Introducción laboratorio de lentes.

Dentro de las aplicaciones más interesantes de las lentes, se encuentra la

corrección de algunos defectos del ojo como son la hipermetropía o la miopía.

Si consideramos la luz no tanto desde su definición dual (perspectiva moderna

de la luz) sino más bien desde las interacciones con la materia, podremos

describirla a través de rayos, que al atravesar objetos transparentes sufre

desviaciones ya que la luz no viaja con la misma velocidad en todos los

medios, y aún más, depende de la longitud de de onda de que se trate (color).

Una lente posee la propiedad de desviar los rayos de luz.

Todo esto hace parte del campo de la óptica geométrica, la cual se vale del

rayo de luz para describir y deducir, algunas veces tan solo a partir de la

experiencia y no con base en principios, fenómenos y leyes a partir de la

geometría.

La presente práctica pretende calcular la potencia de una lente definida en

términos de la unidad correspondiente; la dioptría en una lente convergente, así

como su distancia focal. La dioptría de una lente, expresada en metros, es el

recíproco de la distancia focal. Así por ejemplo, una lente con f = 0,5 m tiene

una potencia de 2 dioptrías, f = – 0,25 corresponde a – 4 dioptrías y así

sucesivamente.

La práctica se hizo con un elemento luminoso el cual hacía de luz y de objeto al

mismo tiempo, además, se utilizó una hoja de Excel con fórmulas para calcular

con mayor precisión la distancia focal. Se aprovechó también la aplicación

PhysicsSensor para realizar la regresión lineal con los datos obtenidos.

Procedimiento.

1. Medimos la distancia focal directamente de la lente enfocando una

imagen, que por la distancia a la lente, puede tomarse en el infinito (los

rayos inciden prácticamente paralelos).

2. Ubicamos el display a una distancia mayor a 20 cm de la lente, pues

esta es la distancia focal teórica y punto de referencia para obtener una

imagen enfocada dentro del rango de la mesa de trabajo.

3. Separamos la pantalla de la lente hasta que se forme una imagen

enfocada del objeto y medimos tanto la distancia al objeto (s) como la

distancia a la imagen (s’) sobre la pantalla.

4. Repetimos el paso 2 y 3 tomando otras cuatro medidas y pasamos los

datos a la hoja de cálculo de Excel para luego graficarlos en

PhysicsSensor en la opción regresión lineal.

Bobliografía y cibergrafía:

Sears, Francis et al (2005). Física universitaria con física moderna. Volumen 2,

Undécima Edición, Editorial Pearson. México.

http://www.aepap.org/previnfad/Vision.htm

Resultados

En el paso 3 descrito en el procedimiento separamos la pantalla de la lente

hasta que se formó una imagen enfocada del objeto y luego medimos tanto la

distancia al objeto (s) como la distancia a la imagen (s’) sobre la pantalla, las

medidas halladas fueron siguientes:

N° s (cm) s’ (cm) Imagen obtenida

1 -28 71,5 Real, invertida, mayor

2 -37 44,2 Real, invertida, mayor

3 -46 34,5 Real, invertida, menor

4 -55 31,8 Real, invertida, menor

5 -65 29 Real, invertida, menor

Y la altura de la imagen del display es de 1,5 cm

Ver anexo hoja de Excel: calculadora_recolección_datos_lente_convergente

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Representación gráfica de la formación de una imagen en una lente

convergente

Recordemos que:

De donde:

f: foco de la lente

s: distancia objeto – lente

s’: distancia lente – imagen

Luego:

Y f = 20 cm

Para la primera medida tenemos que:

Y el s’ hallado experimentalmente es: s’ = -71,5 cm

Luego, el aumento (A) está dado por:

Y el valor experimental hallado del tamaño de la imagen es -4 cm

|A| > 1 Imagen Mayor

A < 0 Imagen invertida

Imagen real, invertida y mayor