Examen parcial (M1 y M2): Aula: :15 FÍSICA II GRADO

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1 Examen parcial (M1 y M2): 7-6-2019 Aula: 2.7 16:15 FÍSICA II GRADO
Escuela Politécnica Superior Universidad de Sevilla FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Prof. Norge Cruz Hernández Examen parcial (M1 y M2): Aula: 2.7 16:15 Campo magnético en el vacío. Inducción. Ondas. Óptica

2 FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Tema 8. Óptica
Escuela Politécnica Superior Universidad de Sevilla FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Tema 8. Óptica Prof. Norge Cruz Hernández

3 Tema 8. Óptica. (2 horas) 8.1 Introducción
8.2 Propagación de la luz. Velocidad de la luz e índice de refracción. 8.3 Reflexión y Refracción. Reflexión total. Aplicaciones. 8.4 Formación de imágenes en espejos. Espejos esféricos. 8.5 Lentes convergentes y divergentes.

4 Bibliografía Clases de teoría:
- Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: , Ed. 9 y 11. Clases de problemas: -Problemas de Física General, I. E. Irodov Problemas de Física General, V. Volkenshtein Problemas de Física, S. Kósel Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V. D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. Libros de consulta: Resolución de problemas de física, V.M. Kirílov.

5 8.1 Introducción naturaleza de la luz Hasta la época de Isaac Newton ( ), los científicos pensaban que la luz consistía en una corriente de partículas llamadas corpúsculos. Alrededor de 1665 comenzaron a descubrirse indicios de propiedades ondulatorias de la luz. En 1873, James Clerk Maxwell predijo la existencia de ondas electromagnéticas y calculó su rapidez. Los trabajos experimentales de Henrich Hertz en 1887, unido a los de Maxwell, demostraron que la luz es una onda electromagnética. Varios efectos asociados con la emisión y absorción de la luz ponen de manifiesto un aspecto corpuscular, atendiendo la forma de transportar la energía en pequeños paquetes llamados fotones ó cuantos. La propagación de la luz se describe mejor mediante un modelo ondulatorio, pero para comprender la emisión y la absorción requiere un enfoque corpuscular.

6 cualquier medio que no sea el vacío
8.2 Propagación de la luz. Velocidad de la luz e índice de refracción. La primera medición terrestres de la velocidad de la luz fue realizada por el france Armand Fizeau (1849). índice de refracción n: es la razón de la rapidez de la luz c en el vacío respecto a su rapidez v en un material óptico. cualquier medio que no sea el vacío en el vacío

7 ondas, frentes de onda y rayos
frente de onda: lugar geométrico de todos los puntos adyacentes en los cuales la fase de vibración de una magnitud física, asociada con la onda, es la misma. óptica física rayo: es una línea imaginaria a lo largo de la dirección de propagación de la luz, normales a las superficies de los frentes de onda. óptica geométrica

8 reflexión y refracción
8.3 Reflexión y refracción. Reflexión total. Aplicaciones. reflexión y refracción

9 reflexión y refracción
reflexión difusa: ocurre sobre una superficie áspera, y sin un ángulo definido. reflexión especular: ocurre sobre una superficie lisa, y con un ángulo definido.

10 leyes de reflexión y refracción
- Los rayos incidente, reflejado y refractado, así como la normal a la superficie, yacen todos en el mismo plano. - El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia para todas las longitudes de onda y para cualquier par de medios. ley de reflexión - Para luz monocromática, la razón de los senos de los ángulos incidente y refractado, medidos con respecto a la normal a la superficie, es igual a la razón inversa de los índices de refracción de los dos medios: ley de refracción ley de Snell

11 coloquemos una regla en un recipiente con agua
la punta de la regla aparenta estar más cerca de la superficie

12 El índice de refracción depende de la sustancia que componen ambos medios y de la longitud de onda que estemos analizando.

13 el rayo se aleja de la normal el rayo emerge tangente a la superficie
reflexión total En determinadas condiciones puede ocurrir que toda la luz se refleje, sin que nada de ella sea refractada. el rayo se aleja de la normal el rayo emerge tangente a la superficie reflexión total interna

14 dispersión de la luz La luz blanca es una superposición de longitudes de onda que abarcan todo el espectro visible. La velocidad de la luz varía para cada longitud de onda en cada material.

15 objeto puntual: carente de extensión física.
8.4 Formación de imágenes en espejos. Espejos esféricos. objeto: cualquier cosa desde donde se irradian rayos de luz. objeto puntual: carente de extensión física. objeto extensos: objetos reales, con longitud, ancho y altura gran número de objeto puntual objeto extensos Los rayos luminosos provenientes del objeto situado en el punto P se reflejan en un espejo plano. Los rayos reflejados que penetran en el ojo se ven como si proviniesen del punto de imagen P’. objeto imagen

16 la imagen se acerca a la superficie
Los rayos luminosos provenientes del objeto situado en el punto P se refractan en la interfaz plana. Los rayos refractados que penetran en el ojo se ven como si proviniesen del punto de imagen P’. la imagen se acerca a la superficie imagen virtual: los rayos salientes de la imagen no pasan en realidad por el punto de imagen superficie plana refractiva imagen real: los rayos salientes de la imagen pasan en realidad por el punto de imagen

17 formación de imágenes por espejos planos
Construcción para hallar la ubicación de la imagen formada por un espejo plano. distancia objeto distancia imagen Podemos repetir el procedimiento para cualesquiera dos rayos y los resultados serán los mismos.

18 reglas de signos saliente entrante entrante saliente Regla de signos para la distancia de objeto: Cuando el objeto está del mismo lado de la superficie reflectora o refractiva que la luz entrante, las distancia de objeto s es positiva; en caso contrario es negativa. Regla de signos para la distancia de imagen: Cuando la imagen está del mismo lado de la superficie reflectora o refractiva que la luz saliente, la distancia imagen s’ es positiva; en caso contrario, es negativa. Regla de signos para el radio de curvatura de una superficie esférica: Cuando el centro de curvatura C está del mismo lado que la luz saliente, el radio de curvatura es positivo; en caso contrario, es negativo.

19 imagen de un objeto extenso: espejo plano
Para encontrar la imagen de un objeto extenso, lo consideramos como si fueran muchos objetos puntuales. Cada objeto puntual tendrá una imagen, y la unión de estas conformarán la imagen del objeto. imagen derecha: si la flecha de la imagen apunta en el mismo sentido que la flecha del objeto aumento lateral imagen invertida: si la flecha de la imagen apunta en el sentido opuesto que la flecha del objeto espejo plano

20 lado cóncavo centro de curvatura: el centro de la esfera de la cual forma parte la superficie vértice del espejo: es el centro de la superficie del espejo eje óptico: la recta que pasa por el centro de curvatura y por el vértice del espejo

21 relación imagen-objeto espejo esférico
pequeño pequeños rayos paraxiales relación imagen-objeto espejo esférico

22 punto focal y distancia focal
punto focal: punto donde convergen los rayos paralelos

23 Si colocamos un objeto en el foco, entonces su imagen solamente se formará en el infinito

24 Varios espejos esféricos concentran la energía en sus focos, que coinciden todos en un mismo punto

25 Estos espejos cóncavos concentran la energía en su foco, donde se calienta un líquido que transporta calor a un generador de corriente.

26 imagen de un objeto extenso: espejo esférico
Para encontrar la imagen de un objeto extenso, lo consideramos como si fueran muchos objetos puntuales. Cada objeto puntual tendrá una imagen, y la unión de estas conformarán la imagen del objeto. aumento lateral