La lupa simple: ampliación angular
1 · Predecir
Una lupa sencilla, utilizada con el ojo relajado, tiene su objeto colocado exactamente en el punto focal de la lente. ¿Una lente de distancia focal más corta proporciona un aumento angular mayor o menor?
- Una distancia focal más corta proporciona un aumento menor.
- La ampliación no depende de la distancia focal de la lente.
- Más alto: una distancia focal más corta le permite acercarse mucho más al objeto de lo que permitiría el punto cercano del ojo sin ayuda, lo que produce un tamaño angular aparente mayor.
2 · Configurar
- Abra el ajuste preestablecido de lupa simple y presione Restablecer. El objeto se sitúa exactamente en el punto focal del objetivo (visión relajada, imagen virtual en el infinito).
- Habilite la lectura de aumento angular.
- Establezca la distancia focal de la lente para cada prueba y registre el aumento angular resultante.
3 · Recopilar Datos
| Distancia focal de la lente f (cm) | Ampliación angular M |
|---|---|
| 5.00 | |
| 10.00 | |
| 15.00 |
Trace M (eje y) frente a 1/f (eje x) para sus tres ensayos. ¿La recta pasa por el origen?
4 · Analizar
- Para una prueba, calcule M = N/f usando la distancia estándar del punto cercano N = 25 cm. Compare con la tabla.
- Explique por qué una distancia focal más corta proporciona un mayor aumento: permite que el ojo relajado vea el objeto desde mucho más cerca de lo que permitiría su propio punto cercano sin ayuda, lo que hace que el objeto subtienda un ángulo mucho mayor.
5 · Ampliar
- Las lupas de distancia focal muy corta (que dan una M alta) también tienen distancias de trabajo muy cortas (el objeto casi toca la lente), lo que resulta poco práctico después de un cierto aumento. Explique por qué las lupas de joyero y las lupas de mano simples rara vez exceden aproximadamente 10×–20×.
- Para obtener un aumento mucho mayor del que prácticamente puede lograr una lente simple, los diseñadores ópticos cambian a sistemas compuestos (como el experimento del microscopio compuesto). Explique por qué la solución práctica es encadenar dos etapas de aumento moderado, en lugar de utilizar una lente de distancia focal extremadamente corta.
La física detrás de este experimento
Ampliación angular de lupa simple
Una lupa usada con el ojo relajado y el objeto en el punto focal logra una amplificación angular M = N/f, donde N = 25 cm es la distancia estándar del punto cercano. Una distancia focal más corta significa mayor amplificación.