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LABORATORIO DE FISICA IV

EXPERIENCIA N°2

REFRACCIÓN DE LA LUZ EN SUPERFICIES ESFÉRICAS LENTES CONVERGENTES I.OBJETIVOS  Comprender las leyes de refracción de las lentes esféricas delgadas y gruesas.  Determinar experimentalmente la distancia focal, radio de la curvatura, la distancia imagen, la distancia objeto, tamaño del objeto, tamaño de la imagen, la amplificación lateral y a construcción de las gráficas respectivas de la lente.  Entender correctamente los conceptos de tamaño y amplificación angular o poder de aumento de un instrumento óptico. II. EQUIPOS A UTILIZAR 

01 banco óptico



01 lente biconvexa



01 soporte de las lentes



01 pantalla blanca de vinílico de 12cmx12cm



01 soporte para la pantalla



01 foco – objeto con lámpara de 110 V de CA



03 caballeros

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

Una lente óptica tiene la capacidad de refractar la luz y formar una imagen. La luz que incide perpendicularmente sobre una lente se refracta hacia el plano focal, en el caso de las lentes convergentes, o desde el plano focal, en el caso de las divergentes.

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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 concava y otra convexa

Las lentes convergentes son más gruesas por el centro que por el borde, y concentran (hacen converger) en un punto los rayos de luz que las atraviesan. A este punto se le llama foco (F) y la separación entre él y la lente se conoce como distancia focal (f).

Observa que la lente (2) tiene menor distancia focal que la (1). Decimos, entonces, que la lente (2) tiene mayor potencia que la (1). La potencia de una lente es la inversa de su distancia focal y se mide en dioptrías si la distancia focal la medimos en metros. 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. Una posible causa de la hipermetropía es el achatamiento anteroposterior del ojo que supone que las imágenes se formarían con nitidez por detrás de la retina. Si las lentes son más gruesas por los bordes que por el centro, hacen diverger (separan) los rayos de luz que pasan por ellas, por lo que se conocen como lentes divergentes.

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Formación de imágenes Si tomas una lente convergente (seguro que las tienes en el laboratorio de tu centro) y la mueves acercándola y alejándola de un folio blanco que sostienes con la otra mano, comprobarás que para una cierta distancia se forma una imagen invertida y más pequeña de los objetos que se encuentran alejados de la lente. Cuando es posible proyectar la imagen formada decimos que se trata de una imagen real, y si no la podemos proyectar la denominamos imagen virtual.

Las lentes convergentes, para objetos alejados, forman imágenes reales, invertidas y de menor tamaño que los objetos En cambio, si miras un objeto cercano a través de la lente, observarás que se forma una imagen derecha y de mayor tamaño que el objeto.

Para objetos próximos forman imágenes virtuales, derechas y de mayor tamaño.

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IV. PROCEDIMIENTO Fotografía del Experimento

Esquema del Experimento

a) Montar los elementos del banco óptico, situar la lente biconvexa, tomándolo por los bordes (para no rayarlo) sobre el soporte (portalente) de la lente. El soporte más espejo está fijado al banco óptico mediante una prensa de ángulo recto. b) Colocar el foco - objeto con la lámpara de 110 V. de C.A. en la prensa de ángulo recto y fijarlo en el banco óptico, de tal manera que pueda desplazarse con suavidad, para luego tomar las lecturas de las posiciones de la lente con respecto del foco - objeto y la pantalla. c) Podremos desplazar el foco.- objeto, en intervalos de espacios de 10 cm. en 10 cm. aproximadamente, y la imagen del foco - objeto, lo veremos por medio de la pantalla con su soporte que puede deslizarse y que nos permitirá tomar lecturas en la regleta indicadora del banco óptico, además tomar el tamaño de la imagen medida en la pantalla blanca de vinílico d) Comience por una distancia aproximada de 50 cm. Desde la lente y luego medidas de 40 cm., 30 cm., 20 cm., 10 cm., hasta cerca de 5 cm. del centro de la lente. Por cada medida que se toma, digamos una distancia S =50 cm., se mide la distancia S’ de la imagen con

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la pantalla (mediante la regleta indicadora sobre la barra que tiene impresa el banco óptico), y simultáneamente mida el tamaño de la imagen con la medida en cm. que se observa en la pantalla de vinílico.

V. RESULTADOS Medida

S

S´

h

h´

f

S´/S

h´/h

1

49,2

15,0

3,5

1,0

11,49

0,301

0,286

2

23,4

23,0

3,5

3,4

11,59

0,983

0,971

3

16,2

48,5

3,5

10,8

12,14

2,994

3,086

4

14,8

54,3

3,5

15,9

11,6

3,669

4,543

VI.TAREA 1. Con los datos elaborados determine la distancia focal, los radios de curvatura, el diámetro y el índice de refacción de la lente. 2. Del mismo modo, construya una gráfica, tomando una distancia focal igual a

la unidad, considere: S`/f = F( S/f )

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3. Utilizando el método gráfico, construya la formación de las imágenes en los cinco casos producidos por el foco-objeto para distintas distancias, determinar su aumento transversal, con la información obtenida en su tabla de datos. El aumento transversal es 8,886. Medida N° 1

Medida N° 2

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Medida N° 3

Medida N° 4

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