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50 preguntas sobre Óptica Parte 2 - Monografía



 
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24. Encuentre gráficamente las características de un objeto al colocarse entre el foco y el vértice de un espejo esférico

características de un objeto al colocarse entre el foco y el vértice de un espejo esférico

25. ¿Cuándo se produce la refracción de luz? ¿Cómo es la desviación de un rayo luminoso al pasar de un medio mas denso y a uno menos denso?

La refraccion de la luz (o una onda mec. o elec. cualquiera) es la desviación de su curso, esto es provocado por 2 causas fundamentales: primero la densidad del medio, y segundo, la velocidad, con la que se propaga en cada medio, y sus densidades, el primer caso, altera la velocidad de la onda, esto lleva al segundo caso, es decir, cambia la dirección de la onda.

Al pasar de un medio denso, a uno de densidad inferior este se Aleja de la normal proyectada.

26. Escriba el enunciado de las dos leyes de refracción

1.ª Ley. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.
2.ª Ley. (ley de Snell) Los senos de los ángulos de incidencia ?1 y de refracción ?2 son directamente proporcionales a las velocidades de propagación v1 y v2 de la luz en los respectivos medios.
ley de Snell

Recordando que índice de refracción y velocidad son inversamente proporcionales la segunda ley de la refracción se puede escribir en función de los índices de refracción en la forma:

480.gif

o en otros términos:

n1 · sen ?1 = n2 · sen ?2 = cte (14.5)

7. Explique como puede calcularse el índice de refracción para par de sustancias en función de la velocidad de los rayos luminosos
28. explique que es una lente y cual es su definición

Las lentes son objetos transparentes, limitados por dos superficies esféricas o por una superficie esférica y otra plana, que se hallan sumergidas en un medio, asimismo transparente, normalmente aire. Desempeñan un papel esencial como componentes de diferentes aparatos ópticos. Con lentes se corrigen los diferentes defectos visuales, se fabrican los microscopios, las máquinas fotográficas, los proyectores y muchos otros instrumentos ópticos.

Tipos de lentes



De la combinación de los tres posibles tipos de superficies límites, cóncava, convexa y plana, resultan las diferentes clases de lentes. Según su geometría, las lentes pueden ser bicóncavas, biconvexas, plano-cóncavas, plano convexas y cóncavo-convexas.

Desde el punto de vista de sus efectos sobre la marcha de los rayos es posible agrupar los diferentes tipos de lentes en dos grandes categorías: lentes convergentes y lentes divergentes. Las lentes convergentes se caracterizan porque hacen converger, en un punto denominado foco, cualquier haz de rayos paralelos que incidan sobre ellas. En cuanto a su forma, todas ellas son más gruesas en la zona central que en los bordes. Las lentes divergentes, por su parte, separan o hacen diverger los rayos de cualquier haz paralelo que incida sobre ellas, siendo las prolongaciones de los rayos emergentes las que confluyen en el foco. Al contrario que las anteriores, las lentes divergentes son menos gruesas en la zona central que en los bordes.

29. ¿Qué características tiene una lente convergente y cual es una lente divergente?

Lentes convergentes.

Para proceder a la construcción de imágenes debidas a lentes convergentes, se deben tener presente las siguientes reglas:

Cuando un rayo incide sobre la lente paralelamente al eje, el rayo emergente pasa por el foco imagen F’. Inversamente, cuando un rayo incidente pasa por el foco objeto F, el rayo emergente discurre paralelamente al eje. Finalmente, cualquier rayo que se dirija a la lente pasando por el centro óptico se refracta sin sufrir ninguna desviación.

Cuando se aplican estas reglas sencillas para determinar la imagen de un objeto por una lente convergente, se obtienen los siguientes resultados:

- Si el objeto está situado respecto del plano óptico a una , la imagen es real, invertida y de menor tamaño.
- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico igual a 2f, la imagen es real, invertida y de igual tamaño.
- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico comprendida entre 2f y f, la imagen es real, invertida y de mayor tamaño.
- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico inferior a f, la imagen es virtual, directa y de mayor tamaño.

Lentes divergentes.

La construcción de imágenes formadas por lentes divergentes se lleva a cabo de forma semejante, teniendo en cuenta que cuando un rayo incide sobre la lente paralelamente al eje, es la prolongación del rayo emergente la que pasa por el foco objeto F. Asimismo, cuando un rayo incidente se dirige hacia el foco imagen F’ de modo que su prolongación pase por él, el rayo emergente discurre paralelamente al eje. Finalmente y al igual que sucede en las lentes convergentes, cualquier rayo que se dirija a la lente pasando por el centro óptico se refracta sin sufrir desviación.

Aunque para lentes divergentes se tiene siempre que la imagen resultante es virtual, directa y de menor tamaño, la aplicación de estas reglas permite obtener fácilmente la imagen de un objeto situado a cualquier distancia de la lente.

30. Mencione el uso de las lentes convergentes y divergentes
31. ¿Cuándo son recomendables las lentes de contacto de material plástico?

32. Mediante un dibujo señale las partes principales de una lente

Convergente
lente convergente

33. Diga que sucede cuando un rayo pasa paralelamente al eje principal de una lente: a)convergente; b)Divergente

En el caso de una divergente se puede incluso apreciar a simple vista que el rayo es reflejado sobre el mismo eje focal
En una convergente este simplemente es refractado en el mismo eje focal.

34. Explique como se obtiene gráficamente la imagen formada de un objeto en una lente convergente y divergente
482.gif

483.gif

divergentes

En las Lentes convergentes casi siempre hay imágenes reales, salvo por el caso en el que el objeto se encuentra entre foco y vértice en todos los demás da como resultado imágenes reales a excepción de cuando esta situado el objeto en el foco.

En las lentes divergentes siempre dan imágenes virtuales, erectas y de menor tamaño

35. Escriba la expresión matemática en su forma newtoniana y gausiana para encontrar las características de una imagen de un objeto en una lente
36. ¿Qué consideraciones deben hacerse al aplicar las ecuaciones de los lentes?

Se debe de tener en cuenta la aberración cromática y esférica las cuales como defectos de estas no permiten la perfección de las ecuaciones de lentes
37. ¿Qué es un telescopio y cuantos tipos de ellos hay?

Este fue el primer instrumento para realizar observaciones a distancia. En forma similar al microscopio, también consta de dos lentes pero, en este caso, una es divergente (el ocular) y la otra es convergente (el objetivo). La imagen que se obtiene, es virtual.
El vocablo “anteojos”, acepta varios significados, que van desde los que se utilizan delante del ojo humano, hasta los comunes “largavistas”. Sin embargo, todos ellos tienen por finalidad contribuir de una u otra manera a mejorar la calidad de la visión que el ser humano puede tener sobre el mundo que lo rodea, ya sea por corrección de las imágenes, por aproximación de ellas o por amplificación.

38. ¿Para que se utiliza el microscopio y que beneficios ha traído su uso?

Es un instrumento óptico formado básicamente por dos lentes convergentes: el ocular y el objetivo. El objetivo tiene distancia focal pequeña y esta ubicado próximo al objeto que se observa.
El ocular tiene mayor distancia focal y esta ubicado al lado del ojo del observador. Las dos lentes están ubicadas de forma que sus ejes coincidan.
La imagen que se obtiene con un microscopio es virtual, mayor y de sentido contrario al objeto observado.
En la actualidad existen muy diversos tipos de microscopios, cada uno de ellos con distintas tecnologías de avanzada y que incluyen las ultimas mejoras que, día a día, los científicos van descubriendo.
Podemos observar en los gráficos y dibujos siguientes, la descripción de un microscopio y de que forma trabajan las lentes que lo componen:

Los beneficios del microscopio son muchos van desde el descubrimientos de partes organicas y celulares de los seres vivos, hasta la ayuda para la construcción de materiales y microsistemas de computadora, pues el estudiar lo muy pequeño implita trabajar y crear especies de objetos de ese tamaño

39. Mencione las principales partes del ojo humano y diga por que se le compara con una cámara fotográfica

En general, los ojos de los animales funcionan como unas cámaras fotográficas sencillas. La lente del cristalino forma en la retina una imagen invertida de los objetos que enfoca y la retina se corresponde con la película sensible a la luz.
Como ya se ha dicho, el enfoque del ojo se lleva a cabo debido a que la lente del cristalino se aplana o redondea; este proceso se llama acomodación. En un ojo normal no es necesaria la acomodación para ver los objetos distantes, pues se enfocan en la retina cuando la lente está aplanada gracias al ligamento suspensorio. Para ver los objetos más cercanos, el músculo ciliar se contrae y por relajación del ligamento suspensorio, la lente se redondea de forma progresiva. Un niño puede ver con claridad a una distancia tan corta como 6,3 cm. Al aumentar la edad del individuo, las lentes se van endureciendo poco a poco y la visión cercana disminuye hasta unos límites de unos 15 cm a los 30 años y 40 cm a los 50 años. En los últimos años de vida, la mayoría de los seres humanos pierden la capacidad de acomodar sus ojos a las distancias cortas. Esta condición, llamada presbiopía, se puede corregir utilizando unas lentes convexas especiales.
Las diferencias de tamaño relativo de las estructuras del ojo originan los defectos de la hipermetropía o presbicia y la miopía o cortedad de vista. Véase Gafas; Visión.
Debido a la estructura nerviosa de la retina, los ojos ven con una claridad mayor sólo en la región de la fóvea. Las células con forma de conos están conectadas de forma individual con otras fibras nerviosas, de modo que los estímulos que llegan a cada una de ellas se reproducen y permiten distinguir los pequeños detalles. Por otro lado, las células con forma de bastones se conectan en grupo y responden a los estímulos que alcanzan un área general (es decir, los estímulos luminosos), pero no tienen capacidad para separar los pequeños detalles de la imagen visual. La diferente localización y estructura de estas células conducen a la división del campo visual del ojo en una pequeña región central de gran agudeza y en las zonas que la rodean, de menor agudeza y con una gran sensibilidad a la luz. Así, durante la noche, los objetos confusos se pueden ver por la parte periférica de la retina cuando son invisibles para la fóvea central.
El mecanismo de la visión nocturna implica la sensibilización de las células en forma de bastones gracias a un pigmento, la púrpura visual o rodopsina, sintetizado en su interior. Para la producción de este pigmento es necesaria la vitamina A y su deficiencia conduce a la ceguera nocturna. La rodopsina se blanquea por la acción de la luz y los bastones deben reconstituirla en la oscuridad, de ahí que una persona que entra en una habitación oscura procedente del exterior con luz del sol, no pueda ver hasta que el pigmento no empieza a formarse; cuando los ojos son sensibles a unos niveles bajos de iluminación, quiere decir que se han adaptado a la oscuridad.
En la capa externa de la retina está presente un pigmento marrón o pardusco que sirve para proteger las células con forma de conos de la sobre exposición a la luz. Cuando la luz intensa alcanza la retina, los gránulos de este pigmento emigran a los espacios que circundan a estas células, revistiéndolas y ocultándolas. De este modo, los ojos se adaptan a la luz.
Nadie es consciente de las diferentes zonas en las que se divide su campo visual. Esto es debido a que los ojos están en constante movimiento y la retina se excita en una u otra parte, según la atención se desvía de un objeto a otro. Los movimientos del globo ocular hacia la derecha, izquierda, arriba, abajo y a los lados se llevan a cabo por los seis músculos oculares y son muy precisos. Se ha estimado que los ojos pueden moverse para enfocar en, al menos, cien mil puntos distintos del campo visual. Los músculos de los dos ojos funcionan de forma simultánea, por lo que también desempeñan la importante función de converger su enfoque en un punto para que las imágenes de ambos coincidan; cuando esta convergencia no existe o es defectuosa se produce la doble visión. El movimiento ocular y la fusión de las imágenes también contribuyen en la estimación visual del tamaño y la distancia.

40. Describa las anomalías mas comunes del ojo humano y diga como se corrigen

La enfermedad más común de los párpados es el orzuelo o la infección de los folículos de las pestañas, que suele estar causada por estafilococos. Los orzuelos internos no se originan en sus bordes, sino en su interior, y son unas infecciones similares de las glándulas de Meibomio. A veces, los abscesos de los párpados son el resultado de heridas penetrantes. En ocasiones, aparecen defectos congénitos de los párpados como la coloboma, o fisura del párpado, y la ptosis o caída del párpado superior. Entre los defectos adquiridos se encuentra el simbléfaron o la adherencia de la superficie interna del párpado al globo ocular, que ocurre como resultado de quemaduras. El entropión, o inversión del interior del párpado hacia la córnea, y el ectropión, o eversión del párpado hacia el exterior, pueden producirse por cicatrices o por contracciones musculares espasmódicas debidas a una irritación crónica. Los párpados también padecen diversas enfermedades cutáneas, como el eccema y el acné, y tumores benignos y malignos. Otra enfermedad común del ojo es la infección de la conjuntiva, la membrana mucosa que recubre el interior de los párpados y el exterior del globo ocular. Tracoma.
Las alteraciones de la córnea suelen ser el resultado de una herida y pueden dar lugar a la pérdida de la transparencia y a una visión deteriorada. Sin embargo, también pueden producirse como consecuencia secundaria de una enfermedad; es el caso del edema o hinchazón de la córnea que, a veces, acompaña al glaucoma.

La coroides o capa media del globo ocular contiene la mayoría de los vasos sanguíneos del ojo, por ello es el lugar donde se suelen producir las infecciones bacterianas y las secundarias debidas a intoxicaciones. Entre las primeras destacan las producidas por la bacteria de la tuberculosis y de la sífilis. El cáncer se puede desarrollar en los tejidos coroideos o puede ser transportado hasta el ojo desde tumores situados en cualquier otra parte del cuerpo; la retina, que se extiende inmediatamente detrás de la coroides, está también sujeta al mismo tipo de infecciones. La fibroplasia retrolental es una enfermedad de los niños prematuros que origina el desprendimiento de la retina y una ceguera parcial; aunque se desconocen sus causas, esta enfermedad está asociada con anomalías en los vasos sanguíneos. También puede desprenderse la retina después de una intervención quirúrgica de cataratas; a veces, se utilizan los rayos láser para unir de nuevo la retina desprendida en el interior del ojo. Otra enfermedad, llamada degeneración macular, afecta a la mácula lútea y es una causa frecuente de la pérdida de la visión en las personas mayores.
El nervio óptico contiene las fibras nerviosas de la retina que llevan los impulsos nerviosos hasta el cerebro. La arteria y la vena centrales irrigan la retina y el nervio óptico, cuya vaina se comunica con los espacios linfáticos cerebrales. La inflamación de la parte del nervio situada en el interior del ojo se llama neuritis óptica o papilitis, y la que ocurre en la parte que está detrás del ojo, neuritis retrobulbar. Cuando la presión en el cráneo es elevada o se produce un incremento de la presión arterial, como ocurre en los tumores cerebrales, se produce el edema o hinchazón del lugar por donde el nervio óptico entra en el ojo o disco óptico. Esta alteración se denomina papiloedema.

Otras enfermedades muy comunes son:



- Conjuntivitis:

Inflamación de la conjuntiva. Esta es una membrana mucosa que recubre la superficie interna de los párpados y la superficie externa del globo ocular en su cara anterior (excepto en su polo anterior, donde se halla situada la córnea). La causa de la conjuntivitis puede ser una infección, una alergia o un traumatismo. Se caracteriza por enrojecimiento, inflamación, sensación de cuerpo extraño al parpadear y exceso de sensibilidad del ojo a la luz (fotofobia). En los casos graves se produce una exudación mucosa espesa. Si la causa es una infección, se llega a presentar secreción de pus.
Las conjuntivitis infecciosas agudas están causadas por diversas bacteria y virus, y suelen ser epidémicas. En los recién nacidos se produce por contaminación en el canal del parto, habitualmente por gonococos (conjuntivitis gonocócica) o por Clamydia trachomatis (conjuntivitis de inclusión) ambas son enfermedades maternas de transmisión sexual. Otra cepa de C. trachomatis transmitida por moscas y mosquitos causa el Tracoma, conjuntivitis crónica típica de África y Asia. Las conjuntivitis gonocócicas y tracomatosas causan ceguera corneal. Las conjuntivitis causadas por exposición excesiva a la luz de la soldadura, a la nieve o a otra fuente de luz ultravioleta se llaman querato-conjuntivitis.
La mayoría de las conjuntivitis bacterianas se tratan con éxito con antibióticos locales. En todos los recién nacidos se debe aplicar la profilaxis oftálmica de Cerdé, que consiste en instilar nitrato de plata u otro antiséptico en el ojo para prevenir la conjuntivitis gonocócica. Las conjuntivitis alérgicas se tratan mediante vasoconstrictores o corticoides locales.

- Daltonismo:

trastorno de la visión, más frecuente en los varones, en el que hay dificultad para diferenciar los colores. Se debe a un defecto en la retina u otras partes nerviosas del ojo. La primera referencia sobre esta condición se debe al químico británico John Dalton, que padecía la enfermedad. Se conoce como acromatopsia o monocromatismo a la ceguera completa para los colores. Esta enfermedad congénita, en la que todos los matices de color se perciben como variantes de gris, es muy rara, y afecta por igual a ambos sexos. En el discromatismo, o ceguera parcial para los colores, hay incapacidad para diferenciar o para percibir el rojo y el verde; con menos frecuencia se confunden el azul y el amarillo. El discromatismo es la forma más frecuente de daltonismo: lo padecen el 7% de los varones y el 1% de las mujeres. Es una alteración que se transmite según un modelo de herencia ligado al sexo. El daltonismo puede aparecer también de manera transitoria tras una enfermedad grave.
La mayor parte de los daltónicos tienen visión normal en lo que respecta a sus demás características. Pueden incluso asociar de una manera aprendida algunos colores con la escala de brillos que producen. Así, muchos daltónicos no son conscientes de su condición. Hay diferentes pruebas para el diagnóstico del daltonismo y de sus diferentes variantes.En el caso de la miopía para solucionar este problema solo basta con una lente convergente y en el astigmatismo una divergente

41. ¿Qué estudia la óptica física?

Óptica física, que estudia los fenómenos producidos por la velocidad y naturaleza de la luz;
Esto es algo diferente de la óptica geométrica que es loo que hemos estado viendo, estudia cosas como la interferencia, el láser la polarización de la luz la radiación etc..

42. Explique en que consiste el fenómeno de interferencia y a que se le llama anillos de Newton

Es la contraposición de ondas a desfase es decir, la coexistencia de dos o mas ondas al mismo tiempo en posiciones diferentes

fenomeno de interferencia

43. Describa el fenómeno de difracción de la luz

Es el acto de bordear los objetos por parte de la luz que pasa por un obstáculo

Ej.
difraccion de la luz

44. Explique en que consiste el fenómeno de la polarización de la luz y el funcionamiento de las lentes polarizadas

Es confinar (desaparecer) las oscilaciones de una onda a un patrón definido, cuando se polariza una onda electromagnética (luz) esta pierde parte de su intensidad, esto es por que las oscilaciones polarizada

45. Explique como se explica el color de los cuerpos y como se puede descomponer la luz blanca

El color de los cuerpos de por causa de la refracción de las superficies de los cuerpos, cada superficie absorbe parte de las longitudes de onda de la luz blanca (la luz blanca es la superposición de las demás franjas de longitudes visibles por el ojo humano, al absorber las demás esta superficie refleja una longitud de onda, esa longitud que reflejo, es la que vemos como el “color” de el objeto, pero a mi punto muy particular de vista los objetos no tienen color realmente, solo absorben y reflejan el que vemos.

La luz blanca se descompone por medio de la refracción de esa luz (blanca) en un prisma de vidrio al enfocar el haz de luz en una de las cara del prisma, esto ocurre porque cada longitud de onda, de menores a mayores que son componentes de la luz blanca, se refractan diferente, por sus velocidades de propagación, cada una tiene diferente velocidad, al encontrarse “todas” en un mismo medio, por ser diferentes cada cual va a refractarse de manera diferente por sus velocidades .
prisma de vidrio y luz

Hay que también reconocer que el color de un objeto no solo depende de los colores que es capaz de reflejar, sino también de la luz que recibe, si un objeto “blanco” se coloca en un cuarto oscuro y recibe luz monocromática verde, se vera verde.

46. ¿Cuáles son los colores primarios y por que se les denomina de esa manera

Rojo amarillo azul, violeta
Se les denomina primarios porque de estos salen los demás colores, por ejemplo el verde es la combinación de el azul, con el amarillo

47. ¿En que consiste el daltonismo?

- Daltonismo:

trastorno de la visión, más frecuente en los varones, en el que hay dificultad para diferenciar los colores. Se debe a un defecto en la retina u otras partes nerviosas del ojo. La primera referencia sobre esta condición se debe al químico británico John Dalton, que padecía la enfermedad. Se conoce como acromatopsia o monocromatismo a la ceguera completa para los colores. Esta enfermedad congénita, en la que todos los matices de color se perciben como variantes de gris, es muy rara, y afecta por igual a ambos sexos. En el discromatismo, o ceguera parcial para los colores, hay incapacidad para diferenciar o para percibir el rojo y el verde; con menos frecuencia se confunden el azul y el amarillo. El discromatismo es la forma más frecuente de daltonismo: lo padecen el 7% de los varones y el 1% de las mujeres. Es una alteración que se transmite según un modelo de herencia ligado al sexo. El daltonismo puede aparecer también de manera transitoria tras una enfermedad grave.
La mayor parte de los daltónicos tienen visión normal en lo que respecta a sus demás características. Pueden incluso asociar de una manera aprendida algunos colores con la escala de brillos que producen. Así, muchos daltónicos no son conscientes de su condición. Hay diferentes pruebas para el diagnóstico del daltonismo y de sus diferentes variantes.En el caso de la miopía para solucionar este problema solo basta con una lente convergente y en el astigmatismo una divergente

48. Explique a que se le llaman ondas electromagnéticas

Son ondas transversales en las cuales su energía esta dividida en dos campos, el magnético, y el eléctrico, estos son perpendiculares entre si y pueden viajar por el espacio, a estas ondas pertenecen la luz, las ondas de radio, los rayos o radiación cósmica, la microondas, estas están a cualquier frecuencia, siendo inversa a la longitud de onda.

49. ¿Cómo llego Maxwell a la conclusión de que la luz estaba formada por ondas electromagnéticas?

El llego a esa conclusión porque el al investigar el supuesto éter transportador de luz, descubrió que las ondas electromagnéticas pueden transmitirse también en el vacío(solo la electromagnética)esto mas las demostraciones de la época como la teoría ondulatoria de Huygens, lo descubrió al ser el primero en notar que por los campos de la onda
electromagnética son perpendiculares entre si, esto permitiría a la onda atravesar el vacío sin ningún problema
ejes magneticos y electricos

50. ¿Cuál es la diferencia básica entre las diferentes clases de radiación que constituyen el espectro electromagnético?

La longitud de onda de cada una de ellas, en el caso de la luz es una franga muy pequeña la que estimula nuestros ojos, siendo la longitud de onda inversa a la frecuencia de esta. Fuera de ahí no cambia mucho la cosa pues siguen siendo ondas electromagneticas.

Autor:

El Reve





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