09 - SISTEMAS ÓPTICOS COMPUESTOS
Introducción.
Los sistemas ópticos compuestos son
sistemas formados por varias lentes, donde la imagen final se forma
cuando la imagen de la primera lente hace de objeto para la segunda y
así sucesivamente.
Todos ellos sirven para aumentar el tamaño aparente de las cosas. Debemos entender que la percepción que tenemos del tamaño y la distancia de los objetos depende del ángulo bajo el que aparecen a nuestra vista. Un objeto muy pequeño o muy lejano aparece bajo un ángulo muy pequeño. Y un objeto grande o cercano aparece bajo un ángulo mayor.
Al observar un objeto pequeño o lejano, los rayos de luz que vienen de él nos llegan bajo un ángulo muy pequeño.
Si esos rayos los hacemos pasar por un sistema óptico que aumente el ángulo bajo el cual los vemos, el objeto parecerá ser mayor o estar más cerca de lo que realmente está. En esto se basan todos los sistemas ópticos usados para aumentar objetos.
En esta práctica estudiaremos el microscopio, el anteojo de Galileo y el anteojo de Kepler o astronómico. Antes de empezar, nos familiarizaremos con la animación construyendo una lupa y describiendo las condiciones que se tienen que dar para que podamos ver los objetos aumentados.
La lupa está compuesta por una lente convergente de distancia focal pequeña. Forma una imagen virtual, derecha y mayor que el objeto.
El microscopio está formado por dos lentes convergentes, el objetivo y el ocular, que realizan la ampliación en dos pasos. El objetivo es una lente de corta distancia focal que se coloca muy cerca del objeto que se quiere observar. Forma una imagen intermedia real, mayor e invertida. Esta imagen intermedia se vuelve a ampliar en la segunda lente, el ocular, formando la imagen que vemos al mirar por el telescopio. Esta imagen final es virtual, invertida y mucho mayor comparada con el objeto que estamos observando.
El anteojo de Galileo está formado por un objetivo convergente y un ocular divergente. Se usa para observar objetos muy lejanos, así que los rayos llegan aproximadamente paralelos como si el objeto estuviera en el infinito. Al atravesar el anteojo, los rayos vuelven a salir paralelos hacia nuestros ojos, así que la imagen se forma también en el infinito, pero la vemos bajo un ángulo mayor.
En el anteojo de Kepler o astronómico tanto el objetivo como el ocular son convergentes. El funcionamiento es el mismo que el del anteojo de Galileo. Los rayos de un objeto lejano entran paralelos y se concentran, haciendo que la imagen ocupe un ángulo mayor de visión.
Todos ellos sirven para aumentar el tamaño aparente de las cosas. Debemos entender que la percepción que tenemos del tamaño y la distancia de los objetos depende del ángulo bajo el que aparecen a nuestra vista. Un objeto muy pequeño o muy lejano aparece bajo un ángulo muy pequeño. Y un objeto grande o cercano aparece bajo un ángulo mayor.
Al observar un objeto pequeño o lejano, los rayos de luz que vienen de él nos llegan bajo un ángulo muy pequeño.
Si esos rayos los hacemos pasar por un sistema óptico que aumente el ángulo bajo el cual los vemos, el objeto parecerá ser mayor o estar más cerca de lo que realmente está. En esto se basan todos los sistemas ópticos usados para aumentar objetos.
En esta práctica estudiaremos el microscopio, el anteojo de Galileo y el anteojo de Kepler o astronómico. Antes de empezar, nos familiarizaremos con la animación construyendo una lupa y describiendo las condiciones que se tienen que dar para que podamos ver los objetos aumentados.
La lupa está compuesta por una lente convergente de distancia focal pequeña. Forma una imagen virtual, derecha y mayor que el objeto.
El microscopio está formado por dos lentes convergentes, el objetivo y el ocular, que realizan la ampliación en dos pasos. El objetivo es una lente de corta distancia focal que se coloca muy cerca del objeto que se quiere observar. Forma una imagen intermedia real, mayor e invertida. Esta imagen intermedia se vuelve a ampliar en la segunda lente, el ocular, formando la imagen que vemos al mirar por el telescopio. Esta imagen final es virtual, invertida y mucho mayor comparada con el objeto que estamos observando.
El anteojo de Galileo está formado por un objetivo convergente y un ocular divergente. Se usa para observar objetos muy lejanos, así que los rayos llegan aproximadamente paralelos como si el objeto estuviera en el infinito. Al atravesar el anteojo, los rayos vuelven a salir paralelos hacia nuestros ojos, así que la imagen se forma también en el infinito, pero la vemos bajo un ángulo mayor.
En el anteojo de Kepler o astronómico tanto el objetivo como el ocular son convergentes. El funcionamiento es el mismo que el del anteojo de Galileo. Los rayos de un objeto lejano entran paralelos y se concentran, haciendo que la imagen ocupe un ángulo mayor de visión.
Objetivo.
El objetivo de esta
práctica es construir los cuatro instrumentos ópticos y entender las
condiciones que se tienen que dar (posiciones y distancias de los
objetos y los focos) en cada uno de ellos para que funcionen.
Instrucciones.
HASTA QUE TE FAMILIARICES CON LA ANIMACIÓN, SIGUE LAS
INSTRUCCIONES PASO A PASO.
DESCÁRGATE EL ARCHIVO EXCEL PARA ANOTAR TUS RESULTADOS.
DESCÁRGATE EL ARCHIVO EXCEL PARA ANOTAR TUS RESULTADOS.
- Lee bien la introducción y apunta las propiedades de las imágenes que forma cada sistema óptico.
- Construye una lupa y sitúa un objeto pequeño delante de ella de manera que la imagen formada sea 4 veces más alta que el objeto. Pincha con el botón izquierdo en el objeto para que te aparezcan las medidas del objeto y la imagen. Imprime la pantalla y copia la imagen en el archivo excel.
- Construye un microscopio. Sitúa un objeto pequeño delante de él de manera que la imagen sea 20 veces más alta que el objeto (usa un objeto muy pequeño). Imprime la pantalla y copia la imagen en el archivo excel.
- Construye un anteojo de Galileo. Sitúa un haz de luz (beam) delante, de manera que los rayos se concentren. Imprime la pantalla y copia la imagen en el archivo excel.
- Construye un anteojo de Kepler o astronómico. Sitúa un haz de luz (beam) delante, de manera que los rayos se concentren. Imprime la pantalla y copia la imagen en el archivo excel.
Animación.
Davidson College.
http://webphysics.davidson.edu/Applets/Applets.html
Resultados.
Cuando
hayas terminado contesta las siguientes preguntas en inclúyelas en el archivo excel.
- ¿Dónde debe estar situado un objeto para observarlo con una lupa?
- ¿Dónde debe estar situado un objeto para observarlo con un microscopio? ¿Dónde hay que situar la segunda lente (ocular) para que se forme la imagen final?
- En los anteojos, ¿dónde hay que situar el ocular para que los rayos salgan paralelos?
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