FORMACIÓN DE IMÁGENES

Tema 7.Óptica
Componentes ópticos elementales
Práctica 8
Componentes ópticos elementales
n1
n1
n2
h
P
O
Q
h’
Determinar la distancia focal de la lente
eje
de la lente
Naturaleza de la luz
Naturaleza de la luz
Dualidad Onda-Corpúsculo
Ondas
Partículas
Espectro continuo
Longitud de onda
Frecuencia
Difracción-interferencia
Espectro Discreto
Energía
Momento
Detectores
¿Cuál es el origen de la luz?
k nos da la dirección de propagación
Origen de la luz
Las transiciones atómicas generan radiación
electromagnética de muy diversa longitud
de onda
E ~ 100 keV→ l ~ 10-2 nm
Origen de la luz
Las transiciones atómicas generan radiación
electromagnética de muy diversa longitud
de onda
E ~ 1 eV→ l ~ 1000 nm
E ~ 10 eV→ l ~ 100 nm
Producción de luz
Necesitamos N átomos “iguales” en los que se produzcan transiciones
entre los niveles de la banda óptica
a a
k nos da la dirección de propagación
E o, de forma equivalente, l dependerá de la transición que se produzca
(¡cada color corresponde a una transición diferente!)
La intensidad de la luz depende del número de átomos
Propagación de la luz
En un determinado medio, en línea recta
a a
k nos da la dirección de propagación
RAYO
Propagación de la luz
En un determinado medio, en línea recta
Cuando cambia de medio, se refleja y se
refracta según las Leyes de Snell:
1.
Rayo incidente,
rayo reflejado y
la normal están
en el mismo
plano
a a
Propagación de la luz
n es el índice de
refracción de un medio
En un determinado medio, en línea recta
Cuando cambia de medio, se refleja y se
refracta según las Leyes de Snell:
2.
El ángulo que forma el
rayo refractado con la
normal (ángulo de
refracción) está
relacionado con el
ángulo de incidencia:
n1 sen ai = n2 sen ar
n1
ai
n2
ar
FORMACIÓN DE
IMÁGENES
Lentes delgadas
¿Qué es una lente?
Unión de dos superficies esféricas de
radios r1 y r2
n1senj1  n2 senj2
n1
j1
n1
j2 j
3
j4
n2
P
C2
O
C1
Q
ECUACIÓN DE
LAS LENTES
En lentes delgadas:
Para el aire n = 1
n2 senj3  n1senj4
1 1
1 1
  (n  1)   
p q
 r1 r2 
1 1 1
 
p q f
Lentes convergentes
Q
eje
de la lente
P
F
F
Lentes convergentes
p
q
f
Q
P
CONVENIO DE SIGNOS
p>0 siempre
f>0 siempre en lentes convergentes
q>0 si Q está al otro lado de la lente
F
IMAGEN REAL invertida
Lentes convergentes
Q
P
F
F
p
q
f
CONVENIO DE SIGNOS
p > 0 siempre
f > 0 siempre en lentes convergentes
q < 0 si Q está en el lado de P
IMAGEN VIRTUAL derecha
Lentes convergentes
p
f
h
P
q
Q
F
F
h’
2f
h’ > h
IMAGEN AUMENTADA
Lentes convergentes
h
Q
P
F
h’ < h
F
h’
IMAGEN REDUCIDA
Lentes convergentes
p
q
f
h
P
Q
F
F
h’
2f
p > 2f
q > 0 y h’ < h, IMAGEN REAL, INVERTIDA Y REDUCIDA
Lentes convergentes
p
f
h
P
q
Q
F
F
h’
2f
p > 2f
f < p < 2f
q > 0 y h’ < h, IMAGEN REAL, INVERTIDA Y REDUCIDA
q > 0 y h’ > h, IMAGEN REAL, INVERTIDA Y AUMENTADA
Lentes convergentes
Q
P
F
F
p
q
p > 2f
f < p < 2f
p<f
f
q > 0 y h’ < h, IMAGEN REAL, INVERTIDA Y REDUCIDA
q > 0 y h’ > h, IMAGEN REAL, INVERTIDA Y AUMENTADA
q <0 y h’ > h, IMAGEN VIRTUAL, DERECHA Y AUMENTADA
Lentes divergentes
P
F
Q
F
Lentes divergentes
p
q
P
F
Q
f
CONVENIO DE SIGNOS
p>0
f < 0 en lentes divergentes
q < 0 siempre
IMAGEN VIRTUAL derecha y reducida
Aumento de una lente o sistema de
lentes
h
F
h ' q
m 
h
p
F
h’
Imagen derecha, m > 0 (imagen virtual q < 0)
Imagen invertida, m < 0 (imagen real q >0)
Sistema de dos lentes:
m  m1  m2
Imagen formada por dos lentes:
microscopio
OCULAR
OBJETIVO
Q
P
F1
F1
F2
F2
d
IMAGEN VIRTUAL INVERTIDA MUY AUMENTADA
Problema 1. Microscopio
La distancia focal del objetivo de un microscopio es
0.3 cm y la del ocular 2.0 cm.
A) ¿A qué distancia del ocular debe formarse la
imagen producida por el objetivo para que la
imagen final (virtual) esté a 25 cm del ocular?
B) Si objetivo y ocular están separados 20 cm ¿a
qué distancia está el objeto del objetivo?
C) ¿Cuál es la amplificación total del microscopio?
D) ¿A qué distancia debería estar el objeto de una
lente simple que diera el mismo aumento
formando la imagen a la misma distancia que el
microscopio? ¿Cuál sería su focal?