Optica

[pic]

Manuel Grima Reyes 4t. A
IES Federica Montseny
Dimecres, 3 de juny de 2009
1. Óptica.

L’óptica és una branca de la física que s’ocupa de la propagació i del comportament de la llum.

La llum és la zona de l’espectre electromagnètic que s’exten des dels raigs X fins a les micrones i inclou la energia radiant que dona la sensación de visió.

2. Propagació de la llum.

La llumes propaga en línia recta en els medis transparents i homogenis i a una velocitat de 300000km/h en el buit. La línia recta que representa la dirección y el sentit de la propagació de la llum s’anomena raig de llum.

Una manera de comprobar que la llum es propaga en línia recta és la formació d’ombres i penombres.

2.1. Ombra i penombra.

L’ombra (parlem d’ombra completa: ombra + penombra) ésuna zona de foscor on la llum és obstaculitzada a causa d’un cos opac. És conseqüència directa de la propagació rectilínia de la llum.

L’ombra (en llatí: “sombra”) és la part més fosca d’una ombra completa. Dins de l’ombra, la font de llum es troba completamente bloquejada per l’objecte que causa l’ombra completa. En canvi, la penombra (en llatí: paene “casi” + umbra “ombra”), és la part del’ombra completa on la font lluminosa només és bloquejada parcialment.

Pràctica d’ombra i penombra.

Objectius

Comprobar que la llum es propaga en línia recta. Determinar que són l’ombra i la penombra i els seus efectes, amb diferent nombre de focus lluminosos i distàncies diferents.

Material

Banc óptic
Diafragma amb una ranura
Diafragma amb dues ranures
Diafragma amb finestra de 10mmFocus lluminós
Lent f’ = +50mm, 40 Ø
Pantalla opaca
Pantalla transllúcida
Suport pel diafragma
Suport pel focus i el disc
Transformador 12V, 20W
Llapis

Procediment

Muntatge de l’experiència

Es col.loca el focus sobre el banc i devant la lent de f’ = +50mm. Es munta el diafragma d’una ranura i la pantalla transllúcida sobre el suport corresponent i es situa al banc, devant la lent.Es col.loca la pantalla opaca al banc i, a continuació, molt a prop de la pantalla, es posa un altre suport per diafragmes, en el que es col.locarà un llapis. S’ajusta la lent de forma que sobre l’orifici es concentri bé la llum. La ranura s’ha convertit en un focus lluminós que emeteix en totes direccions.

Execució de l’experiència

Activem el focus lluminós i podem observar l’efecte del’ombra sobre la pantalla opaca.

L’ombra del llapis obtinguda sobre la pantalla és nítida. Tot i que movem el llapis, l’ombra continua sent nítida.

Cambiem el diafragma d’una ranura pel de tres i fem el mateix.

L’ombra del llapis obtinguda sobre la pantalla està formada per una zona central d’ombra i quatre de penombra amb diferent intensitat. Si allunyem molt el llapis del focus lluminós(imatge 1), les ombres i les penombres cada vegada són més petites, fins que arriba un momento en que l’ombra desapareix i només queden quatre penombres.

Substituim el diafragma de tres ranures pel diafragma amb finestra de 10mm i tornem a fer el mateix.

L’ombra del llapis obtinguda sobre la pantalla está formada per una zona central d’ombra difusa i dues zones laterals de penombra, com si estractes d’un diafragma de dues ranures. En desplaçar el llapis, trobem que en un punt (imatge 2) l’ombra desapareix i només queda penombra. També podem observar que com més a prop estigui el llapis del focus lluminós, més extenses seran l’ombra i la penombra (tret de la posición de la imatge 2).

Conclusions

Com a conclusió podem confirmar que la llum es propaga en línia recta, després decomprobar que les ombres i penombres dels dibuixos fets amb línies rectes coincidiesen amb la realitat.

També hem pogut observar que com més a prop es troba el cos del focus lluminós, més grans són l’ombra i la penombra, però també menys nítides. Al contrari, com més allunyat és el cos del focus lluminós, més petitres són l’ombra i la penombra, però més nítida.

Finalment, com a conseqüència...