3.2 Determina El Tamaño Y Distancia De Imágenes De Acuerdo Con Los Parámetros Establecidos, Para Diagramar La Trayectoria Del Rayo Luminoso De Los Cuerpos.

3.2 Determina el tamaño y distancia de imágenes de acuerdo con los parámetros establecidos, para diagramar la trayectoria del rayo luminoso de los cuerpos.

A. Determinación de imágenes en espejos

• Espejos planos

Un espejo plano es una superficie plana muy pulimentada que puede reflejar la luz que le llega con una capacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente del 95% (o superior).

Los espejos planos se utilizan con mucha frecuencia. Son los que usamos cada mañana para mirarnos. En ellos vemos nuestro reflejo, una imagen que no está distorsionada.

La luz se refleja no solamente en los límites entre dos sustancias transparentes, sino cualquier cuerpo refleja luz en menor o mayor grado. El espejo plano es un ejemplo de la superficie que refleja la mayor parte de la luz incidente sobre el. El espejo cuya superficie plateada está bien pulimentada puede reflejar hasta 96% de la luz que incide sobre ella.

El cuerpo luminoso, o un cuerpo iluminado es un conjunto de puntos luminosos. Estos puntos se puede considerar como fuentes puntuales de luz. Los haces provenientes de estos fuentes luminosos inciden sobre el sistema óptico. La mayor parte de los sistemas ópticos contienen varios elementos: que son espejos y lentes. Si sobre el elemento del sistema incide un haz de los rayos luminosos divergentes el punto objeto de donde provienen la luz se llama objeto real; si el haz es convergente el punto objeto se llama objeto virtual. Cualquier cuerpo luminoso es la fuente de los rayos divergentes y, por lo tanto, es un objeto real.

El haz luminoso emergente de un elemento puede ser convergente [figura1a)], o divergente [figura 1b)]. En el primer caso el punto de intersección P de los rayos se llama imagen real del objeto; en el segundo, imagen virtual. En la imagen real la luz pasa realmente por el punto imagen; en la imagen virtual la luz se comporta como si divergiera del punto imagen, si bien, de hecho, no pasa por este punto.

• Espejos esféricos

Un espejo plano es una superficie plana muy pulimentada que puede reflejar la luz que le llega con una capacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente del 95% (o superior).

Los espejos planos se utilizan con mucha frecuencia. Son los que usamos cada mañana para mirarnos. En ellos vemos nuestro reflejo, una imagen que no está distorsionada.

Los espejos esféricos tienen la forma de la superficie que resulta cuando una esfera es cortada por un plano. Si la superficie reflectora está situada en la cara interior de la esfera se dice que el espejo es cóncavo. Si está situada en la cara exterior se denomina convexo. Las características ópticas fundamentales de todo espejo esférico son las siguientes:

su formula es n=360/<a-1. Donde n=numero de imagenes, 360=< perigonal, <a=angulo de abertura, -1=el objeto reflejado.

Centro de curvatura C: Es el centro de la superficie esférica que constituye el espejo.

Radio de curvatura R: Es el radio de dicha superficie.

Vértice V: Coincide con el centro del espejo.

Eje principal: Es la recta que une el centro de curvatura C con el vértice V.

Foco: Es un punto del eje por el que pasan o donde convergen todos los rayos reflejados que inciden paralelamente al eje. En los espejos esféricos se encuentra en el punto medio entre el centro de curvatura y el vértice.

• Focos de un espejo

Es el punto del eje óptico por el que pasan reflejados los rayos paralelos. Está situado en el punto medio de la línea que une el centro con el espejo.

• Construcción de imágenes

Espejo plano: Conforme se deduce de las leyes de la reflexión, la imagen P' de un punto objeto P respecto de un espejo plano S' estará situada al otro lado de la superficie reflectora a igual distancia de ella que el punto objeto P. Además la línea que une el punto objeto P con su imagen P' es perpendicular al espejo. Es decir, P y P' son simétricos respecto de S; si se repite este procedimiento de construcción para cualquier objeto punto por punto, se tiene la imagen simétrica del objeto respecto del plano del ángulo de incidencia.

Dicha imagen está formada, no por los propios rayos, sino por sus prolongaciones. En casos como éste se dice que la imagen es virtual. Sin embargo, la reflexión en el espejo plano no invierte la posición del objeto. Se trata entonces de una imagen directa. En resumen, la imagen formada en un espejo plano es virtual, directa y de igual tamaño que el objeto.

Espejo esférico: La construcción de imágenes es muy sencilla si se utilizan los rayos principales:

Rayo paralelo: Rayo paralelo al eje óptico que parte de la parte superior del objeto. Después de refractarse pasa por el foco imagen.

Rayo focal: Rayo que parte de la parte superior del objeto y pasa por el foco objeto, con lo cual se refracta de manera que sale paralelo . Después de refractarse pasa por el foco imagen.

Rayo radial: Rayo que parte de la parte superior del objeto y está dirigido hacia el centro de curvatura del dioptrio. Este rayo no se refracta y continúa en la misma dirección ya que el ángulo de incidencia es igual a cero.

• Ecuaciones de los espejos

Para una imagen formada por un espejo parabólico (o esférico de pequeña abertura, donde sea válida la aproximación paraxial) se cumple que: en la que f es la distancia del foco al espejo, s la distancia del objeto al espejo y s' la distancia de la imagen formada al espejo, se lee: "La inversa de la distancia focal es igual a la suma de la inversa de la distancia del objeto al espejo con la inversa de la distancia de la imagen al espejo" y en la que m es la magnificación o agrandamiento lateral.

• Aberraciones de los espejos esféricos

La aberración esférica es un defecto de los espejos y las lentes en el que los rayos de luz que inciden paralelamente al eje óptico, aunque a cierta distancia de éste, son llevados a un foco diferente que los rayos próximos al mismo; La aberración esférica es una aberración de tipo monocromático de tercer orden que afecta de manera diferente a cada longitud de onda.

Este efecto es proporcional a la cuarta potencia del diámetro de la lente o espejo e inversamente proporcional al cubo de la longitud focal siendo mucho más pronunciado

...