Practica 4-Lab Fisica IV

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE 
NUEVO LEÓN 
 
FACULTAD DE INGENIERIA 
MECANICA Y ELECTRICA 
 
 
UNIDAD DE APRENDIZAJE 
LABORATORIO FISICA IV 
 
PRACTICA 4 
 
NOMBRE: CARLOS ABRAHAM GALLARDO TREVIÑO 
 
MATRÍCULA:1962995 
 
CARRERA: INGENIERIA EN TECNOLOGIA DE 
SOFTWARE (ITS) 
 
MAESTRO: NORMA PATRICIA PUENTE RAMIREZ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVO: 
Uno de los principales dispositivos utilizados en diferentes equipos ópticos 
son las lentes. Una lente es cualquier dispositivo transparente limitado por 
dos superficies, al menos una de las cuales debe ser curva. Al pasar la luz 
por la lente ocurre el fenómeno de refracción en sus dos superficies, por lo 
cual la trayectoria de los rayos se desvía de su dirección original. Por ello 
las lentes se usan para cambiar las trayectorias de los rayos de luz y 
hacerlos converger en un punto o divergir desde un punto. Las lentes 
pueden fabricarse de diferentes materiales como vidrio (es el más 
empleado), plástico, agua o incluso aire. 
Las lentes se caracterizan de varias formas y utilizando diferentes 
magnitudes. Pueden clasificarse en convergentes (aquellas que hacen que 
los rayos paralelos que inciden sobre ella converjan en un punto) y 
divergentes (aquellas que provocan que los rayos paralelos se separan o 
divergen). Una lente de vidrio u otro material de mayor índice de refracción 
que el aire, situada en el aire será convergente si su espesor en el centro 
es mayor que en los bordes. Una lente divergente de vidrio en el aire tendrá 
en su centro menor espesor que en los bordes. 
Una característica fundamental de las lentes es su distancia focal (f), que 
es la distancia medida desde el centro de la lente hasta el foco. El foco o 
punto focal se define como el punto donde se unen (o parecen que se unen) 
los rayos que llegan paralelos a la lente. Asimismo, si se sitúa en el foco de 
la lente una fuente de luz puntual (de muy pequeñas dimensiones) la lente 
provoca que los rayos procedentes de esta fuente se convierten en 
paralelos. 
Las lentes se utilizan fundamentalmente para obtener imágenes de objetos. 
La distancia imagen (q) y la distancia objeto (p) se relacionan entre sí por 
la fórmula de las lentes que se puede escribir en la forma: 
 
 
donde f es la distancia focal de la lente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
MARCO TEÓRICO: 
Las lentes son medios transparentes de vidrio, cristal o plástico limitados 
por dos superficies, siendo curva al menos una de ellas. Una lente óptica 
tiene la capacidad de refractar la luz y formar una imagen. La luz que incide 
perpendicularmente sobre una lente se refracta hacia el plano focal, en el 
caso de las lentes convergentes, o desde el plano focal, en el caso de las 
divergentes. En la fig. 01, se muestra un ejemplo de dicho comportamiento. 
 
 
Entre las características podemos mencionar lo siguiente. Las lentes 
convergentes son más gruesas en el centro que en los extremos, se 
representan esquemáticamente con una línea con dos puntas de flecha en 
los extremos. Y las lentes divergentes se caracterizan por ser más delgadas 
en la parte central que en los extremos. Se representan esquemáticamente 
por una línea recta acabada en dos puntas de flecha invertidas. 
 
 
Para aquellas lentes cuyo espesor es pequeño comparado con sus 
distancias focales y los radios de curvatura de las superficies refringentes. 
En la aproximación paraxial, los ángulos de desviación que sufre un haz de 
luz a través de la lente son pequeños. Esta situación se garantiza cuando 
el haz se propaga en la proximidad del eje de simetría de la lente. 
 
 
 
 
HIPÓTESIS: 
En esta actividad las lentes convexas formaron la imagen en la parte frontal 
y la lente cóncava en la parte trasera, la distancia focal será menor entre 
mayor sea el lente. 
Utilizaremos 2 lentes donde p y q es similar y así invertimos la flecha 
 
 
DESARROLLO: 
La práctica se desarrollará en dos ejercicios. En el primer ejercicio se 
utilizarán lentes cilíndricas y se determinará la distancia focal por el método 
gráfico. En el segundo ejercicio se utilizarán lentes esféricas y se 
determinará la distancia focal utilizando la fórmula de las lentes ya 
mencionada. 
Ejercicio # 1. 
Tome las dos lentes cilíndricas que tiene en su puesto de trabajo y observe sus 
características, su forma y el material del que están construidas. 
Reconozca cada lente y en discusión con su equipo de trabajo formule 
hipótesis acerca de: 
1) ¿Serán convergentes o divergentes? 
2) ¿Cuál de las lentes tendrá mayor distancia focal? 
Planifique un experimento que permita comprobar la validez de las hipótesis 
formuladas por su equipo de trabajo. Recuerde que se sugirió se utilizara 
un método gráfico para la determinación de la distancia focal en el caso de 
las lentes cilíndricas. 
Determine la distancia focal de cada una de las lentes que tiene su equipo 
y llegue a alguna característica general que le permita identificar cuál lente 
tiene distancia focal mayor o menor. 
Una vez localizado el punto focal de la lente pruebe a realizar el mismo 
ejercicio, pero con los dos rayos exteriores del iluminador. Observe sí 
coinciden los puntos localizados utilizando los dos rayos interiores y los dos 
rayos exteriores. Este es un fenómeno conocido como aberración esférica 
y en los sistemas ópticos se trata de eliminar utilizando diafragmas que 
limiten el ancho del haz de luz. 
 
 
 
 
 
 
 
Ejercicio # 2. 
Es necesario preparar el puesto de trabajo para la utilización de las lentes 
esféricas. Pídale a su profesor de laboratorio le indique lo que debe hacer 
para eso. 
Sitúe la lente esférica sobre los rieles con cuidado. Sitúe además la pantalla 
a cierta distancia. Una diapositiva debe colocarse delante de la fuente de 
iluminación. Esta diapositiva servirá como objeto en nuestro ejercicio. 
Moviendo la pantalla obtenga una imagen clara y nítida del objeto. La 
imagen debe verse correctamente (no estar borrosa) sobre todo que se 
vean bien los bordes. 
Observe las características de la imagen: 
• Si está invertida. 
• Si el tamaño es mayor o menor que la del objeto. 
Mida la distancia imagen (q) y la distancia objeto (p). Realice las mediciones 
varias veces para que esté seguro son correctas. 
Calcule la distancia focal (f) de la lente utilizando la fórmula de las lentes 
dada arriba de este material. 
Retire la pantalla y coloque la lente a una distancia del objeto 
aproximadamente dos veces mayor que la distancia focal de la lente. Mida 
la distancia objeto (p). Utilizando la fórmula de las lentes calcule a qué 
distancia de la lente debe estar situada la imagen o sea la distancia imagen 
(q). Esta distancia calculada será su hipótesis acerca de la posición de la 
imagen. 
Apague la fuente de iluminación y sin mover la lente coloque la pantalla a 
una distancia de la lente igual a la distancia imagen calculada por su equipo. 
Si sus cálculos fueron correctos al encender la fuente de iluminación debe 
aparecer una imagen nítida en esta pantalla. Encienda la fuente de 
iluminación y compruebe si realmente aparece la imagen. Concluya acerca 
de la validez de la hipótesis formulada como resultado del cálculo realizado 
y si realmente el valor de la distancia focal determinada anteriormente es 
correcto. 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSIONES: 
§ Concluya acerca de las características de las lentes en cuanto a su 
forma y su poder de convergencia, caracterizada por su distancia 
focal. R= Existen dos tipos de lentes, convergentes y divergentes. 
Existen varias formas de demostrar la convergencia o divergencia 
de estos lentes, por ejemplo, cuando tenemos una lampara podemos 
observar que la lente de donde sale la luz no es totalmente plana, 
tiene una cierta forma la cual ayuda a que la luz se plasme hacia 
todos los ángulos posibles, dándole de cierta forma dirección y que 
aparte abarquen mucho espacio. 
 
 
§ ¿Cuál lente tiene mayor distancia focal,la que tiene mayor curvatura 
en las superficies o menor curvatura? R= La lente divergente tiene 
mayor distancia focal. 
 
 
§ ¿Pudiera utilizarse una lente cuya forma fuera con dos superficies 
planas para enfocar un haz de luz? R= Si es posible, pero la imagen 
quedaría igual. 
 
 
§ Pruebe a explicar por qué en los proyectores de diapositivas éstas 
deben colocarse en forma invertida para obtener una imagen 
derecha. R= Se colocan de esta manera ya que, al pasar una luz por 
una lente, hace que esta se refleje de manera invertida, debido a que 
la luz cambia de sentido.