Distancia focal
El objetivo del experimento es familiarizar a los alumnos con las propiedades de las lentes bicóncavas y biconvexas.
Lo que aprenden los alumnos
- Estudiar la desviación de la luz en las lentes divergentes y convergentes
- Para saber más sobre la distancia focal de un objetivo
La base científica de este experimento
La óptica cuenta con una larga trayectoria en el ámbito de la astronomía y la exploración espacial. Galileo (1564-1642) fue uno de los primeros en utilizar un pequeño telescopio para observar la Luna y otros objetos del cielo nocturno (al menos, fue el primero en dar a conocer sus observaciones). Descubrió...
Las manchas solares y el hecho de que los planetas fueran discos, y no puntos de luz como las estrellas.
Los telescopios terrestres más avanzados y los instrumentos ópticos especiales, como los espectrómetros, permitieron descubrir muchos secretos del universo, y tanto los telescopios terrestres como los instrumentos ópticos científicos siguen utilizándose y perfeccionándose incluso hoy en día.
Pero desde 1957, la óptica también ha sido una parte importante de la Era Espacial, empezando por los telescopios terrestres utilizados para seguir la trayectoria de cohetes y satélites. Poco después aparecieron los satélites terrestres equipados con cámaras, telescopios y otros instrumentos ópticos, muchos de ellos para observar la Tierra desde el espacio, y muchos más para observar las estrellas y los planetas. Poco después, Estados Unidos y la entonces Unión Soviética también comenzaron a enviar naves espaciales fuera de la órbita terrestre para visitar la Luna, Venus, Marte y, finalmente, todos los planetas excepto Plutón (una sonda de la NASA se encuentra ahora de camino a Plutón y tiene previsto llegar en 2015).
El telescopio espacial Hubble es quizás el sistema óptico espacial más famoso, y varios ingenieros de ORA trabajaron en el diseño y otros aspectos de la óptica de reparación (ORA incluso ganó un premio de la NASA por este y otros trabajos relacionados con el espacio).
Lente. Una lente es un dispositivo óptico que transmite y refracta la luz, concentrando o divergiendo el haz. Las lentes fabricadas suelen estar hechas de cristal o plástico transparente. Las lentes se caracterizan por su distancia focal y su curvatura (o radio).
Curvatura. La curvatura se define como 1/R, donde R es el radio de curvatura.
Lentes convergentes y divergentes. En general, podemos clasificar los tipos de lentes en convergentes o divergentes (denotamos por f la distancia focal y por R el radio).
Por ejemplo, al observar un objeto a través de una lente convergente biconvexa, es posible obtener una estimación aproximada de la distancia focal de una lente convergente.
Al alejar el objetivo del objeto, fíjate en la distancia a la que el objeto empieza a verse borroso. Esa distancia es la distancia focal del objetivo.
La potencia óptica (potencia dióptrica o potencia refractiva) es el grado en que una lente, un espejo u otro sistema óptico hace que la luz converja o diverja. Es igual a la recíproca de la distancia focal del dispositivo. En el caso de dos o más lentes delgadas muy próximas entre sí, la potencia óptica del conjunto de lentes es aproximadamente igual a la suma de las potencias ópticas de cada una de ellas. Del mismo modo, la potencia óptica de una sola lente es aproximadamente igual a la suma de las potencias de cada una de sus superficies.
Equipo utilizado
- Plano inclinado, con 3 terminales de vía diferentes — MEC-053
- Soporte para lentes y espejos de 50 mm de diámetro — OPT-003
- Deslizador para soporte — OPT-008
- Mesa Prism — OPT-010
Preguntas para los alumnos
- ¿Qué ocurre si utilizamos dos lentes a la vez, una convergente y otra divergente?
- ¿Qué crees que pasará si la lente divergente tiene la misma distancia focal que la convergente?
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Este experimento forma parte de ATP Volta, un laboratorio científico móvil autónomo que convierte un aula normal en un laboratorio STEM en pleno funcionamiento, con más de 200 experimentos de física, química, biología, robótica e ingeniería. « Gali », el tutor de IA integrado en ATP Connect, guía a los alumnos en cada paso y responde a sus preguntas en la mesa de trabajo.
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