Descripción de la tarea

Desarrollo

La óptica nos ha permitido corregir defectos del ojo humano desde hace siglos. En esta tarea vas a estudiar gráfica y analíticamente la formación de la imagen de dos objetos a través de una lente. Luego tendrás que investigar qué tipo de enfermedad de la vista corrige. ¡Ánimo!

 
Imagen de Santi González en Flickr. Licencia CC

En la siguiente animación te ofrecemos una situación aleatoria con dos objetos y un sistema óptico. Recuerda que cada vez que actualices la página de tu navegador la animación te ofrecerá otros datos. Captura la imagen con una situación concreta y pégala en el documento de tu tarea para trabajar siempre con los mismos datos.


Animación de onio72 en Geogebratube bajo CC BY SA

Revisa los contenidos y responde a las siguientes cuestiones:

1. ¿Qué sistema óptico se representa en tu captura: una lente convergente o divergente? ¿Qué diferencia a estos dos sistemas ópticos?

2. Dibuja la posición del foco objeto y del foco imagen a partir del dato de la distancia focal que te ofrecemos en la animación. Consulta la sección "Ayuda y entrega" para saber cómo dibujar los puntos. Añade una F al foco objeto y una F' al foco imagen. Para ello debes usar el botón ABC de la barra de herramientas y hacer clic sobre la posición donde quieras que aparezca el texto.

3. Ahora vas a determinar gráficamente la posición de la imagen del objeto 1 a través de la lente. Consulta la sección "Ayuda y entrega" para saber cómo trazar los rayos.

    1. Traza un rayo paralelo al eje óptico (perpendicular a la lente) que pase por el extremo superior del objeto 1. Una vez que se refracta en la lente, ¿por qué punto pasa? Dibuja el rayo emergente.
    2. Traza un rayo que pase por el extremo superior del objeto 1 y por el foco objeto. Dibuja el rayo emergente. ¿Qué particularidad tiene?
    3. El corte de los dos rayos emergentes anteriormente trazados te da la posición y el tamaño de la imagen del objeto 1. Si los rayos emergentes no se cortan deberás prolongarlos hacia el otro lado de la lente (espacio objeto) para encontrar el punto de corte. Pega aquí la captura de pantalla con el resultado del trazado de rayos y la posición de la imagen del objeto 1.

4. Describe la imagen formada.

    1. ¿En qué posición se encuentra?
    2. ¿Se trata de una imagen real o virtual? ¿Qué diferencia existe entre ambos tipos de imágenes?
    3. ¿Qué tamaño tiene dicha imagen?
    4. Calcula el aumento de la lente para este objeto.
    5. La imagen generada, ¿es derecha o invertida?

5. ¿Qué dice la ecuación de Gauss? 

6. Aplícala para obtener de forma numérica la posición de la imagen del objeto 1. ¿Coincide con tu resultado gráfico? Si no fuera así, revisa tus cálculos o el trazado de rayos.

7. Ahora repetimos todo el procedimiento con el objeto 2. Consulta la sección "Ayuda y entrega" para saber cómo trazar los rayos.

    1. Traza un rayo paralelo al eje óptico (perpendicular a la lente) que pase por el extremo superior del objeto 2. Dibuja el rayo emergente.
    2. Traza un rayo que pase por el extremo superior del objeto 2 y por el foco objeto. ¿Qué particularidad tiene?
    3. Pega aquí la captura de pantalla con el resultado del trazado de rayos y la posición de la imagen del objeto 2. Si los rayos emergentes no se cortan deberás prolongarlos hacia el otro lado de la lente (espacio objeto) para encontrar el punto de corte. Pega aquí la captura de pantalla con el resultado del trazado de rayos y la posición de la imagen del objeto 2.

8. Describe la imagen formada.

    1. ¿En qué posición se encuentra?
    2. ¿Se trata de una imagen real o virtual? 
    3. ¿Qué tamaño tiene dicha imagen?
    4. Calcula el aumento de la lente para este objeto.
    5. La imagen generada, ¿es derecha o invertida?

9. Aplica la ecuación de Gauss para obtener de forma numérica la posición de la imagen del objeto 2. ¿Coincide con tu resultado gráfico? Si no fuera así, revisa tus cálculos o el trazado de rayos.

10. Investiga y explica en qué consisten la miopía y la hipermetropía. La lente que has estudiado en esta tarea, ¿cuál de estos dos defectos del ojo humano puede corregir?

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