Escuela Normal Superior Federal C.I.Licenciatura en Educacin Secundaria Especialidad: Fsica

LENTES CONVERGENTES Y DIVERGENTESLUZ Y PTICAPRESENTADO POR: ISIS GALIA ZAZUETA MARTNEZ Campeche, Campeche, a 11 de febrero de 2012.

LENTES Y SUS CARACTERSTICAS Las lentes son cuerpos transparentes limitados por 2 superficies esfricas o por una esfrica y una plana. Las lentes se emplean a fin de desviar los rayos luminosos con base en las leyes de la refraccin, para su estudio se dividen en convergentes y divergentes.

La refraccin de la luz consiste en la desviacin que sufren los rayos luminosos cuando llegan a la superficie de separacin entre dos sustancias o medios de diferente densidad.

Si estos inciden perpendicularmente a la superficie de separacin de lassustancias, no se refractan. La causa que origina la refraccin de la luz es el cambio en la velocidad de los rayos luminosos al penetrar a un medio de

diferente densidad. Los rayos oblicuos que llegan a la superficie de separacin entre dos medios se llaman incidentes y los que se desvan al pasar por sta se les llama refractados. La desviacin sufrida por un rayo luminoso depender del medio al cual pasa. A mayor densidad, el rayo se acerca a la normal y si el medio tiene menor densidad, se aleja de ella.

N I i Aire Agua r Superficie de separacin

N

R

Cuando un rayo luminoso pasa de un medio menos denso (aire) a otro ms denso (agua) se acerca a la normal.

I

N

i Vidrio Superficie de separacin

Aire r R N

Cuando un rayo luminoso pasa de un medio ms denso (vidrio) a otro menos denso (aire) se aleja de la normal.

Las lentes convergentes son aquellas cuyo espesor va disminuyendo del centro hacia los bordes, razn por la cual su centro es ms grueso que sus orillas. Tienen la propiedad de desviar los rayos hacia el eje y hacerlos converger en un punto

llamado foco.

Las lentes convergentes son ms 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 separacin entre l 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 dioptras si la distancia focal la medimos en metros.

stas lentes son ms 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.

Si miramos por una lente divergente da la sensacin de que los rayos proceden

del punto F. A ste punto se le llama foco virtual. En las lentes divergentes la distancia focal se considera negativa.

Como pudimos observar en el video: Las lentes convergentes se utilizan en muchos instrumentos pticos y tambin para la correccin de la hipermetropa. Las personas hipermtropes no ven bien de cerca y tienen que alejarse los objetos. Una posible causa de la hipermetropa es el achatamiento anteroposterior del ojo que supone que las imgenes se

formaran con nitidez por detrs de la retina.

La miopa puede deberse a una deformacin del ojo consistente en un

alargamiento anteroposterior que hace que las imgenes se formen con nitidezantes de alcanzar la retina. Los miopes no ven bien de lejos y tienden a acercarse demasiado a los objetos. Las lentes divergentes sirven para corregir este defecto.

En la siguiente figura vemos las partes de un lente.

Donde: E.P. es el eje principal, recta que pasa por el centro ptico y por los focos; L-L plano central de la lente que es perpendicular al eje E. P. , C centro ptico de la lente, cuando un rayo

F foco principal, puntos donde se cruzan los rayos que llegan a la lente en forma paralela

al eje principal, equivale a la distancia focal, yes aquella distancia entre el centro ptico y el foco; 2F es la doble distancia focal.

luminoso pasa por l no sufre ningunadesviacin;

F

2F E. P.

2 F

F

C

f Distancia focal

2F

F

C

E. P.

f

distancia focal

En la siguiente figura vemos las partes de un lente. La imagen formada de un objeto en una lente se obtiene grficamente, utilizando los mismos rayos fundamentales de los espejos esfricos, debemos recordar que en estos los rayos se reflejan, mientras que en las lentes se refractan. En la figura siguiente observamos la imagen de un objeto colocado hacia fuera del foco de una lente convergente.

O

F

2F

E. P. F C 2F X

i

f

X

s

O

F

2F E. P.

F 2F X

C

iX

f s

En la figura se coloca un objeto O hacia fuera del foco principal de una lente y se obtiene una imagen i real, invertida y de mayor tamao que el objeto. x representa la distancia que hay del objeto al foco del mismo lado; x es la distancia de la imagen al foco del lado opuesto del cuerpo ; s es la distancia de la lente al objeto; s es la distancia de la lente a la imagen; O es el tamao del cuerpo; i es el tamao de la imagen; f es la distancia focal.

Las caractersticas de la imagen, formada de un objeto en una lente, se calculan matemticamente mediante el uso de ecuaciones que pueden ser de dos formas: la newtoniana y la gaussiana. Forma newtoniana: x _= f_ f x Para calcular el tamao de la imagen utilizamos la expresin : O__ = x___ i f

La ecuacin de las lentes en su forma gaussiana es: 1 = 1 + 1 Si el objeto se coloca hacia fuera del foco principal. f s s 1 = 1 - 1 Si el objeto se coloca entre la lente y el foco. f s s - 1 = 1 - 1 para las lentes divergentes. f s s Al aplicar la ecuacin de las lentes en sus formas newtoniana o gaussiana, debe considerarse lo siguiente: Para las lentes convergentes la distancia focal f siempre es positiva y para las lentes divergentes f es negativa. El valor de x, es decir, la distancia del objeto al foco que est del mismo lado de la lente es positivo si el objeto se encuentra del foco hacia fuera (como en la figura anterior) y ser negativo si el objeto est entre el foco y la lente. Cuando el valor de i, o sea, el tamao de la imagen, es positivo significa que la imagen es real, por ello, se recoge en una pantalla; si i es negativo, la imagen es virtual y se ver aparentemente dentro de la lente.

Potencia de una lente.La potencia de una lente se mide en dioptras y es igual a la inversa de la distancia focal en metros: p=1/f

Resolucin de problemas de caractersticas de las imgenes formadas en las lentes.1.- Una lente convergente tiene una distancia focal de 10 cm y se coloca frente a ella un objeto de 3 cm a una distancia de 12 cm de la lente. Determinar a) A qu distancia de la lente se forma la imagen? b) Cul es su tamao? 2.- Un objeto de 4 cm se coloca a 20 cm de una lente convergente que tiene una distancia focal de 12 cm. Calcular a) A qu distancia de la lente se forma la imagen? b) Cul es su tamao? 3.-Cul es la potencia de una lente que tiene una distancia focal de 25 cm?

4.- Un objeto se coloca a 5 cm de una lente divergente que tiene una distancia focal de 8 cm. A qu distancia se forma la imagen de la lente? 5. Un objeto se coloca a una distancia de 8 cm de una lente convergente cuya distancia focal es de 14 cm. Determinar a qu distancia de la lente se forma la imagen.