Concepto de refraccion.

Experimento: un haz luminoso hágase incidir sobre la superficie del agua contenida en un recipiente de paredes transparentes: a) de manera que los rayos incidan normalmente a la superficie del agua; b) de manera que incidan formando un ángulo cualquiera. ¿Qué observa? Observación: una fracción del haz incidente experimenta una reflexión, en tanto que la mayor parte del haz, penetra en el agua. En la experiencia a) nada especial se nota, en la experiencia b) el haz al entrar en el líquido experimenta un cambio en la dirección. A esta desviación de un haz de luz al pasar de un medio a otro se denomina refracción. Experimento: Si se dispone de elementos adecuados repita el experimento anterior, pero teniendo el cuidado de tomar ángulos de incidencia de diferente valor; en cada caso mida los ángulos correspondientes de refracción. Con la tabla de datos así elaborada, trate de buscar alguna relación entre los valores de ángulos incidentes y refractados, trabaje también con los valores de los senos; construya una gráfica de sen r en función de sen i. Si se ha estado trabajando con medios como el aire y el agua, el aire y el vidrio, busque realizar algunos experimentos similares a los anteriores pero hacia pasar ahora la luz del agua o el vidrio al aire. Las observaciones que se hagan seguramente estarán muy cerca de las siguiente: 1— Si el rayo luminoso al cambiar de medio, pasa por ejemplo del aire al vidrio, el ángulo de refracción resulta más […]

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Leyes de la refraccion.

El hecho de que en los experimentos sobre refracción, el rayo incidente, la normal y el rayo refractado puedan ser observados en la misma cara y plano del disco óptico, sugiere que: el rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en un mismo plano. Sobre una o dos circunferencias de radio unidad Figura 8—2 C tómense por lo menos dos o tres ángulos de incidencia y sus correspondientes de refracción; desde los puntos en donde la dirección de los rayos incidentes y refractados corten la circunferencia, bájense perpendiculares a los diámetros. Tómense los valores de los segmentos AM y DC y hállese en los diferentes casos la relación: ¿Qué concluye? Por tratarse del radio unidad, a qué relación trigonométrica corresponde el cociente: AM/DC. ¿Qué deduce? Cerciórese de que en todos sus experimentos se cumple la norma:    Ley de Snell A la relación constante que existe entre el sen del ángulo de incidencia y el sen del ángulo de refracción se le denomina índice de refracción Este índice es el mismo para cada par de medios, pero su valor varía de un par de medios a otro u otros.

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Aplicaciones de los Espejos

Son numerosos los instrumentos ópticos en que tienen una grande aplicación los espejos, como casos principales podemos citar: en el sextante, aparato que se emplea para la determinación de la altura de las estrellas, en el telémetro con el que se miden distancias. En los aparatos de medida detrás de la escala, se coloca un espejo plano, en donde se forma una imagen de la aguja indicadora. Los espejos cóncavos se emplean como reflectores de faros, como condensadores de luz en los aparatos de proyección* como retrovisores en los automóviles y forman parte importante de los telescopios. También se les utiliza en la Medicina para observar cavidades del organismo, tales como oídos, garganta, etc.

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Espejos Convexos

Experimento. Hágase incidir un haz de rayos paralelos al eje principal, sobre un espejo convexo. Observación. El haz de rayos paralelos una vez reflejados en el espejo, se convierte en uh haz divergente, cuyas prolongaciones van a cortarse en un punto del eje principal determinando en realidad, un foco virtual F ‘. Para hacer el trazado de las imágenes dadas por los espejos convexos se procede exactamente lo mismo que en los espejos cóncavos o sea utilizando ‘os llamados rayos notables. Después de hacer el trazado de imágenes para diferentes posiciones del objeto con respecto al espejo, es fácil comprobar que os espejos convexos dan siempre imágenes de las mismas características, a saber: virtuales, derechas y más pequeñas. Un análisis semejante al que hicimos en el caso de los espejos cóncavos permite obtener una fórmula aplicable al caso de los espejos convexos. Evidentemente la fórmula de las distancias conjugadas deducida para los espejos cóncavos es aplicable también á los convexos, si se tiene en cuenta la siguiente norma para los signos. La convención sobre signos empleada en el presente texto es la siguiente: La distancia objeto siempre se considera positiva. La distancia imagen es positiva si esta se encuentra del mismo lado del objeto y negativa en caso contrario. La distancia focal, positiva en espejos cóncavos y negativa en los convexos. En consecuencia si (di) es positiva, la imagen es real y está delante del espejo. Si (di) es negativa, la imagen es virtual y está detrás del espejo. La […]

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Formula de los espejos Concavos.

Las dos fórmulas que vamos a deducir permiten: a) Determinar matemáticamente el tamaño de la imagen conocido el del objeto; y b) Hallar por cálculo la posición de la imagen para cualquiera posición del objeto. Sea AB, un objeto luminoso colocado a la distancia (do) del espejo y A’B ‘su imagen situada a la distancia (di) la que se ha dibujado haciendo uso de los tres rayos notables. En base a la semejanza de los triángulos: ABV y A ‘B’V, que son rectángulos y tienen un ángulo agudo igual, podemos establecer: Como: AB representa el tamaño del objeto (o); A’B’ el tamaño de la imagen (i); AV es la distancia objeto (do) imagen y A’V es la distancia imagen (i) entonces queda establecido: Por ser también semejantes los triángulos: ABC y A’B’C (rectángulos y ángulo agudo igual) podemos establecer: Como norma de signos se establece: las cantidades do, di y R son positivas si se refieren a distancias medidas delante del espejo.

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Imagenes dadas por los Espejos Concavos.

Las imágenes dadas por los espejos cóncavos pueden ser reales o virtuales ya que los puntos u objetos luminosos pueden ocupar varias posiciones con respecto al espejo. En el análisis de este tema consideremos en su orden: 1) Imagen de un punto. 2) Imagen de un objeto. Para determinar la posición de la imagen de un punto, basta considerar dos rayos cualesquiera que partan del punto y que una vez reflejados se cortan real o virtualmente. Sea O un punto luminoso colocado en el eje principal a una distancia finita. De todos los rayos que parten de O hacia el espejo consideremos dos: uno en la misma dirección del eje principal que una vez reflejado vuelve sobre sí mismo y otro en una dirección cualquiera OI; este último rayo al llegar al espejo se refleja formando con la normal IC un ángulo (r) igual a (i), rayo reflejado que cortará al eje principal en un punto B, que según lo explicado anteriormente viene a constituir la imagen del punto O. Realizando el trazado conforme a las normas dadas, se llega a la conclusión de que la imagen de un punto luminoso, situado sobre el eje principal o sobre un eje secundario a una distancia limitada cualquiera, es otro punto situado en el eje principal o secundario, en que se halla el punto luminoso. Para comprender más claramente el segundo caso, o sea la formación de imágenes de objetos, se debe llevar a cabo una serie de experimentos utilizando un espejo, […]

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Espejos Concavos.

Experimento. Sobre un espejo esférico cóncavo hágase incidir un haz de rayos paralelos al eje principal y también paralelos a un eje secundario.   Observación. Los rayos incidentes, paralelos al eje principal una vez reflejados por el espejo convergen hacia un punto del eje en donde se cortan, determinando el llamado foco principal del espejo. Si los rayos incidentes son paralelos a un eje secundario, al reflejarse en el espejo, convergen hacia un punto en donde se cortan dando ¡lugar a la formación de un foco secundario. Por ser un dato de importancia, examinemos la posición del foco principal con relación al centro de curvatura y al centro de figura. Sea MN la sección principal de un espejo cóncavo y consideremos el rayo SI paralelo al eje principal. El rayo incidente se reflejará según la dirección IF cortando al eje principal en el punto F. Como todo espejo cóncavo puede concebirse formado por infinidad de espejos planos, muy pequeños, es natural que de acuerdo con las leyes de la reflexión serán iguales los ángulos (i) y (r) siendo IC la normal. Observando la Figura 7—13 podemos establecer: ángulo i = ángulo r (construcción) ángulo i = ángulo w (alternos internos) luego: r = w De acuerdo a lo anterior, el triángulo IFC resulta isósceles siendo FH a la vez mediana y altura, por lo tanto: En el triángulo rectángulo , se tiene:    por ser entonces: y sustituyendo el valor de por su equivalente : si el ángulo () es […]

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Espejos Esfericos.

Son los espejos cuya superficie reflectora es un casquete esférico. El espejo esférico recibe el nombre de cóncavo, cuando la superficie reflectora es la interior del casquete y convexo cuando la superficie reflectora es la exterior. En los espejos esféricos se distinguen varios elementos a saber: Centro de Curvatura (C): es el centro de la esfera a la cual pertenece el casquete que constituye el espejo. Radio de curvatura (R) es el radio de la esfera a la cual pertenece el casquete esférico. Centro de Figura (V): es la parte media del casquete, que también suele llamarse vértice o polo del espejo. Eje Principal: es la recta indefinida que pasa por los centros de curvatura y de figura. Eje Secundario: es cualquiera otra recta que pasa por el centro de curvatura. Se llama sección principal: a la intersección del espejo con cualquier plano que pase por el eje principal. La sección principal de un espejo esférico viene a corresponder a un. arco de circunferencia. La abertura (w) de un espejo esférico es el ángulo que forman los radios extremos de una sección principal. Las leyes deducidas para los espejos esféricos, se refieren a espejos de pequeña abertura.

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Espejos Angulares

Experimento. Colóquese un lápiz entre dos espejos planos que formen un ángulo diedro, varíese el valor del ángulo y en cada caso, cuéntese el número de imágenes que se forman en los dos espejos. Los datos obtenidos de la experimentación concéntrense en un cuadro como el que se muestra a continuación: Conclusiones: 1) El número de imágenes aumenta al disminuir el ángulo formado por los espejos. 2) El producto del ángulo en grados por el número de imágenes (objetó incluido) es constante e igual a 360. Si () representa exclusivamente el número de imágenes (no incluyendo el objeto) la anterior fórmula se puede transformar en la expresión: Como consecuencia de las fórmulas deducidas, cuando los espejos son paralelos el número de imágenes formadas será infinito.

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Imagen de un Objeto.

Para mayor sencillez, consideramos como objeto la recta AB colocada delante del espejo plano M. Para hallar la imagen de la recta, basta con encontrar la imagen de sus dos puntos extremos A y I) conforme se explicó anteriormente. Como en el caso de la imagen de un punto, la imagen de un objeto es también virtual y simétrica del objeto con relación al espejo y de igual tamaño que éste.   Esta clase de simetría de que se ha venido hablando no permite superponer el objeto y la imagen ya que lo que corresponde a la derecha en el objeto está a la izquierda en la imagen y viceversa; así la imagen de una mano derecha es una mano izquierda; un letrero puesto al derecho se ve al revés y al contrario.

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