Fisica

[pic] |ÓPTICA

ÓPTICA GEOMÉTRICA |IES La Magdalena.
Avilés. Asturias | |
En la óptica geométrica se estudian los cambios de dirección experimentados por los rayos de luz cuando son reflejados o refractados mediante representaciones geométricas. Para trazar el camino de los rayos se tiene en cuenta lo siguiente:

• La luz cuando se propaga en un medio homogéneo lo hace en línea recta.• Se supone que el tamaño de los obstáculos que la luz encuentra en su camino son muy grandes en comparación con su longitud de onda. Por tanto, no tienen lugar procesos de difracción.

• El trazado de los rayos se realiza siguiendo las leyes estudiadas para la reflexión y la refracción.

• Los rayos luminosos son reversibles.

• La imagen de un punto se forma en laintersección de los rayos. Si divergen después de la reflexión o la refracción, la imagen se forma en la intersección de su prolongación (en sentido opuesto al de propagación)










• Los rayos que llegan a un espejo se reflejan siguiendo las leyes de la reflexión.

• Un rayo que incida perpendicularmente al espejo se refleja sobre si mismo.

• La imagen se forma en laintersección de los rayos. Aparentemente está "en el interior del espejo", al otro lado de la superficie reflectante es derecha (no está invertida) ,del mismo tamaño, y a una distancia (s') igual a la que se sitúa el objeto del espejo (s). Las imágenes que se forman al prolongar los rayos se denominan virtuales, ya que no pueden ser recogidas por una pantalla

















•Las imágenes formadas por reflexión en un espejo plano presentan lo que se conoce con el nombre de inversión lateral ya que la derecha y la izquierda en el objeto y la imagen están invertidas.




















S situamos dos espejos planos uno junto al otro, la imagen de uno se puede reflejar en el otro produciendo una repetición del objeto inicial. El número de imágenesformadas dependerá del ángulo entre los espejos.

En la imagen (izquierda) puede verse como dos espejos que forman un ángulo de 900 (E1 y E2) se reflejan mutuamente dando las correspondiente imágenes (E'1 y E'2). El objeto inicial situado entre ambos se refleja en E1 obteniéndose la correspondiente imagen IE1 , y en E2 obteniéndose IE2 . Tanto IE1 cono IE2 sirven a su vez de objetos para lareflexión en los espejos E'2 y E'1 dando la imagen común I.

Como resultado de las reflexiones se obtienen tres imágenes.



Se muestra ahora (derecha) un esquema de la reflexión de un objeto en dos espejos que forman un ángulo de 600 (E1 y E2). Los espejos se reflejan dando imágenes situadas en idéntica posición que los originales (ángulo de 600). De manera similar al caso anterior lasimágenes formadas sirven como objeto para el siguiente espejo. Se obtienen cinco imágenes.

De forma general el número de imágenes formadas (N) depende del ángulo formado por los espejos :











Ejemplo 1

Dos espejos planos están colocados perpendicularmente entre sí. Un rayo que se desplaza en un plano perpenduicular a ambos es reflejado primero en uno y luego en el otro.¿CUál es la dirección final del rayo respecto a su dirección original?

Solución:




















r1 + i2 = 900

Como: i1 = r1 e i2 = r2

r1 + r2 = 900 ; i1 + r2 = 900 ; r2 = 900 - i1



Por ejemplo para un ángulo de incidencia de 300 : r2 = 900 - 300= 600









Los espejos curvos, como sunombre indica, presentan cierta curvatura en la superficie reflectante. Dependiendo del tipo de curvatura tendremos espejos hiperbólicos, parabólicos, elípticos o esféricos. Aquí se considerarán únicamente estos últimos

Los espejos esféricos pueden ser cóncavos o convexos (ver figura).







Los elementos básicos de un espejo esférico son (ver figura):

• Eje del espejo (línea...