ÓPTICA
Rama de la física que estudia la luz y los fenómenos relacionados con su comportamiento. Permite analizar cómo se forman las imágenes en espejos y lentes, y cómo se aplican sus leyes en instrumentos como microscopios, cámaras y gafas.
¿Qué es la óptica?
Es la rama de la física que permite el estudio de la luz y los fenómenos relacionados con ella. Analiza cómo se forman las imágenes y cómo funcionan instrumentos como espejos, lentes, microscopios y cámaras.
Se divide en:
-
Óptica geométrica (reflexión y refracción).
-
Óptica ondulatoria (interferencia y difracción).
-
Óptica cuántica (fotones y efecto fotoeléctrico).
Espejos Esféricos
Los espejos esféricos son aquellos que forman parte de una esfera. Dependiendo del lado donde esté la superficie reflectora pueden ser:
🔹 Espejo Cóncavo
Es aquel cuya superficie reflectora está hacia adentro.
-
El objeto generalmente se coloca a la izquierda.
-
El foco y el centro de curvatura están delante del espejo.
-
Puede formar imágenes reales o virtuales, dependiendo de la posición del objeto.
Elementos importantes
En los espejos esféricos se identifican:
-
C → Centro de curvatura
-
R → Radio de curvatura
-
F → Foco
-
V → Vértice
La distancia focal se relaciona con el radio mediante:
🔹 Espejo Convexo
Es aquel cuya superficie reflectora está hacia afuera.
-
El foco se encuentra detrás del espejo.
-
Siempre forma imágenes virtuales, derechas y reducidas.
Fórmulas de los espejos
Donde:
-
df = distancia focal
-
di = distancia de la imagen
-
do = distancia del objeto
Aumento
Indica el tamaño de la imagen en comparación con el objeto:
Donde:
-
Yi = tamaño de la imagen
-
Yo = tamaño del objeto
También puede expresarse como y esta fórmula permite determinar de mejor manera la naturaleza:
Donde:
- di: distancia de la imagen al espejo o lente.
- do: distancia del objeto al espejo o lente.
- El signo − indica orientación de la imagen.
Signos importantes
Naturaleza de la imagen
La imagen puede ser:
-
Virtual y derecha
-
Real e invertida
-
Aumentada → cuando A>1
-
Reducida → cuando A<1
🔍 LENTES
Son cuerpos trasparentes limitados por dos superficies que al menos una es curva la cual permite el paso de la luz y la desvían por refracción. A diferencia de los espejos, las lentes no reflejan la luz, sino que la hacen cambiar de dirección al atravesarlas.
Tipos de lentes
Lente Convergente
- Es más gruesa en el centro que en los bordes.
- Hace que los rayos paralelos se junten en un punto llamado foco.
- Puede formar imágenes reales e invertidas o virtuales y derechas, dependiendo de la posición del objeto.
Se usa en lupas, microscopios y cámaras.
Lente Divergente
- Es más delgada en el centro.
- Hace que los rayos se separen.
- Siempre forma imágenes virtuales, derechas y reducidas.
Se usa para corregir la miopía.
Elementos importantes en lentes
- F → Foco
- C → Centro óptico
- Eje principal
- Distancia focal (f)
En lentes convergentes:
f>0
En lentes divergentes:
f<0Ecuación de las lentes
Para calcular la posición de la imagen se usa:
Donde:
- f = distancia focal
- di = distancia imagen
- do = distancia objeto
Aumento en lentes
El aumento se calcula con:
Donde
-
Yi = tamaño de la imagen
-
Yo = tamaño del objeto
También puede expresarse como y esta fórmula permite determinar de mejor manera la naturaleza:
Donde:
- di: distancia de la imagen al espejo o lente.
- do: distancia del objeto al espejo o lente.
- El signo − indica orientación de la imagen.
Si:
-
A>1 → imagen aumentada
-
A<1 → imagen reducida
-
A>0 → imagen derecha
-
A<0 → imagen invertida
Naturaleza de la imagen en lentes
En lentes convergentes:
-
Si el objeto está lejos → imagen real e invertida.
-
Si el objeto está dentro del foco → imagen virtual, derecha y aumentada.
En lentes divergentes:
-
Siempre virtual, derecha y reducida.