GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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SOLUCIÓN

Fotografía 1

COMBINACIÓN DE UNA LENTE DIVERGENTE CON UNA CONVERGENTE

 

Introducción

 

En esta práctica  se utilizan  una lente divergente (f´=- 20 cm ) y una convergente (f´=+ 12 cm ), separadas entre sí una distancia d. Se trata de determinar experimentalmente la posición de la imagen producida por  la combinación de ambas lentes para dos  valores de la distancia d. Se comparan los valores experimentales con los proporcionados por la teoría.

 

Dispositivo experimental

 

El montaje experimental corresponde a las fotografías siguientes.

 

Fotografía 3

Fotografía 2

Las fotografías 1 y 2 son del montaje con dos vistas  laterales opuestas y la fotografía 3 es  la vista central

T es el transformador a 220-12 V, F es el foco luminoso, la bombilla de su interior es de las que utilizan  los automóviles. L10 es una lente convergente cuya misión es que la luz  después de atravesarla forme un haz paralelo. O es el objeto, una L muy estrecha que lleva incorporada una pantalla traslucida.   L1 es una lente divergente de distancia focal -20 cm y L2 es una  lente convergente de distancia focal f´= + 12 cm

P es la pantalla donde se recogerá la imagen real proporcionada por L1 y L2.  B es un banco óptico.

En la fotografía 3 se han indicado. so1, distancia desde L1 al objeto (so1 es variable en el experimento); d es la distancia entre las lentes L1 y L2 y es variable en el experimento,  si2 es la  distancia desde L2 a la imagen final  proporcionada por las lentes L1 y L2.

El experimento consta de dos partes. En la primera se hace variar s01 y se mide si2 manteniendo d constante e igual a  d = 19,5  cm, en la segunda parte se opera con los valores anteriores de sO1 pero variando d a 24,5  cm. Finalmente se comparan los valores experimentales con los teóricos.

 

 

 

Fundamento teórico

 

a) Cálculo de la posición de la imagen si1 que formaría la lente L1 (divergente)  como si no estuviese la convergente L2.

 

Utilizamos la ecuación de las lentes delgadas: 

 

 

En este caso la distancia si1 es negativa, está a la izquierda de la lente divergente

 

b) Cálculo de la posición de la imagen si2 que formará L2  considerando que la imagen de L1 es el objeto para la lente L2.

 

La imagen de la primera lente es objeto virtual para  la lente L2. La distancia de la lente L2 a si1 es si1+d, siendo d la distancia entre las dos lentes. Aplicamos de nuevo la ecuación de las lentes

 

           

 

Procedimiento experimental

 

Primera parte.

 

Coloque  las lentes a una distancia  d =19,5 cm. Haga  variar so1 y para cada uno de sus  valores determinamos si2. Recoja los datos en la Tabla I.

La localización precisa de la imagen es difícil por lo que se recomienda hacer varias medidas y tomar el valor medio. Es de esperar que aparezcan diferencias de hasta 0,5 cm entre las diferentes medidas para cada posición de so1.

 

Tabla I

 

 

d=  19,5 cm

                         

sO1/cm

sI2/cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En la Tabla II  aparecen los datos deducidos a partir de las ecuaciones  (1) y (2) que permiten obtener la curva teórica. Se utilizarán más valores de so1 que en la Tabla I.

 

 

           

Tabla II

 

d= 19,5 cm

 

Al construir esta tabla so1 es negativa ya que está a la izquierda de la lente L1,  es la distancia focal de la lente divergente  y es negativa,  d es negativa y  positiva por ser una lente convergente.

 

 

 

     so1/cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con los datos de la Tabla I construya  la gráfica experimental, poniendo en el eje de abscisas los valores de so1 y en el de ordenadas los valores de si2. En la misma gráfica anterior coloque los valores so1 y si2 que aparecen en la Tabla II.

 

 

 

 

 

Segunda  parte.

Aumente la distancia d =24,5 cm  y repita lo que ha realizado  en la primera parte. Los datos experimentales aparecen en la Tabla III y los teóricos en la IV.

 

Tabla III

d=24,5 cm

sO1/cm

sI2/cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con los datos de la Tabla III construya  la gráfica experimental, poniendo en el eje de abscisas los valores de so1 y en el de ordenadas los valores de si2. En la misma gráfica anterior coloque los valores so1 y si2 que aparecen en la Tabla IV.

 

Tabla IV

d=   24,5 cm

so1/cm