8/20/2019 ESPEJOS PLANOS. ESPEJOS CÓNCAVOS Y CONVEXOS

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INSTITUCION EDUCATIVA GENERAL SANTANDERVILLA DEL ROSARIO

AREA: CIENCIAS NATURALES. ASIGNATURA: FISICA. GRADO: 11GUIA No 05. FECHA: AGOSTO 04 DE 2015. TIEMPO. DISPON: 06 HORAS.DOCENTE: JULIO ERNESTO GOMEZ MENDOZA.

TEMA: Espejos planos y esféricos.LOGRO PROMOCIONAL 06. Interpreta y argumenta con claridad lascaracterísticas de imágenes formadas en espejos planos, cóncavos yconvexos.CONCEPTUALIZACIÓN.  Espejos planos y esféricos. HERRAMIENTA TIC.http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/optica/optobjetivos.htm 

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/index.htm 

ESPEJO PLANO. ¿Qué son?. Un espejo plano es una superficieplana muy pulimentada que puede reflejar la luz que le llega con unacapacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente del 95% (osuperior). Los espejos planos se utilizan con mucha frecuencia. Son los queusamos cada mañana para mirarnos. En ellos vemos nuestro reflejo,

una imagen que no está distorsionada.¿Cómo se hacen?. Cuando los pueblos antiguos lograron dominar lametalurgia, hicieron espejos puliendo superficies metálicas (plata).Los espejos corrientes son placas de vidrio plateadas. Para construirun espejo se limpia muy bien un vidrio y sobre él se deposita platametálica por reducción del ion plata contenido en una disoluciónamoniacal de nitrato de plata. Después se cubre esta capa de platacon una capa de pintura protectora.El espejo puede estar plateado por la cara anterior o por la posterior,

aunque lo normal es que esté plateada la posterior y la anteriorprotegida por pintura. La parte superior es de vidrio, material muyinalterable frente a todo menos al impacto.¿Qué imágenes dan? Una imagen en un espejo se ve como si elobjeto estuviera detrás y no frente a éste ni en la superficie. (Ojo, esun error frecuente el pensar que la imagen la vemos en la superficiedel espejo).El sistema óptico del ojo recoge los rayos que salen divergentes delobjeto y los hace converger en la retina.El ojo identifica la posición que ocupa un objeto como el lugar donde

convergen las prolongaciones del haz de rayos divergentes que lellegan. Esas prolongaciones no coinciden con la posición del objeto.En ese punto se forma la imagen virtual del objeto.La imagen obtenida en un espejo plano no se puede proyectar sobreuna pantalla, colocando una pantalla donde parece estar la imagen norecogería nada. Es, por lo tanto virtual, una copia del objeto “queparece estar” detrás del espejo.

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El espejo sí puede reflejar la luz de un objeto y recogerse esta sobreuna pantalla, pero esto no es lo que queremos decir cuandoafirmamos que la imagen es virtual no se recoge sobre una pantalla. Elsistema óptico del ojo es el que recoge los rayos divergentes delespejo y el cerebro interpreta como procedentes de detrás del espejo(justo donde se cortan sus prolongaciones).La imagen formada es:Simétrica, porque aparentemente está a la misma distancia del objetoal espejo.Virtual, porque se ve como si estuviera dentro del espejo, no se puedeformar sobre una pantalla pero puede ser vista cuando la enfocamoscon los ojos.Del mismo tamaño que el objeto.

Derecha, porque

conserva la mismaorientación que elobjeto. Cuandola luz llega a lasuperficie de uncuerpo, parte de laluz se refleja y parteentra en el cuerpodonde puede serabsorbida otransmitida,absorbiéndosesiempre una partede ella mientras loatraviesa (Ej. Vidrio).

REFLEXIÓN. Es el cambiode dirección que experimentaun rayo luminoso al chocar

con la superficie de unobjeto.El fenómeno más evidente dela reflexión en el que serefleja la mayor parte del rayoincidente sucede cuando lasuperficie es plana ypulimentada (espejo).ÁNGULO DE INCIDENCIA YÁNGULO DE REFLEXIÓN.Se llama ángulo deincidencia ( i ) el formado porel rayo incidente y la normal.La normal es una recta

imaginaria perpendicular a la superficie de separación de los dosmedios en el punto de contacto del rayo.

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El ángulo de reflexión ( r ) es el formado por el rayo reflejado y lanormal. En la reflexión: ∡ = ∡  

ESPEJO CURVO. Según la forma de la superficie pulimentada de losespejos curvos, estos pueden se esféricos, parabólicos, etc.Los espejos esféricos tienen forma de casquete (una parte de unaesfera hueca): Pueden ser cóncavos o convexos.El espejo es cóncavo si la parte (pulimentada) es la inferior delcasquete y es convexo si la parte plateada (pulimentada) es la exteriordel casquete.En un espejo esférico podemos definir las siguientes partes:

  Centro decurvatura del espejo. 

Es el centro de la esferaa la que pertenece elcasquete espejo. En lafigura es el punto C.   Centro de figuradel espejo. Es el polo ocentro geométrico delcasquete. El punto A dela figura.   Eje principal. Es la

recta que pasa por el centro de curvatura del espejo y por el centro dela figura. Queda definido por la recta CA. 

  Eje secundario. Es cualquier recta que pasa por el centro decurvatura. Existen infinitos ejes secundarios. En la figura se ve elmarcado por la recta CB. 

  Foco principal del espejo. Es un punto del eje principal en elque se cortan, una vez reflejados, los rayos que llegan al espejoparalelos al eje principal.Para espejos de radio de curvatura pequeño (muy cerrados), el

foco principal se encuentra a la mitad de la distancia entre elcentro de curvatura y elde la figura.El espejo CÓNCAVO esun dispositivo óptico quepuede formar imágenessobre una pantalla debidoa la reflexión de la luzque procede de la

superficie de un objeto.En los espejosCONVEXOS el foco esvirtual (está situado a la

derecha del centro del espejo, distancia focal positiva). Losrayos reflejados divergen y solo sus prolongaciones se cortan enun punto sobre el eje principal. 

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CONVENIO DE SIGNOS. Como centro de coordenadas se toma elcentro de la figura M (del espejo). Recuerda que el centro de curvaturaes C.

Todos los puntossituados a laizquierda del centro dela figura, M, tienenabscisa positiva, y lossituados a la derechatienen abscisanegativa.Todos los puntos

situados por  encima del eje principal (eje de abscisas) poseen ordenada positiva, la posición del objeto y la imagen es derecha,

y los situados debajo poseen ordenada negativa, la imagen esinvertida.Los objetos se diseñan a la izquierda del espejo y la luz va deizquierda a derecha, del objeto al espejo. El radio de curvatura será positivo si el centro está a la derecha delvértice del espejo colocado frente a la luz, y será negativo si está a laizquierda. Si la luz incide en la reflejante cara cóncava, el radio seránegativo. Si la luz incide en la cara reflejante convexa, el radio serápositivo.FORMACIÓN DE IMÁGENES EN LO ESPEJOS CÓNCAVOS. 

Un cuerpo iluminado oque emite o refleja luz seconsidera un Objeto enóptica geométrica.Colocando un objetodelante de un espejocóncavo este formará unaimagen real de ese

objeto.Todos los rayos emitidospor la punta de la vela Q son reflejados por el

espejo y se cruzan en Q’ (se enfocan en ese punto).Todos los rayos emitidos por el punto M del objeto llegan, una vezreflejados, al punto M’. Cada punto del objeto vela, situado sobre QM emitirá rayos. Todos juntos darán la imagen correspondiente, Q’M’. Colocado una pantalla en esta zona se formará sobre ella una imagennítida y claramente definida.Debido a que la imagen se puede formar sobre una pantalla, se llamaimagen real. Si vamos alejando la pantalla, la imagen se va haciendo cada vezmenos nítida.

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Si miramos el objeto a través de un espejo es exactamente en el puntode enfoque (convergencia de los rayos) donde nos parece que estásituado el objeto.

Caso 1. Si el objeto está situadoentre el centro de curvatura y elinfinito, la imagen será menor,real e invertida.

Caso 2. Si el objeto estásituado en C la imagen estaráen C y será igual, invertida yreal.

Caso 3. Si el objeto estásituado entre el centro decurvatura y el foco, la imagenserá mayor, real e invertida.Estará entre C y el infinito.

Caso 4. Si el objeto estásituado entre el foco y elespejo, la imagen será mayor,derecha y virtual. Estarásituada detrás del espejo.

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FORMACIÓN DE IMÁGENES EN LO ESPEJOS CONVEXOS.

Las imágenes que dan losespejos convexos son siemprevirtuales, derechas y de menortamaño que el objeto.Observa que: Los rayosreflejados (que son los quetransportan la energía) noconvergen en ningún punto,rebotan en el espejo y divergen,

por lo tanto no pueden formar imagen sobre una pantalla. Prolongandoesos rayos por detrás del espejo podemos saber dónde se forma laimagen virtual.

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EJEMPLO 01. Realizar gráficamente: Un objeto se encuentra a unadistancia de 30 cm de un espejo cóncavo de 20 cm de distancia focal.Hallar la distancia del espejo a la imagen y la altura de la imagen, si laaltura del objeto es 4cm.

HI = 8cm HO

di = 60cm

HI

Ejemplo 02. Un objeto de 3cm de altura se encuentra ubicado a unadistancia de 40 cm de un espejo cóncavo de distancia focal 20cm.Hallar gráficamente las características de la imagen. Hallar la distanciade la imagen al espejo y la altura de la imagen.do = distancia del espejo al objeto. di = distancia de la imagen alespejo. f = distancia focal. R = radio del espejo.Características de la imagen formada en espejos cóncavos.Caso 1. do > R.La imagen es: menor que el objeto. Invertida. Real. Está ubicada entreel centro de curvatura y el foco.Caso 2. do = R.La imagen es: de igual tamaño. Real. Invertida. Ubicada en el centrode curvatura.

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Caso 3. F

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Ho

f

Hi

2. De un objeto situado a 20cm de un espejo cóncavo, seobtiene una imagen real de tamaño doble. ¿Cuál es ladistancia focal del espejo?. RTA. 13.3cm.SOLUCIÓN. do = 20cm. Hi = 2Ho. f =?

=

.

=

0

.

=

0

. di = 40cm.

0

40=

 .

 =

+

40=

3

40. F = 40 / 3 = 13.33cm.

f

PLENARIA.  Se realizará con la participación de todos losestudiantes.TALLER. 1. Resolver el taller de preguntas tipo Icfes y losproblemas propuestos de espejos planos, cóncavos yconvexos.2. Realizar en grupos de tres estudiantes el vídeo sobrereflexión y refracción en espejos planos y angulares.EVALUACION.  Se evaluará el trabajo realizado en el taller,la participación activa en la plenaria. Se aplicaran pruebas detipo interpretativo argumentativo y propositivo.