Óptica

Foco — rayos paralelos

Objeto en el foco: los rayos emergentes son paralelos y la imagen queda en el infinito.

Foco — rayos paralelos — simulación interactiva de Óptica. Objeto en el foco: los rayos emergentes son paralelos y la imagen queda en el infinito. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.

Punto focal

Coloca el objeto en el punto focal: los rayos salientes son paralelos y la imagen se forma en el infinito.

Cuando el objeto está exactamente en el punto focal, los rayos refractados salen de la lente paralelos — la imagen se forma en el infinito. Este caso límite separa las imágenes reales (objeto fuera de F) de las virtuales (objeto dentro de F). El preajuste hace que los rayos de salida paralelos sean fáciles de trazar en el diagrama de rayos.

• En el punto focal d_o = f → d_i → ∞
• Los rayos emergen paralelos

Informe de investigación

Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.

El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.

Pregunta de conducción

Cuando un objeto se acerca a la distancia focal de una lente convergente desde más allá de ella, ¿qué sucede con la distancia de la imagen?

Predicciones para pesar

• La distancia de la imagen se reduce hacia cero.
• La distancia de la imagen se mantiene aproximadamente constante.
• La distancia de la imagen crece sin límites, divergiendo hasta el infinito justo cuando el objeto alcanza el punto focal.

Roles variables

Lo que configuraste:

• Distancia del objeto d_o (cm)

Lo que mides:

• Distancia de imagen d_i (cm)

Cómo se desarrolla la investigación

1. Abra el punto focal preestablecido y presione Restablecer. La distancia focal de la lente se fija en 10 cm.
2. Habilite la lectura de distancia de imagen.
3. Establezca la distancia del objeto para cada prueba (acercándose a la distancia focal desde más allá) y registre la distancia de la imagen.

Ecuación rectora

Ecuación de lente delgada cerca del punto focal — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

A medida que la distancia del objeto d_o se acerca a la distancia focal f, el denominador (d_o − f) en d_i = d_o·f/(d_o − f) se acerca a cero, enviando la distancia de la imagen al infinito: la imagen 'escapa' a un punto en el infinito.

Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan

• Para una prueba, calcule d_i = d_o·f/(d_o − f) usando f = 10 cm. Compare con la tabla.
• Explique, utilizando la ecuación de lente delgada, por qué d_o − f acercándose a cero (desde el lado positivo) envía d_i hacia el infinito positivo.

¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?

• Cuando el objeto se sitúa exactamente en el punto focal, los rayos que salen de la lente emergen perfectamente paralelos: una imagen "en el infinito". Explique por qué un faro o reflector coloca su bombilla exactamente en el punto focal de la lente (o del espejo).
• Esta configuración exacta (una fuente en el punto focal que produce rayos de salida paralelos) se llama colimador y se utiliza para crear haces paralelos para instrumentos de laboratorio. ¿Por qué los científicos podrían necesitar un haz de luz perfectamente paralelo para ciertos experimentos?

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Bienvenido al punto focal
2. Selecciona el objeto
3. Pulsa Reproducir
4. Rayos salientes paralelos
5. Abre el Inspector
6. ¡Lo lograste!

Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.

Abrir laboratorio interactivo →

Descargar ficha de laboratorio →

Ecuación de las lentes delgadas