11° - Guia 1 Tercer periodo

8/21/2019 11° - Guia 1 Tercer periodo

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GUÍA DE APRENDIZAJE M2-03-03-01 V.2

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Docente: Francis Moreno Otero Área: CIENCIAS NATURALES Y EDU. AMBIENTAL Asignatura: Física Periodo: TRES Guía Nº: 03 Grado: UndécimoEstudiante: __________

Tiempo de Realización: (24 Horas, segundo periodo académico).

NÚCLEO TEMÁTICO: ÓPTICA

COMPETENCIA: CIENTÍFICA, TECNOLÓGICA Y AXIOLÓXICA

NIVEL DE COMPETENCIA: Científica, tecnológica y axiológica.

CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA: Desarrollará la capacidad de resolver problemas inmediatosapropiando algunos pasos de la metodología científica, aumentando el proceso decomunicación oral y escrita utilizando vocabulario del área.

META PERIÓDICA: Comprender las propiedades de la luz aplicadas a la óptica, asimilandodiferentes prácticas en el laboratorio para la aplicación en su contexto.

ENTRADA: Motivación – Encuadre

¿Por qué es importante abordar este tema? La óptica geométrica pretende describir las

propiedades físicas de las ondas luminosas, dejando de lado la interacción radiación-

materia, que es el objeto de la óptica cuántica, y apartando el problema de supropagación, que es el objeto de la óptica física. La óptica física se basa en lasecuaciones de la electrodinámica clásica y comprende la interacción entre ondas de

luz, lo que da lugar a los fenómenos de interferencia y difracción, y los problemas de lapercepción subjetiva de los atributos de la luz.

¿QUÉ CONOZCO DEL TEMA?

Transcriba la pregunta y responda en el cuaderno:

1. ¿Por qué se considera la luz como un fenómeno ondulatorio?2. ¿Por qué durante el día el cielo se observa de color azul?3. ¿Cómo es la formación del arco iris?4. ¿Qué es una fuente receptora de luz?5. ¿Cuál crees tu que es papel de la cornea de un ojo?

Bibliografía recomendada:

“Óptica Geométrica.” P. M. Mejías, R. Martínez Herrero. Ed. Síntesis, 1999. "Óptica", R.W. Ditchburn, Ed. Reverté, 1982. “Problemas de óptica geométrica”. M. Melgosa, L. Jiménez del Barco, J.

Romero, E. Hita. Universidad de Granada, 1990. (G )

COLEGIO SALESIANO JUAN DEL RIZZO

FORMATO GUÍA DE APRENDIZAJE

Código: M2-03-03-01 Consecutivo: 03-2014

SEDE B

DEPENDENCIA: Coordinación Académica. FECHA: Julio de 2014.

ASUNTO: Guía clase




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Fundamentación teórica:

Algo de Historia…

Los matemáticos griegos se preocuparon también por la óptica en sus aspectosgeométricos. En los escritos del gran geómetra alejandrino Euclides (siglo IV-siglo III),

"Optica" y "Catróptica", aparecen observaciones geométricas tan importantes como lapropagación rectilínea de la luz, que él consideraba como un tentáculo lanzado desdeel ojo hasta el objeto.

Arquímedes (287 -212), según cuenta la tradición, defendió su ciudad natal, Siracusa,empleando espejos "ustorios", que son espejos cóncavos de gran tamaño, paraconcentrar los rayos del Sol en los barcos enemigos y quemar las naves de los romanos.Hace unos 4 años científicos británicos realizaron un experimento para comprobar si eraposible y descubrieron que para que un barco se incendiara se necesitaba un espejo de420 metros cuadrados, espejo que era totalmente imposible construir en su época.Los filósofos de la antigua Grecia idearon teorías sobre la naturaleza de la luz en las que

confundían la luz con el fenómeno de la visión. Según decían los pitagóricos "la visión escausada por la proyección de imágenes lanzadas desde los objetos hacia los ojos". Porel contrario, los platónicos afirmaban que la sensación visual se produce cuando los"haces oculares" enviados desde los ojos chocan con los objetos. El griego Epicuro (341a.C.-270 a. C.) dice que "de los objetos brotan partículas que hieren los ojos e

impresionan la vista". Conocía la ley de la reflexión de la luz, como lo expresa Lucrecio ensu libro "De la naturaleza de las cosas" donde se dice claramente que el ángulo deincidencia es igual al ángulo de reflexión. También habla de la refracción de la luz,

indicando que una varilla, parcialmente sumergida en el agua se ve quebrada, pero noofrece ninguna explicación del fenómeno.

Aristóteles (284-348 a.C.) rechazaba estas dos teorías de la visión y proponía que el

medio existente entre el objeto y el ojo desempeñaba un papel esencial. Decía quecuando este medio (que puede ser o aire o agua, por ejemplo) está en reposo hay

oscuridad pero que, excitado por la "lumbre" de un objeto, el medio pasa al estadoactivo y se vuelve transparente. Los colores del objeto pueden entonces viajar hastanuestros ojos. Según sea el "estado de actividad" del medio los colores varían. Aristóteles

es el primero en mencionar la vista corta y la vista larga.Galileo (1564 -1642) se enteró de la invención de Lippershey en mayo de 1609, yrápidamente construyó su primer telescopio que consistía en dos lentes simples, unaplanoconvexa y otra bicóncava, colocadas en los extremos de un tubo de plomo, quesolamente tenía una amplificación de 3X.

Entendió como funcionaba el telescopio y esto le permitió construir uno de 30X que seencuentra actualmente en el Museo de Historia de la Ciencia en la ciudad de Florencia.Posteriormente construyó varios telescopios de hasta 36 aumentos. Con ellos pudo

estudiar el cielo y la tierra y hacer, durante 30 años, numerosos descubrimientos, comocuatro de los satélites de Júpiter.Algunos escolásticos lo atacaron duramente llegando a afirmar que los fenómenoscelestes vistos por Galileo "no son más que ilusiones ópticas, y para verlos es precisofabricar un anteojo que los produzca”. Envió uno de sus primeros telescopios al célebreastrónomo Johannes Kepler y vendió otro a la alcaldía de Venecia ya que era unaherramienta muy útil en las batallas navales y para ver antes a los navíos en el horizonte.

A partir de aquí y con los aportes de numerosos científicos y filósofos de la naturaleza la

construcción de la física moderna, en especial de la óptica ha sufrido varios cambiospositivos en los nuevos descubrimientos relacionados con el funcionamiento ya no solode objetos en la Tierra, sino del Universo.




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Fundamentación práctica…

REFLEXIÓN DE LA LUZESPEJO PLANOEs aquel que con una suave superficie reflectora forma imágenes de objetos, en el lugar

donde se intersectan los rayos reflejados. Las imágenes producidas por un espejo planoson virtuales (la imagen se forma en la parte posterior del espejo), derechas y de igualtamaño.

Las variables que intervienen en el análisis de objetos e imágenes en un espejo plano son

do = distancia entre el objeto y el espejodi = distancia entre la imagen y el espejoho = altura o tamaño del objetohi = altura o tamaño de la imagen

En los espejos planos se cumple que do = di y que ho = hi.

Ejemplo 1:

¿Cuál es la longitud vertical mínima que debe tener un espejo vertical plano para queuna persona pueda ver su imagen completa (de la cabeza hasta la punta de los pies)?

Al aplicar la ley de la reflexión, observo que en la figura los rayos necesarios para que la

imagen sea completa, forman dos triángulos. Esos triángulos relacionan la altura de lapersona con la longitud mínima del espejo.

Dado que θ1 = θ2 (ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión), los triángulosformados son semejantes, lo que significa que la longitud del espejo es h1/2, donde h1 esla altura de la persona desde sus pies hasta sus ojos.

Ejemplo 2:

Cuando dos espejos planos forman un ángulo β entre ellos, el número de imágenes

formadas es igual a , donde n es el número de imágenes formadas.

Si dos espejos planos forman entre ellos un ángulo de 90°, encuentro el número de

imágenes formadas.




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Como el ángulo β = 90°, al sustituir, obtengo n = 3 imágenes.

ESPEJOS ESFÉRICOSSon espejos curvos que forman una sección de una esfera. Los hay cóncavos yconvexos.Los espejos cóncavos son los que la superficie reflectora se encuentra en su interior. Seutilizan como cosméticos. Los espejos convexos son los que reflejan en la superficie

exterior, se utilizan en autos, camiones y supermercados.

Formación de Imágenes en Espejos Esféricos

En esta clase de espejo es indispensable conocer las siguientes variables:

C = centro de curvatura (centro de la esfera de donde se extrae el espejo esférico)R = Radio de curvatura del espejoF = foco del espejof = distancia focalr = radio de curvatura del espejo

V = vértice del espejo

Para formar imágenes en espejos esféricos, se consideran dos principios:1. Todo rayo de luz que incide paralelo al eje principal del espejo, se refleja por el foco yviceversa; todo rayo de luz que pasa por el foco, se refleja paralelo el eje principal del

espejo

2. Todo rayo de luz que incide por el centro de curvatura, se refleja por el mismo camino.

REFRACCIÓN DE LA LUZSi un rayo de luz, propagándose por un medio transparente llega a otro medio

también transparente, e incide oblicuamente, se sigue propagando rectilíneamente enel segundo medio, pero desviándose de la dirección inicial, produciéndose un cambioen la velocidad y en la dirección.

LENTES

Lentes convergentes: Son de mayor espesor en el centro que en los bordes.

Lentes divergentes: Son más delgadas en el centro que en los bordes.




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ELEMENTOS DE UNA LENTE

Centros de curvatura C, C', son los centros geométricos de las superficies curvasque limitan el medio transparente.

Eje principal, es la línea imaginaria que une los centros de curvatura. Centro óptico O, Es el punto de intersección de la lente con el eje principal.

Foco F y F', es el punto del eje principal por dónde pasan los rayos refractados enla lente, que provienen de rayos paralelos al eje principal.

Distancia focal f y f', es la distancia entre el foco y el centro óptico.

TRABAJO INDIVIDUAL: En el cuaderno.

1. De acuerdo a la fundamentación teórica construya un texto en el cual retome loselementos más importantes sobre la óptica, el texto debe ser de media pagina.

2. ¿Qué se entiende por cuerpo luminoso y cuerpo iluminado? Cite ejemplos decada uno de ellos.

3. ¿Qué se entiende por cuerpos transparentes, translucidos y opacos? Mencionecuatro ejemplos de cada uno.

4. Defina el concepto de reflexión y escriba sus dos leyes.5. Mencione que se entiende por imagen virtual y por imagen real6. ¿A que se les llama espejos angulares? Diga también como se calcula el numero

de imágenes de ellos

7. Describa las características de un espejo esférico y diga cuando son cóncavos ycuando son convexos.

8. Un objeto está a 45 cm frente a un espejo cóncavo cuya distancia focal es de -15

cm. Determino ubicación y características de la imagen.9. Un espejo cóncavo tiene 20 cm de radio de curvatura. Si el objeto se coloca a 35

cm del espejo, ¿dónde se forma la imagen y cuáles son sus características?10. Ante un espejo cóncavo de 80 cm de radio y a 2 m de distancia se coloca

un objeto de 10 cm de altura. Calcula la distancia focal, la posición de la imagen y

su tamaño.11. Calcula el número de imágenes que se forman cuando dos espejos planos forman

un ángulo de 120º.Encuentra de forma grafica su posición para una posiciónaleatoria de un objeto.

12. Un espejo esférico cóncavo tiene un radio de curvatura R. Dibuja los diagramas derayos necesarios para localizar la imagen de un objeto pequeño en forma de

flecha situado sobre el eje del espejo a una distancia d del extremo del espejo enlos casos siguientes: a) d = 2R; b) d =3. R Indica en cada caso si la imagen es virtual

o real, derecha o invertida y reducida o ampliada.




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I. TRABAJO EN EQUIPO: (LABORATORIO)

1. CON LAS DEBIDAS INDICACIONES DEL DOCENTE, SE REALIZARÁ EN EL LABORATORIOCON LOS SIGUIENTES EXPERIMENTOS:

A) Formación de la imagen en los espejos cóncavos y convexos.

B) Naturaleza de la luz (características fundamentales de la luz).C) Fenómenos ondulatorios aplicados a la luz.

Herramientas:Espejos planos, espejos esféricos, cuatro lentes de diferentes dioptrías, banco óptico,siete diafragmas, soportes para lentes y diafragmas, tres focos luminosos, cristales, tableroelectrónico.

2. INFORME DE LABORATORIO:

En grupos de tres personas, presentar un informe de laboratorio, teniendo en cuenta lospasos del método científico. Se debe presentar en el cuaderno de física.

SOCIALIZACIÓN: Exponer diferentes situaciones cotidianas junto con los ejercicios del trabajogrupal mediante práctica de laboratorio y aplicar los temas vistos.

APLICACIÓN PROYECCIÓN: Crear una situación problemática de la cotidianidad donde seaplique un tema relacionado con la guía. (Laboratorio e informe)

DESEMPEÑOS:

Da respuestas básicas a problemas físicos de la naturaleza a partir de sus pre_saberes.

Recuerda y aplica conceptos trabajados durante ciclos anteriores. Reconoce las variables que intervienen en el estudio de la luz.

Documents

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