8/18/2019 Optica Geometrica.pptx
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Capítulo OPTICA
GEOMETRICA- Refexión, Reracción y espeos- Refexión, Reracción y espeos
! "#$%
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copletar este ó+ulo
+e&er(• Explicar y +iscutir con +ia.raas,
refexión, a&sorción y reracción +erayos +e lu/0
• )e1nir e ilustrar su coprensión real,'irtual, +erec2a, in'erti+a, alar.a+a y
re+uci+a coo se aplican a lasi.enes0 • 3sar óptica .eo*trica para +i&uar
i.enes +e un o&eto a 'arias+istancias +es+e espeos con'er.entes
y +i'er.entes0
• Ilustrar .r1caente la refexión +e lu/
+e espeos plano, con'exo y cónca'o0
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4ptica .eo*trica
En el estu+io +e cóo se coportala lu/, es 5til usar 6rayos +e lu/7 y el2ec2o +e 8ue la lu/ 'iaa en líneas
rectas0
En el estu+io +e cóo se coportala lu/, es 5til usar 6rayos +e lu/7 y el2ec2o +e 8ue la lu/ 'iaa en líneas
rectas0Cuan+o la lu/.olpea la ronteraentre +os e+ios,
pue+en ocurrir trescosas( refexión,reracción oa&sorción0
refexión
reracción
a&sorción A.ua
Aire
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Refexión, reracción y
a&sorción
9ater
AirRefexión( 3nrayo +es+e el
aire .olpea ela.ua y re.resaal aire0
Reracción( 3nrayo se +o&laen el a.ua2acia la línea
noral0
A&sorción( 3n rayose a&sor&eatóicaente en ela.ua y no reaparece0
refection
reraction
a&sorption
A.ua
Aire
refexión
reracción
a&sorción
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:eyes +e la refexión
A.ua
Aire$0 El n.ulo +einci+encia θi es
i.ual al n.ulo+e refexión θr (
θi ; θr
θi ; θr
θi
N refexiónθr
To+os los n.ulos +e los rayos se i+en con respecto a lanoral N0
"0 El rayo inci+ente,el rayo refea+o yla noral N estnto+os en el iso
plano0
%0 :os rayos soncopletaentere'ersi&les0
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El espeo plano3n espeo es una super1cie enoreentepuli+a 8ue ora i.enes al refear la lu/unioreente0
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)e1niciones
)istancia al o&eto( )istancia en línearecta p +es+e la super1cie +el espeo alo&eto0)istancia a la ia.en( )istancia en línearecta q +es+e la super1cie +el espeo a
la ia.en0)istanciaal o&eto
)istanciaa la
ia.en;
p = q
θi ; θr
O&eto Ia.en
p q
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Real y 'irtual:as i.enes y
o&etos reales seoran e+ianterayos +e lu/ reales0=las i.enes
reales se pue+enproyectar en unapantalla0>
:as i.enes yo&etos 'irtuales enreali+a+ no existen,sino 8ue sólo
parecen estar enuna u&icación0
:as i.enes 'irtualesestn en el la+oopuesto +el espeo a
los rayos entrantes0
O&etoreal
Ia.en'irtual
Rayos +elu/
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Ia.en +e un o&eto
puntualEspeoplano
O&etoreal
p
:a ia.en parecer estar a la isa+istancia +etrs +el espeo sin
iportar el n.ulo +e 'isión0
:a ia.en parecer estar a la isa+istancia +etrs +el espeo siniportar el n.ulo +e 'isión0
qIa.e
n
'irtual
q = p
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Ia.en +e un o&eto
exten+i+oEspeoplano
p q
:a ia.en +e arri&a y a&ao +e la.uitarra uestra in'ersión +e
a+elante-atrs, +erec2a-i/8uier+a0
:a ia.en +e arri&a y a&ao +e la.uitarra uestra in'ersión +e
a+elante-atrs, +erec2a-i/8uier+a0
q = p
Ia.e
n'irtual
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T*rinos +e espeos es*ricos
3n espeo es*rico seora e+iante lassuper1cies interior=cónca'a> o exterior
=con'exa> +e unaesera0A8uí se uestra unespeo es*rico
cónca'o coni+enti1cación +e suspartes0
Espeocónca'o
Ra+io +e cur'aturaR?*rtice ?
Centro +ecur'atura C
@e uestran el ee yla a&ertura lineal0
A&erturalineal
?
C
R Ee
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)istancia ocal f +e unespeo
ee
θr
θi
R
Rayo paraleloinci+ente
f
)istancia ocal, f
:a +istanciaocal f es(
2
R f =
:a +istancia ocal f es i.ual a la ita+ +el
ra+io R
:a +istancia ocal f es i.ual a la ita+ +el
ra+io R
Coo θi ; θ
r, se
encuentra 8ue F est a e+iocaino entre V yC se tiene(C V F
Punto ocal
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Para o&etosu&ica+os en el
in1nito, laia.en realaparece en elpunto ocal pues
los rayos +e lu/son casiparalelos0
Para o&etosu&ica+os en el
in1nito, laia.en real aparece en elpunto ocal pueslos rayos +e lu/son casiparalelos0
El oco +e un espeocónca'o
El punto ocal F para un espeo cónca'o es elpunto en el 8ue con'er.en to+os los rayos +elu/ paralelos0
ee
Rayos paralelosinci+entes
CF
Punto
ocal
2
R f =
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Boco +e un espeocon'exo
El punto ocal para un espeo con'exo es elpunto F +es+e el 8ue +i'er.en to+os los rayos+e lu/ paralelos0
ee
C F
R
Rayosinci+entes
Rayos
refea+os
Foco virtual;divergen
rayosreejados.
2
R f =
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Construcción +e ia.en(
Rayo $( 3n rayo paralelo al espeopasa a tra'*s +el punto ocal +e unespeo cónca'o o parece 'enir +elpunto ocal a un espeo con'exo0
Rayo $( 3n rayo paralelo al espeopasa a tra'*s +el punto ocal +e unespeo cónca'o o parece 'enir +elpunto ocal a un espeo con'exo0
C F
Espeocon'ex
oO&eto
C F
Espeocónca'o
O&eto
Rayo$
Rayo$
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Construcción +e ia.en=Cont0>(
Rayo "( 3n rayo 8ue pasa a tra'*s +eloco en un espeo cónca'o o proce+e2acia el oco +e un espeo con'exo serefea paralelo al ee +el espeo0
Rayo "( 3n rayo 8ue pasa a tra'*s +eloco en un espeo cónca'o o proce+e2acia el oco +e un espeo con'exo serefea paralelo al ee +el espeo0
Espeocónca'o
C F
Rayo
"
Rayo$
Ia.en
C F
Espeocon'exo
Rayo"
Rayo$
Ia.en
C ió + i
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Construcción +e ia.en=Cont0>(
Rayo %( 3n rayo 8ue proce+a a lo lar.o+el ra+io siepre se refea +e re.reso alo lar.o +e su trayectoria ori.inal0
Rayo %( 3n rayo 8ue proce+a a lo lar.o+el ra+io siepre se refea +e re.reso alo lar.o +e su trayectoria ori.inal0
C F
Espeocon'ex
o
Espeocónca'o
C F
Rayo"
Rayo
$
Rayo%
Rayo
%
C F
Rayo"
Rayo$
Ia.en
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O&eto auera +el centro C
Espeocónca'
o
C F Rayo%
Rayo"
Rayo$
$0 :a ia.en esin'erti+a es +ecir,opuesta a laorientación +el
o&eto0"0 :a ia.en es real es+ecir, se ora porrayos +e lu/ realesenrente +el espeo0
%0 :a ia.en es re+uci+aen taaDo es +ecir,s pe8ueDa 8ue elo&eto0
:a ia.en seu&ica entre C yB
:a ia.en seu&ica entre C yB
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O&eto en el centro C
C F
Rayo"
Rayo$
$0 :a ia.en esin'erti+a es +ecir,opuesta a laorientación +el
o&eto0"0 :a ia.en es real es+ecir, se ora porrayos +e lu/ realesenrente +el espeo0
%0 :a ia.en es +eliso taaDo 8ue elo&eto0
:a ia.en seu&ica en C,in'erti+a0
:a ia.en seu&ica en C,in'erti+a0
Rayo%
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O&eto entre C y B
$0 :a ia.en esin'erti+a es +ecir,opuesta a laorientación +el
o&eto0"0 :a ia.en es real es+ecir, se ora conrayos +e lu/ realesenrente +el espeo0
%0 :a ia.en es alar.a+aen taaDo es +ecir,ayor 8ue el o&eto0
:a ia.en estauera +el centroC
:a ia.en estauera +el centroC
C F
Rayo$
Rayo%
Rayo"
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O&eto en el punto ocal
:a ia.en seu&ica en el in1nito=no se ora>0
:a ia.en seu&ica en el in1nito=no se ora>0
C
F
Rayo%
:os rayosrefea+os sonparalelos
Cuan+o el o&etose u&ica en elpunto ocal +el
espeo, la ia.enno se ora =o seu&ica en elin1nito>0
Cuan+o el o&etose u&ica en elpunto ocal +el
espeo, la ia.enno se ora =o seu&ica en elin1nito>0
:os rayos refea+osparalelos nunca se
cru/an0
Rayo$
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O&eto +entro +el punto
ocal$0 :a ia.en es+erec2a es +ecir,con la isaorientación 8ue elo&eto0"0 :a ia.en es 'irtualesto es, pareceu&icarse +etrs +el
espeo0%0 :a ia.en esalar.a+a s .ran+e8ue el o&eto0
:a ia.en seu&ica +etrs +el
espeo
:a ia.en seu&ica +etrs +elespeo
C
F )erec2a yalar.a+a
Ia.en'irtual
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O&ser'e las i.enesconore el o&eto se
acerca al espeo
Espeo
cónca'o
C F
Rayo%
Rayo
"
Rayo$
C F
Rayo
"
Rayo$
Rayo
%
CF
Rayo$
Rayo
%
Rayo
"
C
F
Rayo
%
:os rayosrefea+os sonparalelos
Rayo$
C
F )erec2a yalar.a+a
Ia.en'irtual
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I.enes en espeo
con'exo
C F
Espeocon'exo
Rayo"
Rayo$
Ia.en
To+as las i.enes son +erec2as,'irtuales y re+uci+as0 :as i.enes se
2acen s .ran+es conore el o&eto se
To+as las i.enes son +erec2as,'irtuales y re+uci+as0 :as i.enes se
2acen s .ran+es conore el o&eto sea roxia0
C F
Espeocon'exo
Rayo$
"
:a ia.en se 2aces .ran+e
conore el o&eto
se acerca
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Espeos con'er.entes y+i'er.entes
)e a8uí en a+elante, a losespeos cónca'os y losrayos paraleloscon'er.entes se les
llaar espeoscon'er.entes
)e a8uí en a+elante, a losespeos con'exos y losrayos paralelos +i'er.entese les llaar espeos
+i'er.entes0
C
F
Espejoconvergente
Cónca'
o
C F
Espejodivergente
Con'exo
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Resuen
Refexión( 3nrayo +el aire.olpea el a.ua
y re.resa alaire0
Reracción( 3nrayo se +es'íaen el a.ua2acia la línea
noral0
A&sorción( 3n rayose a&sor&eatóicaente en ela.ua y no
reaparece0
A.ua
Aire
refexión
reracción
a&sorción
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Resuen =Cont0>
A.ua
Aire$0 El n.ulo +einci+encia θi esi.ual al n.ulo+e refexión θr (
θi ; θrθi ; θr
θi
N refexiónθr
To+os los n.ulos +e rayo se i+en con respecto a lanoral N0
"0 El rayo inci+ente, elrayo refea+o y lanoral N seencuentran to+os enel iso plano0
%0 :os rayos soncopletaentere'ersi&les0
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Resuen =)e1niciones>
)istancia al o&eto( )istancia en línearecta p +es+e la super1cie +el espeo alo&eto0)istancia a la ia.en( )istancia en línearecta q +es+e la super1cie +el espeo a
la ia.en0Ia.en real( Ia.en ora+a por rayos +elu/ reales 8ue pue+e proyectarse en unapantalla0Ia.en 'irtual( Ia.en 8ue parece estaren una posición +on+e no lle.an rayos+e lu/0Espeos con'er.entes y +i'er.entes( @ere1ere a la refexión +e rayos paralelos
+es+e la super1cie +el espeo0
R t ió +
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Resuen construcción +eia.en(
Rayo $( 3n rayo paralelo al ee +elespeo pasa a tra'*s +el punto ocal +eun espeo cónca'o o parece 'enir +elpunto ocal +e un espeo con'exo0
Rayo $( 3n rayo paralelo al ee +elespeo pasa a tra'*s +el punto ocal +eun espeo cónca'o o parece 'enir +elpunto ocal +e un espeo con'exo0
Rayo "( 3n rayo 8ue pasa a tra'*s +eloco +e un espeo cónca'o o proce+e2acia el oco +e un espeo con'exo serefea paralelo al ee +el espeo0
Rayo "( 3n rayo 8ue pasa a tra'*s +eloco +e un espeo cónca'o o proce+e2acia el oco +e un espeo con'exo se
refea paralelo al ee +el espeo0
Rayo %( 3n rayo pro'eniente +el ra+io sieprese refea +e re.reso a lo lar.o +e su trayectoriaori.inal0
Rayo %( 3n rayo pro'eniente +el ra+io sieprese refea +e re.reso a lo lar.o +e su trayectoria
ori.inal0
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Resuen =Cont0>Para espeos planos, la +istancia al o&eto esi.ual a la +istancia a la ia.en y to+as lasi.enes son +erec2as y 'irtuales0
Para espeos con'er.entes y +i'er.entes, la
+istancia ocal es i.ual a la ita+ +el ra+io0 To+as las i.enes ora+as por espeoscon'exos son +erec2as, 'irtuales yre+uci+as0
Excepto para o&etos u&ica+os +entro +el oco=8ue son +erec2as y 'irtuales>, to+as lasi.enes ora+as por espeos con'er.entesson reales e in'erti+as0
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CO