I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO” Hermanas Dominicas de la Inmaculada Concepción Chiclayo- Perú
ÓPTICA
I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO” Hermanas Dominicas de la Inmaculada Concepción Chiclayo- Perú
INTEGRANTES: Perez Chunga, Alexandra Perez Gonzales, Lucero Pozada Osorio, Nיlida Quinones Tafur, Tracy Ruiz Llontop, Susana Vargas Mori, Karla
Chiclayo- 2012
P ESTE TRABAJO ESTA REALIZADO POR ALUMNAS QUE CRUZAN EL QUINTO A ÑO DEL NIVEL SECUNDARIO, CON EL F IN DE DAR A CONOCER UN POCO MÁS EL TEMA DE OPTICA MEDIANTE EXPERIENCIAS SENCILLAS DE REALIZAR.
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EL RECEPTOR DE ESTE TRABAJO PODRA COMPROBAR DE FORMA DIDACTICA LAS TEORIAS DE OPTICA, INCLUIDOS SUS SUB TEMAS. PONI
E
ESTE TRABAJO EVIDENCIAREMOS QUE DIA A DIA TENEMOS LA FISICA Y LA OPTICA EN NUESTRAS VIDAS SIN SABERLO O SIN DARNOS CUENTA, POR ELLO PRESENTAREMOS PARA USTED PREGUNTAS PREVIAS QUE LO INTRODUCIRAN EN EL TEMA.
S
USTED PODRÁ EXPERIMENTAR DIVERSAS SITUACIONES, PARA LUEGO RESPONDER A LAS INTERROGANTES PLANTEADAS Y DE ESTA MANERA PUEDA APRENDER DE MANERA FÁCIL Y DIDÁCTICA.
E
ESPERANDO QUE SEA ÚTIL Y PROVECHOSO PARA USTED.
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LAS AUTORAS.
T A C I ׃ N
Introduccion Hablar de óptica es hablar de las características y propiedades de la luz, para hacer más dinámica la forma de aprendizaje es que se opto por hacerlo por medio de experiencias. La óptica juega un rol importante en nuestro acontecer diario, en muchos aspectos de nuestra vida, por ejemplo al observar, al utilizar lentes para ver mejor, los binoculares, entre otras cosas. Tener conocimientos sobre óptica es importante porque, sin ella nunca se hubieran podido crear muchos de los instrumentos modernos más importantes como los láseres, los telescopios espaciales, ni siquiera las primeras cámaras fotográficas mecánicas; menos las cámaras automáticas, y mucho menos las cámaras digitales donde la óptica es lo fundamental y la lente sigue siendo la responsable de formar la imagen y limitar la máxima resolución que pueda dar una cámara; por lo tanto debemos darle gracias a la óptica, ya que sin ellas, muchos de los aparatos modernos, no existieran El tema tratado en este trabajo nos ayudará a entender fenómenos comunes de la luz, saber qué es refracción, difracción, lentes, espejos además nos permitirá usar los términos correctos y a identificar los sucesos que le pertenecen, para que a partir de esto no nos mostremos ajenos a los acontecimientos que evidenciamos día a día producto de la luz en nuestra vida.
Óptica Óptica Se estudia todos aquellos fenómenos luminosos en sonde el tamaño de los cuerpos iluminados es notoriamente mayor que la longitud de onda de la radiación luminosa. Y describe el comportamiento de los rayos luminosos
1)Se denomina rayos luminosos o rayos de luz a la línea que le sirve de dirección de propagación a una radiación luminosa. 2) Denominamos haz luminoso al conjunto de rayos luminosos emitidos por una fuente. Pueden ser: a. Convergentes b. Divergentes c. Paralelos
Clasificación óptica de los cuerpos
Cuerpos Luminosos
Cuerpos Iluminados
Cuerpos Transparentes
Son aquellos que producen luz propia. Por ejemplo. El sol, las estrellas, el foco de una lámpara, etc.
Llamamos así a aquellos cuerpos en donde incide o llega la luz de otro cuerpo. Un cuerpo iluminado puede ser visible.
Estos se caracterizan porque dejan pasar la luz por el interior de su masa, de modo que podemos ver lo que hay detrás de ellos.
Cuerpos Opacos
Cuerpos Translúcidos
Todos estos cuerpos impiden el paso de la luz a través de su masa, y debido a ello producen sombra (oscuridad) detrás de ellos.
En estos cuerpos la luz puede atravesarlos parcialmente, de modo que es posible ver objetos detrás de ellos.
Reflexión y Refracción de la luz
Entre los fenómenos ópticos con los que estamos más familiarizados tenemos la reflexión en los espejos y la refracción en los lentes.
Índicede derefracción refracciónde deun unmedio(n) medio(n) Índice Cuando la luz viaja en el vacío manifiesta una velocidad c, y cuando lo hace dentro de un cuerpo transparente, su velocidad es v<c; esto permite definir el índice de refracción de dicha sustancia del sgte. modo:
ACTIVIDADCOMPLEMENTARIA COMPLEMENTARIA ACTIVIDAD
NOTA: Aquí hay algunos índices de refracción de algunas sustancias
Refracciónde delalaluz luz Refracción Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro de diferente índice de refracción, la dirección de su movimiento experimenta una sensible desviación así, como también su velocidad de propagación; cuando esto ocurre se dice que la luz se ha refractado.
•
LEYES DE LA REFRACCIÓN DE LA LUZ
1°LEY: “El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal trazada en punto de incidencia a la interfase están contenidas en un mismo plano” 2° LEY: Fue descubierta por Willebrord Snell, y establece que:
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ÁNGULO LÍMITE (L).- Cuando los rayos inciden con ángulos crecientes, los rayos de alejan de la normal y se acercan a la interfase. Existe un ángulo L con el cual el rayo se pega a la
el
interfase. Si n2<n1
Reflexiónde delalaluz luz Reflexión Si las ondas, luego de incidir sobre una superficie determinada retornan al medio original de propagación cambiando la dirección de su movimiento, pero manteniendo su misma rapidez, se dice que experimentan el fenómeno de la reflexión
•
LEYES DE LA REFLEXIÓN
1° LEY: Fue descubierta por Euclides y establece que: “El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal trazada a la superficie de reflexión en el punto de incidencia se encuentra en un mismo plano”
2°LEY:Fue descubierta por el árabe Al Hazen, y establece que los ángulos de incidencia (i y de reflexión (r) son iguales entre si.
Espejos Espejos
Llamamos espejos a toda superficie pulimentada sobre la que se produce únicamente reflexión angular. Cualquiera que sea la forma de la superficie, esta dividida al espacio en una zona real (+) ubicada delante del espejo, y la zona virtual (-) considerada detrás del espejo. En los espejos planos la imagen es derecha, virtual, del mismo tamaño del objeto, y ambos equidistantes del espejo.
-ESPEJOS ANGULARES: son aquellos que están constituidos por 2 espejos planos que forman entre sí ángulo diedro. En ellos en número N de imágenes completas depende del ángulo(θ) que formen los espejos.
-ESPEJOS PARALELOS en estos espejos la imagen de un objeto se constituye en objeto para el espejo que está frente a él, y la imagen proyectada será el nuevo objeto para el espejo que está al frente, y así sucesivamente; generándose infinitas imágenes.
Lentes Los lentes funcionan refractando la luz en sus interfaces. Su funcionamiento depende de la forma de su superficie de lente, el medio que los rodea e índice de refracción del lente
LENTE CONVERGENTE: La imagen es aumentada.
LENTE DIVERGENTE: La imagen es reducida.
ojohumano humano ElElojo
Tiene propiedades ópticas que se puede considerar a una equivalente de un lente.
AlgunasEnfermedades Enfermedadesdel delojo ojohumano humano Algunas Miopía Miopía Las personas que tiene esta enfermedad no ven bien de lejos, se produce por un alargamiento del ojo. Los objetos distantes están borrosos y se enfoca correctamente los objetos más cercanos, esto hace que la imagen carezca de nitidez. Se utilizan lentes divergentes, ya que forma una imagen virtual de un objeto distante en un punto en el que el ojo defectuoso lo pueda enfocar nítidamente sobre la retina
Hipermetropia Hipermetropia
Las personas que tiene esta enfermedad no ven bien de cerca, se produce por un acortamiento del ojo. Se utilizan lentes convergentes, ya que forma una imagen virtual de un objeto cercano en un punto suficientemente alejado para que el ojo defectuoso lo pueda enfocar nĂtidamente en la retina
TEMA:REFLEXIÓN, REFRACCIÓNDE LA LUZ APRENDIZAJE ESPERADO: Comprobar e identificar, el concepto y los principios de reflexión y refracción de la luz. FOCALIZACIÓN: ¿Qué elementos de óptica identificas en las escenificaciones? HIPÓTESIS: Cuándo hablamos de reflexión, la luz se ve reflejada; cuando hablamos de refracción, la luz se desvía. EXPLORACIÓN EXPERIENCIA 1 Materiales: Botella de refresco de plástico transparente (de 1'5 o 2 litros), Puntero láser, Cubeta 1. Realiza un orificio en la botella. 2. Llena de agua la botella (ojo para colocar el agua debes tapar el hueco de la botella.) 3. Coloca el laser en la dirección del orificio (tal como muestra la imagen.) 4. Observa que sucede. EXPERIENCIA 2 Materiales: Un tapón de corcho, una aguja de tejer lana, una vela, un vaso con agua. 1. Clavar el tapón de corcho en el extremo de la aguja 2. Ponerlo sobre la llama de una vela. 3. Se pretende ahumar o carbonizar la superficie del tapón de corcho. 4. Observar lo que sucede al meter el tapón de corcho ahumado en un vaso con agua EXPERIENCIA 3 Materiales: Una moneda, un vaso y agua 1. Coloca la moneda en el fondo del vaso vacío. 2. Observa y anota que pasa con La luz que sale de la moneda cuando lo miras en línea recta. 3. Al bajar un poco la posición del ojo, observa que pasa con la moneda. 4. Al llenar el vaso con agua, observa lo que pasa. EXPERIENCIA 4 Repite la experiencia del video. Anota los materiales, de la experiencia con el sorbete Y de la experiencia con la moneda. http://www.youtube.com/watch?v=D7fp50L8fUo&feature=youtu.be EXPERIENCIA 5 Materiales: Dos frascos (Uno más pequeño que el otro), aceite. 1. Coloca el frasco pequeño dentro del frasco grande 2. Llena de aceite el frasco pequeño 3. Continúa echando el aceite hasta que se llene el frasco grande. 4. Observa EXPERIENCIA 6 Materiales: Puntero láser, cubeta de paredes trasparentes, azúcar, agua, embudo. 1. Llena la cubeta con una cierta cantidad de agua hasta que alcance un nivel de, 5 cm como mínimo. 2. Prepara una solución de azúcar y agua (0,5gramos/mililitro.) 3. Vierte sobre la cubeta con ayuda de un embudo largo
TEMA:
ESPEJOS
APRENDIZAJE ESPERADO Comprobar mediante la utilización de espejos la reflexión de la luz FOCALIZACIÓN: ¿Por qué crees que en un lago se puede reflejar la imagen del paisaje en el lugar que se encuentran? Alguna vez has escuchado o visto, la famosa casa de los espejos, donde hay espejos de muchas formas, ¿A qué crees que se deba que estos espejos puedan hacerte ver de diversas formas y tamaños? HIPÓTESIS: Al utilizar espejos planos para el reflejo de imágenes nos daremos cuenta que, imágenes u objetos visto en los espejos reflejan la realidad de las cosas. EXPLORACIÓN EXPERIENCIA 1 http://www.youtube.com/watch?v=vnpCdkLI09Q Materiales: Caja grande de madera- Espejo. 1. Se dispone de una caja de madera con un espejo ubicado de tal manera que una persona puede colocar sus pies a ambos lados de él. 2. Al levantar el pie que se encuentra por delante del espejo, se puede percibir que la persona flota en el aire. EXPERIENCIA 2 http://www.youtube.com/watch? v=Tpi_6sz7sL4&feature=youtu.be Materiales: Espejo, papel cuadriculado, imagen cualquiera. 1. Se ubica un espejo sobre un papel cuadriculado tal que coincida con la línea 2.-del papel. 2. Se ajusta la posición del espejo de manera que las líneas sean paralelas al espejo. 3. Se observa que los cuadrados son idénticos en tamaño a los cuadrados reales de las hojas. EXPERIENCIA 3 Materiales: 2 espejos, 1 vela. 1. Se coloca una vela entre dos espejos paralelos. 2. Observar ambos espejos y anotar lo que se observa. EXPERIENCIA 4 Materiales: Dos espejos rectangulares 10 x 15, un pequeño objeto o adorno. 1. Junta los espejos dentro de sus respectivas bases. 2. Junta los espejos por uno de los lados de manera que parezcan uno al lado al otro como un cuaderno abierto. 3. Ahora coloca el pequeño objeto de experimentación en el centro y delante del espejo. 4. Abre completamente los espejos y mira las imágenes. 5. Luego ve cerrando lentamente los espejos tratando de observar las imágenes. REFLEXIÓN 1. Experiencia 1: ¿A que se debe que al levantar el pie que esta por delante del espejo se vea la persona flotando? 2. Experiencia 2: ¿Qué pasaría si el espejo tiene alguna deformidad? 3. Experiencia 3: ¿Qué es lo que ocurre cuando se pone la vela entre los dos espejos? ¿A qué crees que se deba? 4. Experiencia 4: ¿Cómo puedes explicar que los espejos a medida que se juntan se verán mas imágenes del objeto que están entre ellos? APLICACIÓN 1.- ¿Qué son los espejos? ¿Qué forman mediante la reflexión de rayos luminosos? 2.- ¿En qué consiste el proceso de REFLEXION DE LA LUZ? 3.- ¿Qué son los ESPEJOS PLANOS? 4.- ¿Por qué crees que los cristales y vidrios producen imágenes semejantes a dichos objetos? 5.- ¿Cómo son las imágenes que se forman en un espejo plano?
TEMA:
LENTES
APRENDIZAJE ESPERADO Comprobar cómo funcionan los lentes y su vínculo con la refracción y propagación de luz
FOCALIZACIÓN: ¿Qué entiendes por lentes? Según tu criterio, dame ejemplos de lentes que observes en tu vida cotidiana HIPÓTESIS: Si los lentes desvían el trayecto de la luz entonces estamos hablando de la refracción de esta EXPLORACIÓN EXPERIENCIA 1 http://www.youtube.com/watch? v=0t_FdxqMgzw&feature=youtu.be Materiales: Gotas de agua, Plástico transparente, Revista o libro, Gotero (opcional). 1. Cubrir la revista o libro con lámina plástica o una bolsa transparente estirada 2. Colocar unas gotas de agua sobre la superficie. 3. Observar lo que sucede, ¿qué pasa con las letras? EXPERIENCIA 2 http://www.youtube.com/watch? v=u4LlGIt9cXM&feature=youtu.be Materiales: 1 lata con una de sus tapas completamente abierta,1 clavo fino y 1 martillo,1 pedazo de papel seda blanco,1 liga de hule pequeña,1 vela encendida. 1. Con el clavo y el martillo abrir un pequeño agujero en el centro de la tapa que quedó en la lata. 2. Cubrir el lado abierto con el papel seda y asegúrelo con la liga. 3. Observar la imagen de la llama a través del papel seda, orientando el agujerito de la tapa hacia la vela. (Se verá mejor en un cuarto obscuro). EXPERIENCIA 3 Materiales: Un frasco transparente con tapa, Agua, Objetos para observar 1. Llene el frasco completamente con agua y tápelo bien. 2. Colóquelo en posición horizontal. 3. Observe objetos a su alrededor a través del frasco transparente. EXPERIENCIA 4 Materiales: cartulina (5 ×5 cm),de papel de aluminio(del mismo tamaño), punzón, almohadilla para picar, lápiz, pegamento de barra, cuenta gotas(con un poco de agua) 1. Dibujamos un círculo (de 1 centímetro y medio) en la cartulina, y lo picamos con el punzón utilizando la almohadilla de base. Extraemos el círculo picado, dejando el hueco. 2. Pegamos el papel de aluminio sobre la cartulina y esperamos a que seque 3. Teniendo de base la almohadilla, presionamos suavemente sobre el papel de aluminio justo encima del agujero de la cartulina. El papel de aluminio tomará la forma del agujero. 4. Perforamos con cuidado en el centro de la cavidad, de arriba hacia abajo, utilizando la punta del lápiz o del punzón (el agujero practicado no debe pasar de cinco milímetros). 5. Con el cuentagotas colocamos una gota de agua justo sobre el agujero EXPERIENCIA 5 Materiales: Una hoja de papel, un alfiler, una lámpara con bombillo. 1. Hacer un hueco pequeño en el centro de la tarjeta. 2. Colocarlo frente a su ojo y observar el bombillo a través del huequito.
TEMA: DESCOMPOSICIÓN DE LA LUZ APRENDIZAJE ESPERADO: Demostrar con ejemplos sencillos los efectos de descomposición y propagación de la luz FOCALIZACIÓN: ¿A qué crees que se deban los colores del arcoíris? ¿ De qué color crees que es la luz? ¿ Cómo funcionan las lunas polarizadas? HIPÓTESIS: Si la luz blanca se descompone en 7 colores entonces mezclándolos obtendremos luz blanca. Si la trayectoria de la luz es interrumpida, ésta se esparce de manera diferente. EXPLORACIÓN EXPERIENCIA 1 Materiales: Un vaso de vidrio grande, Agua, Una pared blanca, Una linterna, 1 cucharadita de leche. 1. Llene 3/4 partes del vaso con agua y colóquelo frente a una pared blanca. Tome la linterna y dirija el foco de luz a través del vaso. ¿De qué color se ve la luz que llega a la pared? 2. Ahora agréguele la leche al agua. Mezcle bien y vuelva a dirigir el foco de luz a través de este líquido. ¿De qué color se ve ahora? Color Rojizo
EXPERIENCIA 2 Materiales: Un círculo de cartulina de 10cm, De diámetro, Plumones, Colores o temperas, Palo, delgado de 30cm. De largo, Martillo. 1.- Dividimos el círculo en siete espacios, utilizando un lápiz y una regla.los trazos deben hacerse de un extremo a otro pasando por el centro. 2.- Pintamos cada una de las partes del círculo con los colores del arco iris: amarillo, anaranjado, rojo, celeste, violeta, morado. 3.- Clavamos el círculo en uno de los extremos del palillo, utilizando el clavo y el martillo. 4.- Hacemos girar a toda velocidad el circulo en torno a su eje y observamos que los colores empiezan a combinarse hasta que nos produce la sensación de estar viendo el color blanco
REFLEXIÓN 1. En la experiencia 1: ¿Por qué con la leche, solo se ve luz de este nuevo color? 2. En la experiencia 2: ¿De qué color es el círculo cuando está dando vueltas? APLICACIÓN 1. Averigua acerca del disco de Newton. 2. ¿Cómo se descompone la luz? 3. ¿Qué son los celajes?
REFLEXION Y REFRACCIÓN DE LA LUZ EXPERIMENTACIÓN En la experiencia 1: ¿Qué observas en el fondo de la cubeta? ¿Por qué crees que sucede esto? Bueno aquí se crea una ilusión óptica, el agua que cae por el agujero lo vemos de color del laser en este caso rojo y de este modo se refleja en el fondo de la cubeta. En la experiencia 2: ¿Qué sucede con el corcho al colocarlo en un vaso con agua? ¿A qué se deberá éste cambio de color? Sucede que el corcho no se moja, se debe a que se refleja la luz como en una superficie plateada. Experiencia 3: ¿Por qué crees, que la moneda desaparece? ¿Se deberá a la luz o es por la forma en que la estás mirando? Porque gracias a la refracción de la luz parece a simple vista que no estuviera la moneda porque cambiar de ángulo veamos que el volumen de la moneda aumenta, la luz crea . A la luz porque depende de cómo se refracte la luz para que el ángulo en el que se vea la moneda se forme. Experiencia 4: ¿El sorbete verdaderamente se había partido en dos? ¿La moneda estaba flotando en el agua? Si la respuesta es no, ¿Por qué entonces se le pudo ver en la superficie? No pero la luz al refractarse en el agua crea esta ilusión de que el sorbete este dividido en dos en el que este en el agua y el que esta fuera de ella. Porque aumento de volumen la moneda y linealmente pero el agua no permita que se observe salvo que uses un ángulo
Experiencia 5: ¿Observas el recipiente más pequeño? ¿A qué crees que se debe? No, se debe a que los ojos son capaces de distinguir fenómenos como la desviación de la luz y cambios de intensidad como ocurre en la absorción que sufre al atravesar diferentes materiales.
Experiencia 6: ¿Por qué crees que la luz del puntero láser se desvía? Se debe a que la solución del agua con azúcar echada despacio es un poco mas solida en cambio la otra se mezclo por completo, y hace que sea heterogénea mientras que la otra sea homogénea.
Experiencia 7: ¿Qué crees que ocurra si acerco y alejo mi mano constantemente de la linterna? Si acercamos y alejamos la mano se observa que nuestra sombra se agranda y se achica.
Experiencia 8: ¿Por Por la reflexión de la luz.
qué
crees
que
se
ve
la
vela
dentro
Experiencia 9: ¿Cómo se puede dar la reflexión La luz se refleja en los espejos, y por ésta razón la persona no puede peinarse
de
del
vaso?
la
luz?
APLICACIÓN ¿Qué es reflexión y refracción de luz? Reflexión es cuando la luz se refleja, es decir rebota en la superficie que se encuentre y refracción cuando sufre un cambio de dirección, debido a que el rayo de luz pasa de un medio a otra y por la tanto cambia de velocidad.
¿Son capaces nuestros ojos de captar la desviación de luz? No solo somos capaces de observar lo que gracias al cambio de dirección de la luz se produce como en la experiencia de la moneda, no se ve directamente el desvió pero si como cambiando de ángulo la luz cambia su rol. Explica las diferencias entre reflexión y refracción? Reflexión ocurre cuando la luz rebota en una superficie, en cambio la refracción ocurre cuando la luz pasa de un medio a otro. Explica el motivo por el cuál las personas utilizan lentes de aumento. Al hablar de esto, hablamos de Refracción o de Reflexión de la luz? Una lente es un sistema óptico con dos o más superficies refractantes. Cuando la luz llega a una superficie transparente una parte se refleja y el resto se refracta y penetra en el nuevo medio cambiando su dirección de propagación, excepto si incide perpendicularmente. Este cambio de dirección es mayor cuanto más diferencia haya entre los índices de refracción de los dos medios. ¿Cuándo utilizamos los espejos, se está poniendo de manifiesto, la reflexión de la luz? ¿Por qué? Cuando queremos saber detalles de nuestro cuerpo, rostro, etc. porque la luz que rebota en el espejo hace que se vea nuestro reflejo.
ESPEJOS REFLEXIÓN 1. Experiencia 1: ¿A que se debe que al levantar el pie que esta por delante del espejo se vea la persona flotando?
A Que El Espejo Refleja En Pie Que Se Encuentra Delante De El Y Parece A Simple Vista Que La Persona Estuviera Suspendida En El Aire.
2. Experiencia 2: ¿Qué pasaría si el espejo tiene alguna deformidad? El Reflejo No Seria Exacto Puesto Que Para Que Solo En Los Espejos Rectos Se Ve Un Reflejo Exacto, En Los Deformes La Luz Cambiaria El Reflejo.
3. Experiencia 3: ¿Qué es lo que ocurre cuando se pone la vela entre los dos espejos? ¿A qué crees que se deba? Se ve un reflejo infinito de la vela puesto que uno se refleja en el otro y asi sucesivamente.
4. Experiencia 4: ¿Cómo puedes explicar que los espejos a medida que se juntan se verán mas imágenes del objeto que están entre ellos? PORQUE ENTRE LOS ESPEJOS JUNTOS SE REFLEJARAN UNO EN EL OTRO Y ESTO PRODUCE QUE SE VEAN MULTIPLES VECES LA MISMA IMAGEN.
APLICACIÓN 1.- ¿Qué son los espejos? ¿Qué forman mediante la reflexión de rayos luminosos? Un espejo es una superficie pulida en la que al incidir la LUZ, se refleja siguiendo las leyes de la reflexión. 2.- ¿En qué consiste el proceso de REFLEXION DE LA LUZ? En que la luz rebota en la superficie que en este caso es el espejo. 3.- ¿Qué son los ESPEJOS PLANOS? Un espejo plano es una superficie bien pulida que pueden reflejar la luz , son los únicos que reflejan la imagen idénticamente exacta. 4.- ¿Por qué crees que los cristales y vidrios producen imágenes semejantes a dichos objetos? Por que están bien pulidos y es una superficie que la luz capta y facilita el reflejo 5.- ¿Cómo son las imágenes que se forman en un espejo plano? Idénticas a las reales 6.- ¿Cómo se llaman los espejos que tienen forma de un CASQUETE ESFÉRICO, se clasifican en 2 clases, cuáles son? Cóncavos: estos espejos se caracterizan por tener su superficie en forma de paraboloide donde su lado reflexivo se ubica en el interior del mismo, es decir dentro de su curvatura. En estos espejos, la ley de reflexión se cumple sólo cuando los rayos de luz que son emanados por el objeto son
paralelos al eje central imágenes reales y virtuales
del
espejo.
Los
espejos
cóncavos
pueden
mostrar
LENTES EXPERIMENTACIÓN 1. En la experiencia 1: ¿Qué es lo que observas? ¿Aumentan o disminuyen las letras? ¿Por qué? Aumentan gracias a que el agua es un lente natural hace que la luz haga mas grande las letras
2. En la experiencia 2: ¿Qué es lo que ocurre? ¿Que pasaría si nos alejamos del agujero? No veríamos mas grande el fondo, lo veríamos normal esto debe a que la luz se enfoca únicamente en el agujero del papel y se refracta y esto permite que agrande el fondo.
3. En la experiencia 3: ¿Qué es lo que pasa? ¿Qué ocurre si aleja o acerca los objetos al frasco? ¿Por qué? Se ven como si estuvieran de cabeza la luz porque al refractarse produce este efecto.
APLICACIÓN 1. Qué sucesos de la vida cotidiana son un buen ejemplo de lentes. Cuando cae agua en un papel, la lupa, telescopio, lentes de aumento.
2. Que objetos puedes encontrar en tu hogar que sea un claro ejemplo de lentes Una lupa, lentes de aumento, binoculares etc.
3. ¿Qué es un telescopio y cuantos tipos de ellos hay? Los telescopios son instrumentos que permiten ampliar las imágenes de objetos distantes, como las estrellas. Actualmente existen diferentes tipos de telescopio (refractor, reflector, de espejos múltiples, gigantes, radiotelescopios), que son muy especializados y funcionan de diferentes maneras.
4. Mencione las principales partes del ojo humano y diga por que se le compara con una cámara fotográfica
En el ojo, el iris, estructura muscular perforada en su centro (pupila), es el responsable del control de la luz. Así, a poca luz, el iris se dilata creando una pupila muy grande, mientras que si la luz es intensa el iris se contrae cerrando al máximo la pupila. En la cámara de fotos, esta función recae sobre el diafragma. 2) La lente de la cámara y el cristalino del ojo cumplen objetivos semejantes. Ambas son lentes positivas cuya función es la de hacer que los rayos de luz que inciden en ellas enfoquen en un solo punto, película fotográfica o retina respectivamente. Para que cristalino y lente trabajen en forma óptima deben ser perfectamente transparentes y tener las curvaturas adecuadas. De no ser así, la imagen proporcionada será defectuosa o no enfocará en el sitio debido. 3) La retina y la película son las superficies sensibles a la luz que reciben la imagen. 4) El obturador en la cámara de fotos cumple la misma función que el párpado en el ojo humano, es decir, controla el tiempo en el que la luz llega al elemento fotosensible.
5. ¿Para qué sirven los anteojos? Para corregir o mejorar diversos problemas oculares. Tienen un marco que sostiene dos piezas de vidrio o de plástico, las cuales han sido ensambladas en forma de lentes para corregir los errores de refracción.
6. ¿Qué ocurre a los rayos de luz cuando atraviesan los lentes? Se refracta, la difracción es otra cosa, dentro del cristal reduce su velocidad, de esa forma cambia la dirección de su trayectoria, lo mismo pasa con una lente convexa, solo que aquí la luz se refracta en forma opuesta, hacia adentro, Las lentes cóncavas están curvadas hacia dentro. La luz que atraviesa una lente cóncava se desvía hacia fuera (diverge). 7. ¿Qué es una cámara fotográfica? ¿Para qué sirve? Una cámara fotográfica o cámara de fotos es un dispositivo utilizado para capturar imágenes o fotografías. Es un mecanismo antiguo para proyectar imágenes, en el que una habitación entera desempeñaba las mismas funciones que una cámara fotográfica actual por dentro, con la diferencia que en aquella época no había posibilidad de guardar la imagen a menos que ésta se trazara manualmente. Las cámaras actuales pueden ser sensibles al espectro visible o a otras porciones del espectro electromagnético y su uso principal es capturar la imagen que se encuentra en el campo visual
8. ¿Los binoculares son un ejemplo de lentes? ¿Por qué? Tienen menor capacidad de aumento que un telescopio, pero tienen mayor campo de visión. Para impedir las vibraciones, conviene fijarlos a un trípode fotográfico, por ello se le considera un lente. Se clasifican por el grado de aumento y el diámetro de apertura, en milímetros, del lente frontal. Un prismático 7x50, por ejemplo, aumenta siete veces la imagen y tiene 50 milímetros de apertura
DESCOMPOSICIÓN DE LA LUZ EXPERIMENTACIÓN 1. En la experiencia 1: ¿Por qué con la leche, solo se ve luz de este nuevo color? Porque la leche filtrar algunos colores de la luz, dejando pasar solo el rojo, anaranjado. De ésta forma se forman los celajes 2. En la experiencia 2: ¿De qué color es el círculo cuando está dando vueltas? Blanco, ya que la la mezcla de estos siete colores origina la luz blanca, como en el arcoíris, pero de manera inversa. APLICACIÓN 1. Averigua acerca del disco de Newton. Isaac Newton (1643-1727) descubrió que si se hace pasar la luz del sol por un prisma, la luz se descompone en los siete colores del arco iris. De esta experiencia dedujo que si la luz blanca se descompone en los siete colores del arco iris, mezclando estos colores se podría obtener la luz blanca. El disco de Newton es un dispositivo inventado por el propio Isaac Newton consistente en un círculo pintado con una serie de diferentes colores. Si se gira el disco con suficiente velocidad los colores se confunden y el disco se verá blanco.
2. ¿Cómo se descompone la luz? La descomposición de la luz blanca en los diferentes colores que la componen, data del siglo XVIII, debido al físico, astrónomo y matemático Isaac Newton. La luz blanca se descompone en estos colores principales: •
Rojo (el color que sufre la menor desviación)
•
Anaranjado.
•
Amarillo.
•
Verde.
•
Azul.
•
Añil.
•
Violeta (el color que sufre la mayor desviación)
3. ¿Qué son los celajes? Es el aspecto que presenta el cielo cuando hay nubes tenues y de varios matices. También se le llama así a un conjunto de nubes
EXPERIENCIAS DE AMPLIACIÓN EXPERIENCIA 1 Materiales: Una caja de cartón abierta (por ejemplo, una caja de zapatos) recubierta con papel negro en el interior y con un agujero de 2 x 2 cm en la parte frontal, un peine, una linterna, un espejo. 1. Encender la linterna y dirigir los rayos de luz al agujero de la caja. 2. Observar y describir como se comportan los rayos de luz 3. Colocar el peine entre la fuente de luz y el agujero de la caja de modo que se puedan identificar los “rayos de luz. Observa 4. Después colocar el espejo dentro de la caja en distintas posiciones y observar los rayos de luz. EXPERIENCIA 2 Materiales: 3 espejos de 7 x 3, 3 trozos de cartón negro de 7 x 30 cm, Cinta aislante, Una regla, un lápiz, tijeras, 1. Papel blanco de 8 x 8 cm, Cinta adhesiva transparente, Trozos de papel de varios colores y formas. 2. Unir los espejos con cinta adhesiva de modo que formen un triángulo. 3. Pegar el cartón negro a los espejos para conseguir un tubo de forma triangular. 4. Pegar un triángulo de papel blanco en uno de los extremos del tubo. El papel debe tener un agujero en una de las esquinas (que se coloca en la esquina entre dos espejos). 5. Hacer dos bolsas triangulares con celofán y cinta adhesiva transparente y rellenarlo de trocitos de papel de distintos colores y formas. 6. A continuación, colocar las bolsas en el extremo abierto del calidoscopio y pegarlo con cinta adhesiva transparente. Observa lo que sucede adentro. EXPERIENCIA 3 Materiales: Focos, linternas, objetos varios 1. Apagar las luces del ambiente. 2. Encender las linternas, Observar. 3. Iluminar distintos objetos. EXPERIENCIA 4 Materiales: Cartulinas, papel, cartoncillo o tela de color negro, Cinta adhesiva, Una linterna, Un espejo de 30 x 30 cm, Tres hilos de 2 m cada uno, Un transportador. 1. Buscar un cuarto oscuro 2. Colocar el espejo en forma vertical, sobre la mesa o escritorio. 3. En el centro de la case del espejo pegar con cinta adhesiva uno de los extremos de los tres hilos. 4. Sujetar cada uno de los extremos de dos hilos para formar una V. El tercer hilo quedará al centro sujetado, en forma de 90 grados, respecto al espejo/ 5. Con el transportador medir el ángulo que se forma entre la línea del centro y la luz que llega al espejo y el ángulo que forma al Salir del espejo. EXPERIENCIA 5 Materiales: Un depósito con agua, dos imágenes de colores. 1. Llenar el depósito con agua. 2. Colocar detrás de éste las dos imágenes de colores. 3. Observar desde la parte delantera del depósito. 4. ¿ Cómo se observan las imágenes ahora? EXPERIENCIA 6 Materiales: Una caja de vidrio, una moneda, agua 1. Llena la caja de vidrio con agua 2. Coloca la moneda en medio
INGRESA A LA SIGUIENTE ANIMACIÓN: http://enebro.pntic.mec.es/~fmag0006/op_applet_16.htm
Completa la siguiente tabla interactuando: MEDIO
VACIO - AGUA
Ángulo de incidencia
45 ®
Ángulo de Reflexion
Ángulo de Refracción
MEDIO
VACIO - DIAMANTE
Ángulo de incidencia
70®
Ángulo de Reflexion Ángulo de Refracción
MEDIO
AGUA - VACIO
Ángulo de incidencia
90®
Ángulo de Reflexion Ángulo de Refracción
Una vez completado tu cuadro responde: 1. ¿Qué ángulos son iguales? 2. ¿Qué simbolizan los términos n1 y n2? 3. Coloca el medio Vacío- agua y Vacío – diamante, con un ángulo de incidencia de 60®, ¿ En qué caso es mayor el ángulo de refracción? ¿A qué crees que se deba?
INGRESA EN LA SIGUIENTE ANIMACIÓN: http://www.meet-physics.net/David-Harrison/castellano/Optics/Reflection/Reflection.html Angulo 10 13 7 Responde: ¿El ángulo θ cambia? ¿Por qué?
OBSERVA EL SIGUIENTE LENTE: http://www.meet-physics.net/David-Harrison/castellano/Optics/ObjImage/ObjImage.html ¿ Es un lente divergente o convergente? ¿Cómo aseguras eso? ABRE LA SIGUIENTE ANIMACIÓN: http://zitogiuseppe.com/museo/esp71/Specchio.html
La animación te presenta una hoja de papel, donde se encuentra el ojo, y un espejo (el lado derecho). 1. Dibuja la letra S en el lado izquierdo. 2. ¿Cómo se le ve en el lado derecho? 3. ¿Por qué crees que esto suceda?
REFRACCION Y REFLEXION DE LA LUZ OBESERVA LAS SIGUIENTES IMÁGENES.
REFLEJO DE LOS ARBOLES SOBRE EL LAGO
LA GOTA DE AGUA HACE LA FUNCION DE UN LENTE DE AUMENTO: REFLEXION DE LA LUZ
LOS BARROTES DE LA SILLA SE DISTROSIONAN A TRAVES DEL AGUA POR EFECTO DE LA REFRACCIÓN.
UNA GOTA DE AGUA ES UN LENTE NATURAL QUE REFRACTA LA LUZ Y DISTORCIONA LA IMAGEN.
LA IMAGEN SE CORTA POR EFECTO DE LA LUZ: REFRACCION DE LA LUZ.
LOS LENTES DE LOS ANTEOJOS SON UN EJEMPLO DE LA APLICACIÓN DE LA REFRACCION DE LA LUZ.
LA LUPA AUMENTA LAS IMÁGENES POR EFECTO DE LA REFRACCION DE LA LUZ.
LA LUPA AUMENTA LAS IMÁGENES POR EFECTO DE LA REFRACCION DE LA LUZ.
Los lápices que se muestran en la imagen atraviesan un medio gaseoso y uno líquido, y por efecto de la refracción de la luz pareciera que están cortados.
¿Por qué cuando llueve se forma un arco (iris) y no otra figura?
En ocasiones, cuando nos encontramos frente a una cortina de agua de lluvia con el Sol a nuestra espalda, podemos observar un fenómeno óptico conocido como arco iris. Pero no solamente en la lluvia, también en la neblina o en una cascada o, en general, frente a agua lo suficientemente pulverizada. Este efecto se debe a que las gotas de agua se comportan como prismas y descomponen la luz que las atraviesa en todos los colores del espectro luminoso. ¿Y cómo es eso? Cuando un rayo de luz topa con un objeto, determinadas longitudes de onda son absorbidas mientras otras son reflejadas. El color asociado a aquellas que rebotan es el que nuestros ojos perciben y por ello decimos que el objeto en cuestión es de determinado color. Ahora bien, cuando el objeto con el que la luz topa no es sólido o bien siéndolo no opone resistencia o pone poca al paso de la luz (objetos transparentes o translúcidos) la luz los atraviesa. Pero este cambio en el medio de propagación provoca un cambio en su velocidad, lo que se nos muestra como un cambio de dirección de aquellos rayos de luz que inciden oblicuamente. La siguiente imagen aclarará lo
dicho.
El rayo de luz incide oblicuamente sobre la superficie del agua y, al atravesarla sufre la refracción que se concreta en un cambio del ángulo con respecto a la perpendicular. Pero cada una de las diferentes longitudes de onda que componen la luz blanca se ve refractada de diferente manera porque la velocidad de propagación es diferente para cada una de ellas. Esto se traduce en diferentes ángulos de refracción para cada una en un fenómeno que se conoce como dispersión de la luz, mostrando a nuestros ojos el espectro de luz visible del rojo al violeta, cuando el rayo ya ha atravesado el medio líquido (en este caso la gota de agua) que se ha comportado como un prisma. También, casi sin pretenderlo, hemos dado respuesta a la cuestión de ordenación de los colores, y ya sabemos por qué el rojo se encuentra en el extemo superior y el violeta en el inferior: el rojo tiene la longitud de onda más larga y el violeta la más corta. Nota sabionda: En realidad el número de reflexiones que se producen en el interior de la gota pueden ser más de dos (dependiendo de por dónde entre la luz) lo que puede dar lugar a la aparición de dos arcos iris: el primario más fuerte e interior y el secundario más débil y exterior y con los colores en orden invertido. Nota sabionda: Como el ángulo para ver el arco iris siempre es de 40º-42º, cuanto más bajo esté el sol más alto se ve el arco iris, llegando a convertirse el arco visible en una circunferencia cuando el sol está sobre el horizonte.
Disponible en: iris-y-no-otra-figura/
http://www.sabercurioso.es/2008/08/31/por-que-cuando-llueve-arco-
Los espejismos
Un espejismo es una ilusión óptica debida a la reflexión total de la luz, originada cuando ésta atraviesa capas de aire de distinta densidad. Así objetos lejanos ofrecen una imagen invertida como si se reflejasen en el agua, o bien aparecen flotando en el aire o sobre la superficie del mar. Pero… ¿cuál es el mecanismo que los forma?
Ya se apuntaba en el primer párrafo: el cambio de dirección que experimenta la luz al pasar de un medio a otro de diferente densidad, que se mide con el índice de refracción, que no es más que la relación entre la velocidad de la onda en un medio de referencia (el vacío para las ondas electromagnéticas) y su velocidad en el medio del que se trate. Así, cuando la onda de luz incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios, y si éstos tienen índices de refracción distintos, se produce la refracción. El ejemplo clásico de este fenómeno es el de un lápiz y otro objeto semi-sumergido en un vaso con agua: la cuchara parece quebrada. También se produce refracción cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura (y por ello densidad), de la que depende el índice de refracción. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexión total.
Los espejismos pueden ser de dos tipos: superiores e inferiores, dependiendo de en qué lugar se encuentra la capa de aire caliente. ¿Cómo es eso?
Los espejismos superiores se producen cuando el aire que está cerca de la superficie es más frío (y por lo tanto más denso) que el aire que se encuentra justo encima. Esta inversión térmica se suele dar en latitudes altas donde los mares son fríos y la capa de aire cercana a la superficie del mar está más fría que la superior. La luz ascendente es refractada hacia abajo por la capa cálida produciendo una imagen invertida que parece flotar en el cielo.
Los espejismos inferiores son más comunes, y se producen cuando el aire que está más cerca de la superficie es más caliente (y por lo tanto menos denso) que el aire que se encuentra justo encima. Este fenómeno se observa preferentemente en los desiertos donde el espejismo puede dar la apariencia de un lago o mar desde cierta distancia y, en un ejemplo mucho más cercano, en el asfalto recalentado de las carreteras, con la apariencia de una superficie líquida que refleja imágenes, como un charco. Pero cuanto más se avanza hacia esa zona más parece alejarse, hasta que de repente desaparece. Veamos algunas imágenes más:
Nota sabionda: Si hace mucho calor y el asfalto de la carretera está muy caliente, incluso se puede apreciar a simple vista como asciende el aire caliente. Y la diferente densidad de ese aire ascendente provoca que llegue una imagen borrosa al observador, pues el diferente índice de refracción hace que la luz se refracte de forma continua al atravesar las distintas capas de aire y se curve. Nota sabionda: Una cosa parecida ocurre al repostar el automóvil. Si el día es soleado se puede observar en los alrededores de la entrada al depósito, un efecto óptico, una distorsión de imagen. En este caso provocada por los gases desprendidos por el combustible. De una densidad diferente al la del aire circundante y por ello provocadores de refracción.
Disponible en : http://www.sabercurioso.es/2010/05/06/los-espejismos/
Datos Interesantes La fibra óptica consta de un conjunto de filamentos de material transparente, vidrio o plástico, flexible y tan pequeño como un cabello humano. Es resistente a cambios en la temperatura, la humedad, el calor o el frío. Consta de dos tubos, uno interno donde se transmite información en forma de luz, que se refleja totalmente una y otra vez y un tubo externo que recubre los filamentos y evita la pérdida de luz. Las fibras ópticas se utilizan ampliamente en telecomunicaciones como la televisión, el Internet, para uso decorativo como la iluminación del árbol de navidad y en aparatos especiales como el endoscopio que permite al médico cirujano observar dentro del cuerpo humano algún órgano, mediante una pequeña abertura.
El fenómeno de la reflexión de la luz se aplica en el periscopio un tubo que tiene espejos en su interior. Con este instrumento, la tripulación de un submarino que navega en el mar puede ver lo que sucede por encima de la superficie del agua aun cuando se encuentre sumergido.
Es conveniente pintar con colores claros las paredes de los espacios interiores porque así reflejan más la luz que si se pintaran con un color oscuro. De esa manera se reduce un poco el consumo de electricidad, ya que se aprovecha durante más tiempo la luz natural.
La primera referencia histórica al fenómeno de la refracción es el libro de Euclides "Catóptrica" en el que se recoge la
Figura1
Figura 2
os celestes" (año 50), donde él comenta: "¿Acaso es posible que el haz luminoso se curve al pasar a través de las capas hú
Ingresa a la siguiente URL: http://www.meloleo.com/reflexion-juego-reflexion-disparos-de-luz Pon en práctica tus conocimientos de reflexión de la luz para poder matar a las naves que te disparan, éstas naves disparan haces de luz, tú las puedes detener y hacer que reboten sobre ti para que sus mismos haces los maten. Recuerda la clave: El ángulo incidente es igual al ángulo reflejado, utiliza tu ingenio para poder matarlos y GANAR ¡
Pasos Pasos a a seguir: seguir: Ingresa Ingresa a a la la URL URL Clic Clic en en New New Game Game Esperar Esperar que que cargue cargue los los 15 15 segundos segundos yy clic clic en en Play Play Game Game Ahora Ahora clic clic en en Play.exe Play.exe Clic Clic en en el el número número 11 que está que está marcado marcado con con azul azul Empieza Empieza a a jugar jugar con con el el mouse. mouse.
Ingresa a la siguiente animación : http://www.primaria.librosvivos.net/archivosCMS/3/3/16/usuarios/103294/9/6EP_Cono_cas_ ud8_refraccion/frame_prim.swf
Observa el contenido sobre la refracciรณn de la luz, y luego reponde a las preguntas que te plantean ยกSuerte!
Relaciona: Al mirarte a un espejo.
REFLEXION DE LUZ
Cuando no ves y utilizas lentes
El Arcoiris REFRACCION DE LUZ El reflejo de un รกrbol en el agua
Halla 7 palabras relacionadas con el tema en el siguiente crucigrama, CUIDADO! Puedes encontrar palabras de otros tรณpicos, que te confundirรกn
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C O T A Z E O P E S P E J O S K
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U T I G N O N E X I O N U J
BIBLIOGRAFÍA:
O S
N
FISICA primer nivel Felix aucallanchi V. coleccion Racso 3° edicion pag 456-472
LINKOGRAFÍA: LABORATORIO VIRTUAL http://enebro.pntic.mec.es/~fmag0006/index.html REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LUZ http://www.laeducacion.com/2011/12/reflexion-y-refraccion-de-la-luzbloque.html REFLEXION DE LUZ http://www.educaplus.org/luz/reflexion.html REFRACCION DE LUZ http://www.educaplus.org/luz/refraccion.html EXPERIENCIAS http://experimentoscaseros.net/2012/01/experimento-optico-hacer-invisible-unobjeto/ http://www.ucm.es/info/expoptic/ http://www.cientec.or.cr/ciencias/experimentos/optica.html http://didactalia.net/comunidad/materialeducativo/recurso/Experimentos-de-opticapara-ni%C3%B1os-luz-y-color/dc8ddb3c-9aba-4841-9ccc-d0a395804ce7 http://depfisicayquimica.blogspot.com/2008/01/fenmenos-pticos-para-nias-ynios.html http://experimentoscaseros.net/category/experimentos-sobre-optica/page/4/ DATOS CURIOSOS http://enebro.pntic.mec.es/~fmag0006/Prism101.html#a1 PAGINA DE ANIMACIONES http://opticfisic5e.blogspot.com/p/animaciones_15.html http://www.meet-physics.net/David-Harrison/index_spa.html