cualquiera sea la posición del objeto frente al espejo, siempre
genera una imagen virtual, derecha y de menor tamaño.
Fíjate en la imagen del fotógrafo:
Recuerda, en un espejo
convexo, las características de
la imagen son siempre las
mismas.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.5 Imágenes en un espejo cóncavo
En los espejos cóncavos, las características de la imagen que se forma
dependen de la posición del objeto frente al espejo, existiendo cinco
posibilidades.
1) El objeto se encuentra más atrás del centro de curvatura, es decir, entre C y el
infinito:
La imagen que se forma es real, invertida y de menor tamaño que el objeto.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.5 Imágenes en un espejo cóncavo
2) El objeto se encuentra justo en el centro de curvatura del espejo:
La imagen que se forma es real, invertida y de igual tamaño que el objeto.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.5 Imágenes en un espejo cóncavo
3) El objeto se encuentra entre el centro de curvatura y el foco:
La imagen que se forma es real, invertida y de mayor tamaño que el objeto.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.5 Imágenes en un espejo cóncavo
4) El objeto se ubica justo en el foco del espejo:
¡¡No se forma imagen!!
El foco es un “punto ciego” del espejo cóncavo.
2. Imágenes en espejos esféricos
2.5 Imágenes en un espejo cóncavo
5) El objeto se ubica entre el foco y el vértice del espejo:
La imagen que se forma es virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto.
2. Imágenes en espejos esféricos
Por lo tanto:
Espejo convexo
Si el objeto se encuentra
En cualquier posición
Su imagen es
Derecha, virtual, de menor tamaño
Espejo cóncavo
Si el objeto se encuentra
Entre C y el infinito
En C
Su imagen es
Invertida, real y de menor tamaño
Invertida, real y de igual tamaño
Entre C y F
En F
Entre F y V
Invertida, real y de mayor tamaño
No se produce imagen
Derecha, virtual y de mayor
tamaño
Las imágenes virtuales siempre son derechas.
Las imágenes reales siempre son invertidas.
Ejercicio
14. Un objeto de 10 [cm] de alto se encuentra a 40 [cm] de un espejo esférico
MC cóncavo, de radio de curvatura 64 [cm]. Respecto de lo anterior, es correcto
afirmar que la imagen reflejada puede
¿En qué posición se encuentra
el objeto frente al espejo?
A)
ser virtual.
B)
tener 5 [cm] de alto.
C)
ser derecha.
D)
ser de mayor tamaño que el objeto.
E)
proyectarse entre el foco y el vértice.
Recuerda que la distancia focal del
espejo corresponde a la mitad de su
Las características
de la imagen en un
radio de curvatura.
espejo cóncavo dependen de la
posición del objeto frente al espejo.
D
Aplicación
Ejercicio 14 guía: Imágenes en espejos y lentes
3. Imágenes en lentes delgadas
3.1 Lentes divergentes y convergentes
Las lentes son objetos transparentes, generalmente de vidrio, que refractan y
desvían la trayectoria de los rayos luminosos, formando imágenes.
Las lentes pueden ser: divergentes o convergentes.
Lentes divergentes
Son aquellas lentes que poseen la
superficie central hundida.
Lentes convergentes
Son aquellas en que la parte central es
más gruesa.
¡Una lupa es un
ejemplo de lente
convergente!
Rayos notables en
lentes delgadas
https://www.youtube.com/watch?v=CQ2_MDZORN8
¡Hola de nuevo!
Ve a la página x de tu guía, lee comprensivamente
la actividad y encuentra los conceptos.
1. Superficies pulidas capaces de reflejar hasta el 100% de la luz incidente.
ESPEJOS
2. Tipo de espejo esférico en el cual siempre se forma la misma imagen.
CONVEXO
3. Imagen formada por la intersección de las prolongaciones de los rayos
notables.
IMAGEN VIRTUAL
4. Punto ubicado en la mitad de la distancia entre el centro de curvatura
y el vértice de un espejo esférico.
FOCO
3. Imágenes en lentes delgadas
3.2 Imagen en una lente divergente
Al mirar un objeto a través de una lente divergente, la imagen que se ve
siempre es derecha, virtual y más pequeña que el objeto.
Las características de la imagen en una lente divergente no
dependen de la posición en la que esté el objeto.
3. Imágenes en lentes delgadas
3.2 Imagen en una lente convergente
Las características de la imagen que se forma en una lente convergente
dependen de la posición en la que se encuentre el objeto frente a la lente.
3. Imágenes en lentes delgadas
Por lo tanto:
Lente divergente
Si el objeto se encuentra
En cualquier posición
Su imagen es
Derecha, virtual, de menor tamaño
Lente convergente
Si el objeto se encuentra
Entre C y el infinito
En C
Su imagen es
Invertida, real y de menor tamaño
Invertida, real y de igual tamaño
Entre C y F
En F
Entre F y V
Invertida, real y de mayor tamaño
No se produce imagen
Derecha, virtual y de mayor
tamaño
Las imágenes virtuales siempre son derechas.
Las imágenes reales siempre son invertidas.
3. Imágenes en lentes delgadas
Si te fijas, ¡las características de las imágenes producidas por los espejos
Y las características de las imágenes de los espejos cóncavos y las lentes
convexos y las lentes divergentes son iguales!
convergentes también son las mismas.
Recuerda, eso sí, que en los espejos actúa la reflexión de la luz, mientras que en las
lentes, la refracción.
Ejercicio
8.
Si al situar un objeto en frente de una lente no se produce imagen, es
MTP correcto afirmar que este hecho se debe a que
A) los rayos refractados no se intersectan directamente, haciéndolo sus
prolongaciones.
B) los rayos refractados no pasan por el foco de la lente.
C) los rayos refractados son perpendiculares al eje óptico.
D) los rayos refractados son paralelos entre sí.
E) las prolongaciones de los rayos refractados se intersectan justo en el
foco de la lente.
En el espejo cóncavo y
en la lente convergente,
al situar el objeto en el
foco, no se produce
imagen.
Ejercicio 8 guía: Imágenes en espejos y lentes
D
Comprensión
4. Visión y defectos de la visión
4.1 Una lente en nuestro ojo
El ojo humano posee una sorprendente lente convergente natural llamada
cristalino. Esta es una lente “flexible” capaz de modificar su forma para
cambiar la posición del foco y permitirnos “enfocar” los objetos cercanos o
lejanos, para así poder verlos con claridad.
4. Visión y defectos de la visión
4.2 Defectos de la visión
La visión normal se presenta cuando la luz se enfoca
directamente sobre la retina y no en frente o detrás de ella.
MIOPÍA: El globo ocular de un miope es muy largo, por lo que el cristalino proyecta la
imagen antes de la retina, produciendo que la persona vea nítidamente de cerca, pero
borroso de lejos.
Una lente divergente aleja la imagen y la proyecta sobre la retina.
4. Visión y defectos de la visión
4.2 Defectos de la visión
HIPERMETROPÍA: El globo ocular de un
hipermétrope es muy corto, por lo que el
cristalino proyecta la imagen más atrás
de la retina, produciendo que la persona
vea borroso de cerca, pero nítidamente de
lejos.
Una lente convergente acerca la imagen y la
proyecta sobre la retina.
ASTIGMATISMO: La curvatura de la
córnea es irregular, produciendo una
imagen distorsionada sobre la retina. La
persona ve borroso tanto de cerca como
de lejos.
Se corrige con un tipo de lente llamada
cilíndrica.
Ojo normal
Ojo astigmático
4. Visión y defectos de la visión
4.2 Defectos de la visión
DALTONISMO: ocurre cuando células en
el ojo, sensibles a la luz, no funcionan de
manera adecuada. Afecta la habilidad para
distinguir entre los colores rojo y verde o
entre el azul y el amarillo. También existe
un tipo de daltonismo que ocasiona la
visión de los objetos en tonalidades grises.
CATARATAS: Es la pérdida de la
transparencia del cristalino. La catarata
produce una visión cada vez más opaca de
los objetos, que con el tiempo lleva a la
ceguera total. Se puede corregir con cirugía.
GLAUCOMA: Es un aumento en la presión
interna del ojo por la obstrucción de unos
conductos de drenaje. Produce una “visión
de túnel”, y puede llevar a la ceguera total.
Ejercicio
13. Respecto del orden de las estructuras que la luz atraviesa al ingresar al ojo,
MTP la secuencia correcta es
A)
B)
C)
D)
E)
cristalino, córnea, retina, nervio óptico.
córnea, cristalino, nervio óptico, retina.
cristalino, córnea, nervio óptico, retina.
córnea, cristalino, retina, nervio óptico.
córnea, retina, cristalino, nervio óptico.
D
Reconocimiento
Ejercicio 13 guía: Imágenes en espejos y lentes
Pregunta oficial PSU
La figura representa la posición de una lente con sus focos, f, y un objeto.
Al respecto, el observador verá una imagen
A) virtual y de mayor tamaño que el objeto.
B) virtual e invertida en relación al objeto.
C) formada en el foco del lado del observador.
D) real y del mismo tamaño que el objeto.
E) real y de mayor tamaño que el objeto.
A
Aplicación
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2016, módulo común.
Síntesis de la clase
¿Cuántos tipos
de espejos hay?
¿Y cuántos tipos de
lentes vimos?
Espejos y lentes
¿Cuál es el fenómeno
ondulatorio que permite la
formación de imágenes en
los espejos?
¿Cómo se pueden corregir
los defectos de la visión?
¿Y el fenómeno que
permite la formación de
imágenes en las lentes?
Tabla de corrección
Ítem
Unidad temática
1
Alternativa
A
La luz
Habilidad
Reconocimiento
2
C
La luz
Reconocimiento
3
E
La luz
Reconocimiento
4
D
La luz
Reconocimiento
5
E
La luz
Reconocimiento
6
D
La luz
Comprensión
7
A
La luz
Reconocimiento
8
D
La luz
Comprensión
9
B
La luz
Reconocimiento
10
B
La luz
Reconocimiento
11
A
La luz
Comprensión
12
B
La luz
Comprensión
Tabla de corrección
Ítem
Unidad temática
Habilidad
13
Alternativa
D
La luz
Reconocimiento
14
D
La luz
Aplicación
15
E
La luz
Reconocimiento
16
C
La luz
Comprensión
17
C
La luz
Reconocimiento
18
B
La luz
ASE
19
C
La luz
ASE
20
B
La luz
Reconocimiento
21
D
La luz
Comprensión
22
E
La luz
Comprensión
23
C
La luz
Reconocimiento
24
C
La luz
ASE
25
D
La luz
Comprensión
Prepara tu próxima clase
En la próxima sesión realizaremos el
Taller de Ondas
Esta presentación también está disponible en
formato PREZI en el siguiente enlace
http://prezi.com/up8wz8cvejjp/?utm_campaign=share&utm_mediu
m=copy
Equipo Editorial
Área Ciencias: Física
ESTE MATERIAL SE ENCUENTRA PROTEGIDO POR EL REGISTRO DE
PROPIEDAD INTELECTUAL.