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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.