Óptica: Explorando la Distancia Focal, Interferencia de Young y Dispersión de la Luz

Experiencia 3: Distancia Focal de Lentes Delgadas

Ecuaciones Fundamentales

• Ecuación del constructor de lentes: 1/f = ((n_lente - n_medio) / n_medio) x (1/R₁ - 1/R₂)
• Ecuación de Gauss: 1/f = 1/S + 1/S'
• Ecuación de Bessel: f = (D² - d²) / 4D
• Distancia Focal de la lente Divergente: F_d = (F_c x F_s) / (F_c - F_s)

Tipos de Lentes y sus Características

Si f > 0, se tienen lentes positivas o convergentes y para f < 0 se tienen lentes negativas o divergentes.

Las imágenes pueden ser REALES, S' > 0 o VIRTUALES, S' < 0.

Rayos Principales

• Rayo Paralelo: es el rayo que incide paralelo al eje óptico y sale pasando por el foco imagen.
• Rayo Focal: es el rayo que incide pasando por el foco objeto y sale paralelo al eje óptico.
• Rayo Central: es el rayo que pasa por el centro óptico. No sufre desviación.

Aumento Lateral

m = h'/h = -S'/S

Aplicaciones de las Lentes

• Lentes Convergentes: se utilizan para la corrección de la hipermetropía. Las personas hipermétropes no ven bien de cerca. Una lente convergente frente al ojo produciría una imagen más alejada.
• Lentes Divergentes: se utilizan para corregir la miopía. La miopía puede deberse a una deformación del ojo. Los miopes no ven bien de lejos. Una lente divergente corrige este error.

Experiencia 4: Interferencia de Young

Condiciones para la Interferencia

• Interferencia Constructiva (franja brillante): dSenθ = mλ - Y_brillante = λRm/d
• Interferencia Destructiva (franjas oscuras): dSenθ = (m + 0.5)λ - Y_oscuro = (λR/d)(m + 0.5)

Cuando la diferencia es múltiplo impar de λ/2, las dos ondas llegan al punto P con un desfase de 180°.

Cálculo de la Longitud de Onda

λ = dY/mR

Experiencia 5: Dispersión de la Luz

Fenómeno de la Dispersión

Cuando la luz es policromática, da origen a rayos refractados de diferentes colores, cada uno de los cuales tiene un ángulo de refracción diferente. El valor del índice de refracción es diferente para cada color o longitud de onda. Este fenómeno se llama dispersión.

El Color como Percepción Visual

El color es una percepción visual que se genera en el cerebro.

Ángulo de Desviación Mínima

δ_min = 2α - A | n = sen((A + δ)/2) / sen(A/2)

A = 0.5 |Ψ₁ - Ψ₂|.

El color violeta es el más débil (λ = 404,7 o 407,8) y el rojo es el más fuerte (λ = 615,2 o 623,4).