Práctica Laboratorio de óptica

Práctica No. X | Laboratorio de Óptica[pic 1]

Óptica Geométrica

Instrumentos Ópticos

La amplificación angular

autores.

correodeautores@estudiantes.com  

Objetivos: 

• Medir la amplificación angular con la técnica de comparación de tamaños retínales.
• Realizar un modelo de microscopio con dos lentes de focales positivas.
• Realizar un modelo de telescopio con dos lentes de focales positivas.

Antecedentes:

La amplificación angular (o poder de aumento) es la proporción entre el ángulo de la vista con el objeto cuando se usa el instrumento, y el mismo ángulo sin instrumento. Un ejemplo importante está en la lupa simple, pero también es un principio usual de distintos tipos de microscopios y telescopios.

Siendo 𝑆´𝑟 la distancia de la imagen retiniana a la lente de entrada, de la Figura 1. se verifica que la amplificación angular puede ser determinada como sigue:  

[pic 2]

De modo que el cociente de las imágenes retinianas formadas con ayuda de una lente (ℎ𝑎) y sin ella (ℎ𝑢) es una buena

aproximación a la amplificación angular Aan.  El estándar se refiere a una distancia Sr= 25 cm.

Los rayos que atraviesan la lente salen paralelos al que pasa por el centro óptico.

La imagen se dice que se formaría en el infinito, pero el sistema óptico del ojo normal, sin esfuerzo de acomodación, concentra en la retina esos rayos que parecen venir del infinito.

El ojo observa un objeto situado a una distancia x bajo un ángulo aparente θi. Si el objeto se sitúa en el punto focal, la lente forma la imagen en el infinito, pero, para la córnea y el cristalino del ojo, esa imagen viene del infinito y concentra la luz en la retina sin esfuerzo de acomodación.

La amplificación es máxima y el ángulo aparente con que se logra ver se muestra en la Figura 2.  

Hipótesis:

Al observar un objeto a través de una lente, dicha objeto se observa con una mayor amplificación, siendo este el efecto de una lupa. Conociendo la focal de la lente y comparando los tamaños de las imágenes obtenidas, donde la amplificación angular (Aan) es el cociente del tamaño de la imagen a simple vista entre el tamaño de la imagen vista por la lente, se obtiene una relación entre la amplificación angular y la focal de la lente.

Arreglo experimental:

[pic 3]

Figura 1: Arreglo experimental, en donde 1) es la imagen periódica a observar, 2) es la lente convexa que simplemente se utiliza como lente de amplificación, y 3) pertenece al observador, o cámara.

Materiales:

• 8 lentes de longitudes focales positivas.
• Banco óptico.
• 1 soporte.
• Papel milimétrico.
• Cinta métrica. 

Desarrollo:

Se colocaron dos objetos periódicos similares (hojas de papel milimetrado) frente al observador. Uno de ellos, a 25 cm. El segundo, visto por el otro ojo a través de una lupa

La lupa debe estar muy cercana al ojo. La posición del segundo objeto se ajusta a modo de verlo de un tamaño máximo posible sin que se deforme demasiado o se pierda completamente. Así, cada ojo observa dos imágenes similares; pero de diferente tamaño. Las imágenes pueden percibirse simultáneamente, de modo que el cociente de alturas puede estimarse por comparación (como sugiere el recuadro de la Figura 1). El cociente se puede entonces igualar con la amplificación angular. Este tipo de amplificación difiere de la amplificación lateral en cuanto a que considera el efecto visual total de tener una imagen producida por un sistema óptico que no sólo es amplificada, sino alterada en su posición. Puede aplicarse a otros instrumentos, como el microscopio o el telescopio. 

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