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Un objeto se sitúa a la izquierda de una lente de
.
a) Calcula la posición de la imagen. Dibuja un trazado de rayos, con la posición del objeto, la lente, los puntos focales y la imagen. Explica el tipo de imagen que se forma.
b) ¿Qué distancia y hacia dónde habría que mover el objeto para que la imagen tenga 1 del tamaño del objeto y a derechas?
Del enunciado se obtienen los siguientes datos:
Potencia de la lente: ,
Posición del objeto: .
a) Calcula la posición de la imagen. Dibuja un trazado de rayos, con la posición del objeto, la lente, los puntos focales y la imagen. Explica el tipo de imagen que se forma.
Primero, calculamos la distancia focal () de la lente a partir de su potencia (
):
La distancia focal negativa indica que la lente es divergente. Ahora, utilizamos la ecuación de las lentes delgadas para calcular la posición de la imagen ():
donde:
es la distancia focal imagen,
es la distancia desde el objeto hasta la lente (negativa pues el objeto está a la izquierda de la lente).
Sustituyendo los valores:
La imagen se forma a a la izquierda de la lente (el signo negativo indica que está en el mismo lado que el objeto). El trazado de rayos es:
Nótese que la imagen es virtual (porque es negativa), es derecha (no está invertida) y es reducida (el tamaño es menor que el del objeto).
Por lo tanto, la imagen se forma a a la izquierda de la lente.
b) ¿Qué distancia y hacia dónde habría que mover el objeto para que la imagen tenga 1/3 del tamaño del objeto y a derechas?
El aumento lateral () está dado por
Según el enunciado, queremos que
Entonces,
Usando la ecuación de las lentes delgadas:
Sustituimos y
:
El objeto debe estar a (a la izquierda de la lente). Dado que inicialmente estaba a
, debemos mover el objeto:
Es decir, el objeto debe moverse hacia la izquierda.
Por lo tanto, para obtener una imagen derecha y de tamaño del objeto, debemos
mover el objeto hacia la izquierda, colocándolo a
a la izquierda de la lente.