En la sesión del 4 de marzo del Máster Universitario de Profesor en Educación Secundaria Obligatoria, Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanzas de Idiomas, nos dedicamos a realizar experiencias de laboratorio de óptica.
Una de las experiencias que realizamos fue la medida de la distancia focal de una lente convergente.
MEDIDA DE LA DISTANCIA FOCAL DE UNA LENTE CONVERGENTE
Las lentes son objetos transparentes (normalmente de vidrio), limitados por dos superficies, de las que al menos una es curva.
LENTES CONVERGENTES: Son aquellas cuyo espesor va disminuyendo del centro hacia los bordes y concentran (hacen converger) en un punto los rayos de luz que las atraviesan. A este punto se le llama foco (F) y la separación entre el foco y la lente se conoce como distancia focal (f). En este tipo de lentes, todo rayo que pase paralelamente al eje principal, al refractarse, se junta en su foco. Las lentes convergentes forman imágenes reales de objetos.
OBJETIVO
El objetivo de la práctica es la medida de la distancia focal de una lente convergente para comprobar que efectivamente el dato de la focal que consta de esa lente se corresponde con lo que dice.
MATERIAL
- Banco óptico provisto de una escala graduada
- Fuente de iluminación
- Objeto (en nuestro caso una flecha)
- Lente convergente
- Pantalla de observación provista de papel
- Soportes para los distintos elementos
PROCEDIMIENTO
Si situamos un objeto O a una distancia a de una lente convergente L, ésta formará una imagen O’ en un plano situado a una distancia a’ de la lente, según se dibuja en la fig.1.
a y a´ están relacionadas por la siguiente expresión:
donde f es un parámetro característico de cada lente y se denomina distancia focal de la lente.
En las siguientes fotos podréis observar el montaje de dicha práctica:
Para su realización práctica, en un extremo del banco óptico se situará la fuente de iluminación y el objeto O, procurando que esté perfectamente iluminado. La lente L se colocará sobre un soporte que permita deslizarla a lo largo del banco óptico, y se situará aproximadamente a la misma altura sobre el banco que el objeto O. La imagen O’ se recogerá sobre la pantalla, según la fig. 1. Deslizando la pantalla, se busca la posición en la que la imagen se observa con nitidez. Si no se encuentra esta posición hay que alejar más la lente del objeto y volver a buscar la imagen. Téngase en cuenta que sólo si a es mayor que la distancia focal f la lente formará una imagen real e invertida del objeto a una distancia a’. Las distancias a y a’ se leerán directamente sobre el banco óptico, y se calculará la distancia focal de la lente f.
Medir a y a’ para distintas posiciones de la lente y la pantalla, calcular el valor medio de f.
RESULTADOS
En nuestro caso, la distancia focal de la lente convergente ponía que era de 10 cm.
Primera medida:
a= 19 cm
a´= 19 cm
Despejando en la fórmula nos salía un valor de : f = 10 cm
Segunda medida:
a= 12 cm
a´= 43 cm
Despejando en la fórmula nos salía un valor de : f = 10 cm
De la misma manera, medimos la distancia focal de una lupa de la que no sabíamos su valor:
Lupa:
a= 20 cm a = 29 cm
a´= 50 cm a´= 30 cm
f = 14,28 cm f = 14,92 cm
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