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Espejos, lentes y formacion de imagenes
Espejos y lentes se resuelven con la misma ecuación y con tres rayos que siempre se comportan igual. Lo que decide el resultado es dónde está el objeto respecto del foco.
Lo que hay que saber
Imagen real e imagen virtual. La real se forma donde los rayos efectivamente se cruzan y se puede proyectar en una pantalla; la virtual se forma donde parecen venir los rayos y solo se ve mirando al espejo o a la lente. Es la distinción que ordena toda la unidad.
Espejo plano: imagen virtual, del mismo tamaño, a la misma distancia detrás del espejo y con izquierda y derecha invertidas. Para verse de cuerpo entero basta un espejo de la mitad de la estatura.
Espejos curvos. En un espejo cóncavo la distancia focal es la mitad del radio de curvatura, :
| Elemento | Objeto más lejos que el foco | Objeto más cerca que el foco |
|---|---|---|
| Espejo cóncavo / lente convergente | imagen real e invertida | imagen virtual, derecha y mayor |
| Espejo convexo / lente divergente | siempre virtual, derecha y menor | siempre virtual, derecha y menor |
El espejo convexo se usa como retrovisor y en las esquinas de los pasillos justamente porque achica: abarca más campo visual.
La ecuación es una sola: , donde es la distancia del objeto y la de la imagen. El aumento es , y su signo dice si la imagen está derecha o invertida; su valor absoluto, cuántas veces más grande es.
Cuidado al despejar: la ecuación relaciona los INVERSOS, así que el resultado del cálculo es y hay que invertirlo al final para volver a centímetros.
La potencia de una lente, en dioptrías, es el inverso de la distancia focal en metros: . Es positiva en las convergentes y negativa en las divergentes, y es el número que aparece en la receta de los anteojos: la miopía se corrige con lentes divergentes y la hipermetropía, con convergentes.
Ejemplo resuelto
1 de 3 pasosUn objeto se coloca a 30 cm de una lente convergente de 10 cm de distancia focal. ¿A qué distancia se forma la imagen?
Escribo la ecuación de las lentes: el inverso de la imagen es el inverso del foco menos el inverso del objeto.
Por qué: Despejar antes de reemplazar evita arrastrar fracciones dentro de fracciones, que es donde se pierde el signo.
Otro ejemplo
Un objeto de cm de alto se coloca a cm de una lente convergente de cm de distancia focal. ¿Dónde se forma la imagen y de qué tamaño es?
El error más común
Sumar directamente las distancias o restar los denominadores. La ecuación relaciona los INVERSOS de las distancias, así que hay que invertir al final para volver a centímetros.
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