GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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EXPERIMENTO CASERO DE ÓPTICA VI

 

Lentes convergentes  separadas una distancia D

 

INTRODUCCIÓN

 

Este experimento se ha diseñado para que sea realizado por el alumno en casa, utilizando materiales corrientes.

 

Dos lentes convergentes delgadas L1 y L2 cuyas distancias focales imagen se conocen (f´1=16,1  cm ; 2=14,4 cm ) se colocan a una distancia D =9,3 cm  .Un objeto luminoso (linterna LED) se coloca a la izquierda de la lente L1 y se obtiene una imagen a la derecha de L2. Designamos con so1 la distancia de la lente L1 al objeto y si2 la distancia de la lente L2 a la imagen .

 

Este problema se puede resolver de dos maneras

 a) Aplicando la ecuación de las lentes delgadas a L1 y calculando la posición de su imagen  que es objeto para la lente L2 y aplicando de nuevo la ecuación de las lentes a L2.. El lector puede encontrar este tratamiento en un experimento publicado en esta web (Almacén del Apartado practicas de física.. Combinación de lentes convergentes)

 

b) El otro tratamiento es considerar al sistema de las dos lentes como si fuese una lente gruesa  de la que habrá que calcular  las posiciones de sus planos principales objeto H e  imagen H´ y sus focales F y F´

                                     

Los datos experimentales que aportamos en el solucionarlo se han realizado con dos lentes baratas cuyas distancias focales se han medido en el experimento casero de óptica I, y  cuyos valores son los citados anteriormente.

 

En la fotografía 1 aparece un montaje real del experimento.

 

Fotografía 1

 

 

                                              

 

El objeto  lo constituyen los LED de la linterna. Se opera siempre con distancias so1 desde la lente L1 al LED y se miden las distancias si2 desde la lente L2 a la imagen recogida en la pantalla..La lente que está más próxima a la linterna tiene una distancia focal imagen de 16, 1 cm y la otra lente de 14,4 cm .

 

MATERIAL

 

 Dos lupas de las que se compran en tiendas de todo a cien y cuyo precio unitario es próximo a  un euro. Se deben conocer las distancias focales imagen de ambas.

Linterna cilíndrica LED

Pantalla. La pantalla puede ser  un cartón doblado (nosotros hemos utilizado la cubierta posterior de un cuaderno).

Cinta métrica o metro de hule

Hojas de papel blanco

Lapicero

Cello

 

 

 

 

PROPIEDADES DE LA LENTE GRUESA

 

La figura 1 hecha a escala es la guía que debe seguirse para determinar las propiedades de la lente gruesa,

 

Fig1

 

 

 

Las distancias se expresan en centímetros  y no se especifica su signo.

 

1) Distancia focal del sistema

 

  (1)

 

Aplicamos la ecuación (1) a nuestro experimento

 

  

2) Determinación de los planos principales

 

 

La distancia de la lente L1 al plano principal  objeto vale + 7,0 cm (punto H de la figura 1)

 

                                                  

 

La distancia de la lente L2 al plano principal imagen vale -6,3  cm (punto H´ de la figura 1)

 

3) Determinación de los focos F y F´

 

 

4) Cálculo de la posición de la imagen para una determinada posición del objeto.

 

En la figura 1, la distancia de L1 al objeto P es so1= -10,5 cm . La distancia del foco F al objeto es:

 

                                            FP=-10,5-(-3,9)= -6,6 cm

 

Aplicamos la formula de Newton

 

 

 

 

MEDIDAS

 

a) Determine las propiedades características de la lente gruesa tal como se ha explicado en el apartado anterior.

 

b) Se colocan las hojas de papel pegadas a la mesa una tras otra. Por el centro  de ellas se traza una línea recta marcada con el lapicero y que sirve para colocar la linternaza alineada con  las  dos lentes (ver fotografía1)

En el experimento las lentes se dejan siempre en la misma posición. Se anota la distancia D entre ellas.

 

Se coloca el objeto (LED de la linterna)  a la izquierda de la lente L1   y en el papel se indica la posición numerándola con 1, luego se localiza la imagen y se señala la posición marcándola sobre el papel y poniendo el número 1. Esa es la primera medida Se varía la distancia del objeto y se señala la posición con el número 2, se localiza la imagen y se indica en el papel poniendo el número 2. Así se realizan las medidas En las hojas han quedado marcadas las posiciones del objeto y de la imagen. Se procede a medirlas y anotar los valores en la tabla I

 

 

Tabla I

 

so1/cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

si2/cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           

c) Utilice la ecuación de Newton  para calcular las posiciones de la imagen para una serie de valores de so1. Ponga esos valores en la tabla II

 

 

Tabla II

 

 

so1/cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

si2/cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           

so1/cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

si2/cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c) Represente en una sola gráfica los valores de las tablas I y II.

 

d) Cambie la distancia D y repita el proceso.

 

 

 

 

SOLUCIONARIO

ALMACÉN

Composición de fuerzas con ventosas

Fuerzas paralelas

Ley de enfriamiento de un líquido

Imágenes en espejos planos que se cortan

Ley de Snell con alfileres

Prisma de agua

Análisis de hilos conductores.Ley de Ohm

Máximo de una función (Potencia de un generador)

Ondas estacionarias transversales propagándose por una cuerda

Investigando con el péndulo bifilar

Investigando la relación entre el volumen evacuado por una bureta y el tiempo empleado

Péndulo Compás

Medida de la longitud de onda de la luz emitida por un puntero láser

Magnitudes directamente proporcionales

Construcción de un cronovibrador casero

Aplicación del cronovibrador: medida de la aceleración de la gravedad mediante la caída libre

Magnitudes inversamente proporcionales

Experimentos con una rueda de construcción casera

Calibrado de un espectroscopio y medida de longitudes de onda

Relación aproximada carga-masa del electrón

Movimiento parabólico

Lentes convergentes

Manómetro

Aproximación a la fuerza ejercida por la presión atmosférica

Ley de Boyle-Mariotte

Principio de Arquímides 1

Densidad de líquidos

Empuje y densidad

Acción y reacción.Medida cuantitativa aplicando el Principio de Arquímides

Condensadores. Parte I

Condensadores.Parte II

Condensadores.Parte III

Condensadores.Parte IV

Condensadores.Parte V

Condensadores.Parte VI

Verificación de la fórmula F=ma

Condensadores.Parte VII

Rendimiento de un calorímetro 1

Rendimiento de un calorímetro 2

Medida aproximada del índice de refracción del agua

Medida del calor específico de una tuerca

Ley de Boyle con tubo de Mariotte(Práctica individual)

Ley de Boyle con tubo de Mariotte(Práctica colectiva)

Ley de Snell

Ángulo límite

Imágenes virtuales en lentes divergentes

Límite de rotura de un hilo

Varilla pivotada

Lente de agua

Péndulo sector

Circuitos 1

Circuitos 2

Circuitos 3

Circuitos 4

Circuitos 5

Circuitos 6

Circuitos 7

Circuitos 8

Voltaje máximo en corriente alterna

Focal de una lente convergente

Lente gruesa

Circuitos 9

Imanes 1

Imanes 2

Impedancia

Péndulo compuesto

Lentes convergentes combinadas

Combinación de lentes

Circuito sorprendente de corriente alterna

Descarga entre condensadores I

Descarga entre condensadores II

Varilla girando en el aire

Impedancias 2

Circuito de corriente alterna con motor

Focal de una lente divergente

Cicloide acelerada

Un experimento con integración numérica

Óptica casera I

Óptica casera II

Resistencia interna de voltímetros

Carga y descarga de un condensador mediante una gran resistencia

Carga y descarga simultánea de uncondensador

Puente de Wheatstone

Óptica casera III

Circuito con cuatro resistencias

Óptica casera IV

Electricidad casera I

Condensadores en corriente alterna I

Condensadores en corriente alterna II

Condensador en paralelo

Óptica casera V

Puente de alterna I

Puente de alterna II