Potencia De Las Lentes Delgadas

Ingeniería de materiales. Laboratorio de Física II
Alumno: Santiago de la Riva
PRÁCTICA 21
POTENCIA DE LENTES DELGADAS

OBJETIVO:
Determinación de la distancia focal y de la potencia de lentes delgadas

MATERIAL:
* Banco óptico con regla graduada
* Lámpara con fuente de alimentación y cables de conexión.
* Diapositiva, diafragma circular y difusor (vidrio esmerilado).
*Una lente convergente, una divergente y una pantalla.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1. Determinación de la distancia focal y potencia de una lente convergente:
Vamos a determinar la distancia focal f de una lente convergente usando la imagen real que forma de un objeto.
Para ello, delante de la lente convergente colocamos una diapositiva iluminada por la lámpara a una distancia s mayorque la distancia focal. Colocamos el difusor entre la diapositiva y la fuente de luz para conseguir una iluminación uniforme del objeto. Situamos la pantalla a una distancia d del objeto y vamos moviendo la lente convergente a lo largo del banco hasta que veamos nítida la imagen del objeto sobre la pantalla. Llamamos s a la distancia del objeto a la lente, y s’ a la distancia de la lente a lapantalla. Procedemos a la toma de datos para varias distancias d.

2. Método de autocolimación:
Para este método utilizaremos un espejo plano para determinar la distancia focal de la lente convergente. Sin retirar el difusor, sustituimos la diapositiva por un diafragma circular.
Comenzamos a mover la lente desde el diafragma hacia la derecha hasta que la imagen producida por los rayosreflejados en el espejo se forme nítidamente sobre el mismo plano del orificio y sea del mismo tamaño que éste. La distancia de la lente al diafragma en esa situación será la distancia focal f.
Realizamos 5 veces la experiencia retirando la lente y volviendo a colocarla y obtenemos los valores más probables de distancia focal y potencia de la lente con sus incertidumbres.

3. Determinación de lafocal y la potencia de la lente divergente:
La lente divergente no puede formar la imagen de un objeto en la pantalla. Para calcular su distancia focal nos ayudaremos de la lente convergente, que situaremos a una distancia del diafragma igual a su distancia focal.
Colocamos la lente divergente en una posición fija, y vamos moviendo la pantalla hasta conseguir que la imagen se ajuste a loscírculos dibujados sobre la misma. Medimos esa distancia e (de la lente div a la pantalla), y medimos con una regla los correspondientes diámetros d’.
Con los datos obtenidos calcularemos la focal y la potencia de la lente y sus respectivas incertidumbres.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

* Construir una tabla con los datos experimentales obtenidos para el método de Gauss para la lente convergente.Calcular la distancia focal para cada una de las distancias y la potencia con sus incertidumbres. Ver que valor es más preciso.

Tras la realización experimental obtenemos los siguientes datos:
Tabla 1: Datos experimentales. Método de Gauss.
Error Intervalo de nitidez ψ | s (cm) | ∆s (cm) | d = s + s' (cm) | ∆d (cm) |
± 0,3 | 15 | 0,1 | 50,0 | 0,1 |
± 0,3 | 15,5 | 0,1 | 48,0 | 0,1 |
±0,3 | 16,4 | 0,1 | 46,0 | 0,1 |
± 0,4 | 17,1 | 0,1 | 44,0 | 0,1 |
± 0,6 | 19,3 | 0,1 | 42,0 | 0,1 |

Para el cálculo de la distancia focal utilizamos la siguiente fórmula:
1f=1s+1s' → f=s∙s's+s'
Tenemos en cuenta que s’=d-s
Para conocer el error total de s (∆Ts), debemos tener en cuenta el error sistemático ∆s y el error dado por el intervalo de nitidez ψ.
∆Ts=∆s2+ψ2
Utilizamosesta ecuación y vemos que el error total ∆Ts es muy similar al error dado por el intervalo de nitidez ψ. Así que nuestro error total de s va a ser igual al dado por el intervalo de nitidez ψ.
∆s=ψ
Utilizaremos este error para el cálculo de la incertidumbre de f a partir de la ecuación:
∆f2=s∙(d-s)s+(d-s)ds∙∆s2+s∙(d-s)s+(d-s)dd∙∆d2
Para el cálculo de la potencia y su incertidumbre:
p=1f...