Magnetismo y Óptica Dr. Roberto Pedro Duarte Zamorano E-mail: roberto.duarte@didactica.fisica.uson.mx Webpage: http://rpduarte.fisica.uson.mx © 2015 Departamento de Física Universidad de Sonora

Temario Magnetismo Campo magnético. [Ene12-Ene31] (7.5 horas) Leyes del Magnetismo [Feb01-Feb21] (7.5 horas) Propiedades magnéticas de la materia. [Feb22-Feb28] (3horas) Óptica Naturaleza y propagación de la luz. [Mar01-Mar07] (3horas) Leyes de la reflexión y refracción. [Mar08-Mar21] (4.5horas) Óptica geométrica. [Mar22-Abr18] (9horas) Difracción. [Abr19-Abr25] (3horas) Polarización óptica. [Abr26-May02] (3horas) Propiedades ópticas de la materia. [May 03-May09] (3horas)

Parte II: Óptica (Tiempo aproximado: 27 horas) Magnetismo y óptica Parte II: Óptica (Tiempo aproximado: 27 horas) Óptica geométrica. [Mar22-Abr18] (9 horas). Reflexión en superficies planas y esféricas. Imágenes formadas por espejos esféricos. Concepto de lente delgada. Ecuación de las lentes delgadas. Imágenes formadas por lentes esféricas: Convergentes y divergentes. Instrumentos ópticos: El ojo humano, la cámara fotográfica, el microscopio, etc.

Todo rayo paralelo al eje principal se refleja pasando por el foco. Imágenes formadas por espejos esféricos. Reglas para el trazado de rayos en los espejos esféricos Recordando que la trayectoria de los rayos al incidir en el espejo cumple las leyes de la reflexión, escogemos tres rayos: uno que sale paralelo al eje principal, otro que va hacia el foco y otro que va hacia el centro de curvatura Todo rayo paralelo al eje principal se refleja pasando por el foco.

Todo rayo que pasa por el foco se refleja paralelo al eje principal. Imágenes formadas por espejos esféricos. Reglas para el trazado de rayos en los espejos esféricos Todo rayo que pasa por el centro de curvatura C, se refleja en la misma dirección, pero en sentido contrario. ¡Su dirección coincide con la normal en el punto de impacto! Todo rayo que pasa por el foco se refleja paralelo al eje principal.

Reglas para el trazado de rayos en los espejos esféricos Imágenes formadas por espejos esféricos. Reglas para el trazado de rayos en los espejos esféricos El rayo que incide en el espejo forma con la normal en ese punto un ángulo igual al que forma el que se refleja. La normal de cada punto del espejo coincide con el radio de curvatura Siguiendo las reglas anteriores desde el punto P solo se pueden trazar tres rayos: Rayo que pasa por C (que se refleja sobre si mismo). Rayo que pasa por F (va paralelo al eje principal y se refleja pasando por F); y Rayo que pasa por F (que sale paralelo al eje principal).

Sugerencia: Ver video en https://www.youtube.com/watch?v=xiIuPZq1QUs Imágenes formadas por espejos esféricos. Trazo de rayos para la formación de imágenes Un objeto iluminado o que emite luz (como la punta de una vela) se considera un Objeto en óptica geométrica. Colocando un objeto delante de un espejo cóncavo este formará una Imagen real de ese objeto Debido a que la imagen se puede formar sobre una pantalla, se le denomina imagen real. Sugerencia: Ver video en https://www.youtube.com/watch?v=xiIuPZq1QUs

Objeto colocado entre el centro de un espejo y el infinito Imágenes formadas por espejos esféricos. Ejemplos Objeto colocado entre el centro de un espejo y el infinito Para un objeto colocado entre el centro de un espejo y el infinito, la imagen es real invertida, localizada entre el foco y el centro

Objeto colocado en el centro de un espejo y entre el centro y el foco Imágenes formadas por espejos esféricos. Ejemplos Objeto colocado en el centro de un espejo y entre el centro y el foco Para un objeto colocado en el centro de un espejo, la imagen es real invertida, localizada en el centro Para un objeto colocado entre el centro de un espejo y el foco, la imagen es real invertida, localizada entre el centro y el infinito.

Objeto colocado entre el foco y el espejo Imágenes formadas por espejos esféricos. Ejemplos Objeto colocado entre el foco y el espejo Para un objeto colocado entre el foco y el espejo, la imagen es virtual y derecha, localizada atrás del espejo

Reglas de construcción de imágenes en las lentes Imágenes formadas por lentes esféricas: Convergentes y divergentes. Reglas de construcción de imágenes en las lentes Las trayectorias de los infinitos rayos que salen de un objeto están definidas por estas reglas: Regla 1. Todo rayo que viaja paralelo al eje principal antes de entrar en la lente, pasa, al salir de ella, por el foco imagen, 𝐹′ . Regla 2. Todo rayo que pasa por el foco objeto, 𝐹, llega a la lente y se refracta en ella, emergiendo paralelo al eje principal.

Imágenes formadas por lentes esféricas: Convergentes y divergentes. Reglas de construcción de imágenes en las lentes Las trayectorias de los infinitos rayos que salen de un objeto están definidas por estas reglas: Regla 3. Todo rayo que pasa por el centro óptico (que es el centro geométrico de la lente) no sufre desviación. Para localizar el punto imagen de un objeto frente a una lente, se debe construir al menos la trayectoria de dos de los rayos mencionados anteriormente. En el punto de cruce se forma el punto imagen

Imágenes formadas por lentes esféricas: Convergentes y divergentes. Formación de la imagen según la posición del objeto Si el objeto está situado entre 2𝐹 y el infinito, la imagen estará entre 𝐹′ y 2𝐹′ y será invertida, real y más pequeña. Llamemos 𝑝 a la distancia del objeto a la lente y 𝑞 a la de la imagen a la lente. objeto imagen 2F 2F 𝑝 𝑞 Si 𝑝>2𝐹, entonces 𝐹´< 𝑞< 2𝐹´

Formación de la imagen según la posición del objeto Imágenes formadas por lentes esféricas: Convergentes y divergentes. Formación de la imagen según la posición del objeto Si el objeto está situado en 2𝐹, la imagen estará en 2𝐹′, y será de igual tamaño, invertida y real. Llamemos 𝑝 a la distancia del objeto a la lente y 𝑞 a la de la imagen a la lente. objeto imagen 2𝐹 2𝐹 𝑝 𝑞 Si 𝑝=2𝐹, entonces 𝑞= 2𝐹´

Imágenes formadas por lentes esféricas: Convergentes y divergentes. Formación de la imagen según la posición del objeto Si el objeto está situado entre 2𝐹 y 𝐹, la imagen estará situada más allá de 2𝐹′ y será de mayor tamaño, invertida y real. Llamemos 𝑝 a la distancia del objeto a la lente y 𝑞 a la de la imagen a la lente. objeto imagen 2F 2F 𝑝 𝑞 Si 2𝐹>𝑝>𝐹, entonces 𝑞>2𝐹´

Imágenes formadas por lentes esféricas: Convergentes y divergentes. Formación de la imagen según la posición del objeto Si el objeto está situado en 𝐹 la imagen no se forma ya que las líneas no se cruzan (las líneas paralelas no se cruzan, excepto en el infinito). Llamemos 𝑝 a la distancia del objeto a la lente y 𝑞 a la de la imagen a la lente. objeto F F 𝑝 𝑞 Si 𝑝=𝐹, entonces 𝑞 es infinito

Imágenes formadas por lentes esféricas: Convergentes y divergentes. Formación de la imagen según la posición del objeto Si el objeto está situado entre 𝐹 y la lente, la imagen estará entre 𝐹 y el infinito y será virtual (la forman las prolongaciones de los rayos), de mayor tamaño y derecha. Llamemos 𝑝 a la distancia del objeto a la lente y 𝑞 a la de la imagen a la lente. F Imagen objeto F 𝑝 𝑞 Si 𝑝<𝐹, entonces 𝑞>𝐹 y del mismo lado que 𝑝

Magnetismo y Óptica Dr. Roberto Pedro Duarte Zamorano E-mail: roberto.duarte@didactica.fisica.uson.mx Webpage: http://rpduarte.fisica.uson.mx © 2015 Departamento de Física Universidad de Sonora