Guía Lab. de Física IV (2016)

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS 
Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA 
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS 
“AÑO DE LA CONSOLIDACIÓN DEL MAR DE GRAU” 
AUTORIDADES DE LA FACULTAD 
DECANO : Mg. Máximo Poma Torres 
DIRECTOR ADMINISTRATIVO : Ing. Gerardo Ríos De La Cruz 
VICE DECANATO ACADÉMICO : Dr. Jorge Luis Gastelo Villanueva 
DIRECTOR DE LA UNIDAD DE POST GRADO : Dr. Rafael Edgardo Carlos Reyes 
DIRECTOR DE LA UNIDAD DE INVESTIGACIÓN : Dra. Elvira Zevallos Velasquez 
DIRECTOR DEL CERSEU : Lic. Fanny Morí Escobar 
DIRECTOR DE LA E.A.P. DE FÍSICA : Mg. Octavio Fashé Raymundo 
DIRECTOR DE LA E.A.P. DE INGENIERIA : Dr. César Quispe Gonzales 
MECANICA DE FLUIDOS 
DIRECTOR DEL D.A. DE FÍSICA :Mg. Lorenzo Malpartida Contreras 
ATÓMICA NUCLEAR Y MOLECULAR 
DIRECTOR DEL D.A DE FÍSICA : Mg. Emilio Medrano Atencio 
DEL ESTADO SÓLIDO 
DIRECTOR DEL D.A. DE FÍSICA :Mg. Lucas Alvarado Pinedo 
INTERDISCIPLINARIA 
DIRECTOR DEL D.A. DE INGENIERIA : MSc. Benjamin Pedroza Alanya 
MECANICADE FLUIDOS 
LABORATORIO DE ÓPTICA-FÍSICA IV 
Edición: 
Departamento Académico de Física Atómica, Nuclear y Molecular 
Lima, 2016 
PRESENTACIÓN 
 
Me complace presentar este “ Manual de Laboratorio de Física-IV”, que ha sido 
escrito usando el módulo CIDEPE, para cuya explicación se ha hecho uso de la 
óptica geométrica y de la óptica ondulatoria ( óptica física). 
Utilizando la óptica geométrica y aplicando el método experimental, explicaremos la 
complejidad de la luz, enunciado en los principios de: “propagación rectilínea de la 
luz”, basado en las pruebas de la sombra y la penumbra. “Reflexion de la luz”, 
enunciando sus leyes y aplicada en los espejos planos, cóncavos y convexos. 
“Refracción de la luz”, explicando sus leyes y comprobados con los lentes 
convergentes, divergentes, prismas y óptica de la visión. 
La óptica física u óptica ondulatoria, nos servirá para comprobar empíricamente los 
fenómenos de difracción, interferencia y polarización de la luz. 
En cada práctica se anuncian preguntas y tablas que el alumno deberá contestar 
basado en el tema desarrollado. 
Los objetivos de los experimentos quedan expresados en los conceptos, 
capacidades y habilidades que el alumno debe tener al finalizar el estudio de cada 
tema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AUTOR: Lic. Raúl Gregorio Reyes Vega 
e-mail: rreyev@unmsm.edu.pe 
raul_reyes19@hotmail.com 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATENCIÓN! 
 
Nunca apunte el láser a los ojos de un ser vivo. Bloquee el haz laser con materiales 
absorbentes de modo que no traspase el área de su experimento. Cubra o mueva a 
otro lugar cualquier espejo u objeto reflector que pueda concentrar el haz a los ojos 
de alguien 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE 
 
PRESENTACIÓN 
Material Utilizado 01 
Experiencia Nº 01: La óptica geométrica y sus limitaciones. 06 
 
Experiencia Nº 02: Simulación del eclipse, la umbra y la penumbra. 09 
 
Experiencia Nº 03: La reflexión en el espejos planos. 11 
 
Experiencia Nº 04: La imagen formada en un espejo plano y sus características. 15 
 
Experiencia Nº 05: Número de imágenes formadas entre dos espejos planos 
con un ángulo entre ellos 18 
 
Experiencia Nº 06: Algúnas aplicaciones de las múltiples reflexiones entre 
espejos planos. 21 
 
Experiencia Nº 07: Los principales elementos geométricos del espejo esférico - 
cóncavo y sus tres rayos principales. 23 
 
Experiencia Nº 08: La refracción y sus leyes, los dioptrios. 30 
 
Experiencia Nº 09: La reflexión total. 36 
 
Experiencia Nº 10: La refracción (refringencia) y la dispersión de la luz en los 
Prismas. 40 
 
Experiencia Nº 11: Los lente esférica y sus principales características. 45 
 
Experiencia Nº 12: La relación entre el objeto, la lente y la imagen generada 
por la lente. 55 
 
Experiencia Nº 13: Introducción a la óptica de la visión. 58 
 
Experiencia Nº 14: Corrección de la hipermetropía, la miopía con lentes usando 
fuente de luz blanca. 64 
Experiencia Nº 15: La medida de la longitud de onda de las líneas espectrales 
de la luz, interferencia, y el banco óptico lineal. 67 
 
Experiencia Nº 16: La medida de la longitud de onda de un láser con red lineal. 71 
 
Experiencia Nº 17: La polarización de un láser. 76 
 
Experiencia Nº 18: La dispersión de Rayleigh. 80 
 
Bibliografía 83 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
1 
 
MATERIAL UTILIZADO 
 
Composición del módulo CIDEPE ( Centro industrial de equipos de enseñanza e 
investigación ). 
 
01 Banco óptico lineal (1) de acero con: 
• Cabecera derecha contorneada para tubo espectral. 
• Escala I de 0 a 920 mm, división 1mm y de 0 a 36,2 pulgadas, división: 0,1 pulg. 
• Escala II de 405-0-304 mm, división 1 mm y de 16-0-12,3 pulgadas división: 0,1 pulg. 
• Escala III 0-630 mm, división 1 mm y de 0 a 24,8 pulgadas, división: 0,1 pulg. 
• 04 zapatas (soportes) niveladores antideslizantes. 
 
01 Fuente de luz policromática (2) con: 
• Llave de encendido y apagado. 
• Soportes fijos. 
• Conjunto de soportes antideslizantes ajustables. 
• Esferas M5 para soportes altas. 
• Lámpara de Halógeno con giro de 90 grados. 
• Ajuste focal deslizante de escala lateral. 
• Lente frontal de 50 mm en vidrio óptico corregido. 
• Fuente de alimentación interna con conector de entrada IEC, doble voltaje 127/220 VAC, 
50/60 Hz, 50 W. 
(17A) (1) (2) (3) (24) (19) (9) (22) (4B) 
(4A) 
(16) 
(26A) 
(26B) 
(27) 
(12) 
(18) 
(21) (10) 
(13) 
(15B) 
(6) 
(11A) 
(11B) 
(8) 
(29) (7) 
(30) 
(5) 
(17) 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
2 
 
01 Cable de alimentación (30) con enchufe macho NEMA 5/15 NBR 6147 y enchufe hembra IEC. 
 
03 Caballeros (3) de acero con: 
• Una aleta lateral. 
• Marco frontal en U. 
• Barra guía vertical lateral con: 
o Escala de referencia vertical milimetrada 10 – 0 – 10 mm, división de 1 mm. 
• Dos tornillos en acero inoxidable milimétricos con mango M3. 
• Guía de ranura para los accesorios de desplazamiento vertical. 
• Base con ventana y: 
o Indicador de posición delantero. 
o Indicador de posición trasero. 
• Fijador por adhesión magnética. 
 
01 Panel óptico (4A) de acero con: 
• Escala cuadrangular en la superficie frontal. 
• Escala central 120 – 0 - 122 mm, división 1 mm, van desde 4,7 - 0 - 4,8 pulgadas, división: 
0,1 pulg. 
• Escala vertical lateral de 0 a 130 mm, división 1 mm, rango de 0 a 5 pulgadas, división: 0,1 
pulg. 
• Disco de Hartl de acero (4B) con: 
o Escala angular periférica de 360 grados, división: 1 grado. 
o Escala angular central 360 grados, división: 1 grado. 
o Escala indicadora de abertura angular de 90 grados. 
o Escala indicadora de abertura angular de 45 grados. 
o Diagonal con escala milimétrica 87 - 0 - 87 mm, división: 1 mm y 3,4 - 0 - 3,4 pulg. 
división: 0,1 pulgada. 
 
01 Mesa de soporte (5) de acero con: 
• Ranuras para fijación y alineación a los tornillos M3 dos caballeros (jinetes). 
• Ajuste de altura. 
• Paso óptico horizontal. 
• Plataforma con guías verticales para accesorios de fijación transversal. 
• Entrada auxiliar vertical para redes y filtros ópticos. 
 
01 Lente plano-convexa (6) f = 125 mm 8 di, vidrio óptico corregido, marco de acero con ranuras para 
el montaje y la alienación con tornillos M3 e indicador de posición compatible con a escala desde un 
caballero. 
 
01 Lente plano-convexa (8) f = 250 mm, 4 di, vidrio óptico corregido, marco de acero con ranuras para 
fijar y marco de acero con ranuras para la escala del caballero. 
 
01 Red de difracción (7) con: 
• 140líneas / mm. 
• Constante de red 1/140 mm. 
• Superficies 50 x 50 mm de protección contra UV. 
• Orificios para fijar M3 en los caballeros. 
 
01 Multidiafragma de acero (9) con; 
• 1 Ranura; 
• 3 Ranuras; 
• 3 Orificios; 
• 1 Letra F vazada, 
• Serie de orificios, 
• Ajuste por deslizamiento sobre la mesa de soporte. 
 
02 Espejos planos 45 x 16 mm (10) con: 
• Adhesión magnética. 
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3 
• Desnivel de 0,2 mm. 
01 Conjunto de perfiles de dioptríos (11) con: 
• Dioptrio media-cilíndrica de adherencia magnética con NdFeB y camisa de silicona. 
• Dioptrio plano-convexa de adherencia magnética con NdFeB y camisa de silicona (11A). 
• Dioptrio biconvexa de adherencia magnética con NdFeB y camisa de silicona. 
• Dioptrio plano-cóncava de adherencia magnética con NdFeB y camisa de silicona (11B). 
• Dioptrio bicóncava de adherencia magnética con NdFeB y camisa de silicona. 
 
01 Espejo con caras cilíndricas cóncava y convexa (12) de adherencia magnética con NdFeB y 
camisa de silicona. 
 
01 Dioptría prismática de 60º (13), equilátera de adherencia magnética con NdFeB y camisa de 
silicona. 
 
01 Dioptría prismático de 90º de adherencia magnética con NdFeB y camisa de silicona. 
 
01 Dioptría de faces paralelas de adherencia magnética con NdFeB y camisa de silicona. 
 
01 Dioptría trapezoidal (15B) de adherencia magnética con NdFeB y camisa de silicona. 
 
01 Panel “Defectos de visión” (16) con película protectora. 
 
01 Trípode universal (17) con; 
• Identificadores de posición serigrabados A, B, C, D, E, F y G. 
• Escala angular 60 – 0 – 60 grados, dividido en grados. 
• Sección longitudinal con escala milimétrica, dividida en milímetros. 
• 03 Soportes niveladores amortiguadoras. 
 
01 Varilla (Hasta) con sujetador M5 (17 A). 
 
01 Espejo cóncavo y con caras convexas (18) con: 
• Vidrio óptico corregido. 
• Reflejo de la primera superficie. 
• 50 mm, cara uno distancia focal df: - 110 mm, la cara dos df: + 110 mm. 
• Moldura en acero con ranuras para fijar y alinear con tornillos M3 e indicador de posición 
compatible con la escala del caballero. 
 
01 Caballero de acero sin aleta lateral (19) con: 
• Moldura frontal en U. 
• Base lateral guía vertical con: 
o Escala de referencia vertical milimetrada 10 – 0 – 10 mm, división de 1 mm. 
• Dos tornillos de acero inoxidable milimétricos con manípulo M3. 
• Guía de ranura para desplazamiento vertical de accesorios. 
• Base con ventana y 
o Indicador de posición delantero. 
o Indicador de posición trasero. 
• Fijador de adherencia magnética. 
 
01 Regla de adherencia magnética con 
• Escala 355 - 0 - 355 mm, división: 1 mm. 
• Escala 14 - 0 - 14 pulgadas, división: 0,1 pulg. 
• Orificios para M3 lámparas con acoplamientos espectrales. 
 
02 Espejos planos 70 x 40 mm (21). 
 
01 Fuente láser (22) con 
• Lente cilíndrica de dos posiciones. 
• 5 mW. 
• Longitud de onda 665 (± 15) nm. 
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4 
• Disipador metálico de calor con sistema de giro 0-90 grados. 
• Gabinete de acero. 
• Suportes antideslizantes ajustables. 
• Esferas M5 para soportes altos. 
• Fuente de alimentación interna con entrada para 3 pilas AA de 1,5 V, interruptor encendido-
apagado. 
 
01 Filtro polaroide giratorio 0 a 210 grados. 
• Diámetro útil de 25 mm, panel metálico con palanca de arrastre, indicador de la lectura, la 
escala de 0 a 210 grados, div: 1 grado y esferas M3 para acoplamiento en caballero. 
 
01 Lente cilíndrica (24) de esparcimiento vertical u horizontal de la viga y sujetador M3. 
 
01 Máscara con pasaje circular (26A) con aberturas para linterna de luz policromática. 
 
01 Disco (26B). 
 
02 Soportes de L para espejo plano (27). 
 
01 Polea de bloque. 
 
01 Llave sexagonal en L. 
 
01 Maleta para accesorios. 
 
01 Esquema de la Tierra y la Luna (29). 
• Diámetro terrestre 4.5 cm. 
• Diámetro lunar 1 cm. 
 
01 Extensión o cable de poder (30). 
 
 
Banco óptico - Regla magnetizada 
 
 
 
 
 
 
 
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5 
Multidiafragma 
 
 
Panel óptico, disco de Hartl, Tripode universal Tripode universal 
 
Caballeros Mesa soporte 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lentes Convergentes ó convexas ( plano convexas) 
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6 
 
Experimento N° 01 
LA ÓPTICA GEOMÉTRICA Y SUS LIMITACIONES. 
 
Los principios de la óptica geométrica. 
 El primer principio de la óptica geométrica. 
"En medios homogéneos e isotrópicos la luz se propaga en línea recta en todas las direcciones y 
sentidos". 
 El segundo principio de la óptica geométrica. 
"Un rayo de luz no interfiere en la trayectoria de otro rayo de luz, cada uno se comporta como si el 
otro no existiera". 
 El tercer principio de la óptica geométrica. 
"La trayectoria recorrida por un rayo de luz es la misma que se postularía si su dirección de 
propagación se invirtiese". 
Conviene señalar que algunos conceptos de la óptica geométrica no sobreviven con el impacto de la 
óptica física en un enfrentamiento con los fenómenos de difracción, interferencia y polarización, sin 
embargo, el tratamiento se dará a los fenómenos que no vamos a poner en duda las verdades físicas. 
1. Habilidades y competencias 
Al final de esta actividad el alumno deberá tener capacidades para: 
.Conceptualizar un medio homogéneo e isotrópico. 
 Conceptualizar y reconocer las siguientes fuentes de luz: 
 Fuentes primarias y secundarias. 
 Fuentes extensa y puntual. 
 Fuentes incandescentes, fluorescentes y fosforescentes. 
 Conceptualizar cuerpos transparentes, translúcidos y opacos. 
 Enunciar el "primer principio de la óptica geométrica". 
 Enunciar el "segundo principio de la óptica geométrica". 
 Enunciar el "tercer principio de la óptica geométrica". 
2. Material requerido 
01 Banco óptico con escalas milimetradas y zapatas niveladas. 
01 Fuente de luz polícromatica. 
03 Caballeros metálicos. 
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7 
01 Panel óptico con disco de Hartl, barra y zapatas niveladoras. 
01 Lente de 8 di ( f = 125 mm ) con soporte metálico. 
01 Lente de 4 di ( f = 250 mm ) con soporte metálico. 
01 Multidiafragma; 
01 Espejo plano de fijación magnética. 
3. Montaje 
Coloque los componentes en la posición indicada, utilizando la escala III del banco óptico (escala 
inferior). Figura 1: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
 Linterna en la posición 0. 
 Multidiafragma en posición 18 mm. 
 Lente de 8 di en posición de 160 mm. 
 Lente de 4 di en posición 525 mm. 
 Posicione el Panel con disco de Hartl delante de la barra y ligeramente inclinado para 
interceptar los rayos luminosos. 
4. Procedimento de las actividades. 
Para entender mejor los experimentos que siguen, consulte sus notas y responda antes las 
siguientes preguntas: 
4.1. ¿Qué es un medio homogéneo? 
4.2. ¿Qué es un medio isotrópico? 
4.3. Conceptualice las siguientes fuentes de luz: 
 Fuente primaria de luz (cuerpo luminoso). 
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8 
 Fuente secundaria de luz (cuerpo iluminado). 
 Fuente extensa de luz. 
 Fuente puntual de luz. 
 Fuente de luz incandescente. 
4.4. Conceptualice los siguientescuerpos: 
Cuerpo transparente a la luz. 
Cuerpo translucido a la luz. 
Cuerpo opaco a la luz. 
4.5. ¿Qué es un espejo (superficie esférica)? 
4.6. Con un multidiafragma de una ranura colocada cercana a la fuente de luz. 
Observar la trayectoria del rayo de luz en el Panel, como la luz se propaga mejor en medio 
homogéneo e isotrópico. 
4.7. Coloque el diafragma de tres ranuras. 
Coloque el espejo plano sobre el disco de Hartl (Figura 2) con el fin de interceptar el rayo con una 
inclinación de 20°. 
Esto hará que el rayo incidente i1, al llegar al espejo, retorne y se cruce con los otros dos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 
4.8. Observar lo que ocurre con el rayo incidente i3 cuando el rayo incidente superior i1 está 
bloqueado (bloque con un dedo). Retire el dedo. 
¿El rayo reflejado R1 interferiere con otros rayos? 
Basado en la respuesta anterior, ¿usted acepta que los rayos de luz son independientes uno del 
otro?. 
4.9. Aprender que sus observaciones contienen los tres principios de la óptica geométrica. 
 Enuncie el primer principio de la óptica geométrica. 
 Enuncie el segundo principio de la óptica geométrica. 
R1 
i1 
i2 
i3 
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9 
 Enuncie el tercer principio de la óptica geométrica. 
Experimento N° 02 
SIMULACIÓN DEL ECLIPSE, LA UMBRA Y LA PENUMBRA 
1. Habilidades y competencias. 
 
Al finalizar esta actividad los estudiantes deben estar capacitados para: 
 
 Identificar y justificar la presencia de umbra y penumbra. 
 Esquematizar correctamente las posiciones de los astros Sol, Tierra y Luna al ocurrir un: 
 Eclipse de Sol. 
 Eclipse de Luna. 
 Justificar correctamente los eclipses totales y parciales, de acuerdo con la posición del 
observador. 
 
2. Materiales necesarios. 
 
01 Banco óptico lineal. 
01 Fuente de luz policromática.( linterna de luz blanca). 
02 Caballeros con fijación magnética. 
01 Panel óptico. 
01 lente de 8 di (f=125mm) con soporte. 
 Esfera de isopor. 
 Soporte para la esfera de isopor. 
 Papel o cartulina blanca. 
 
3. Montaje. 
 
Sin conectar la fuente, posicione los componentes en los lugares indicados de la escala III del 
banco óptico (escala inferior) - Figura 1: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
 Linterna en la posición 0. 
 Lente de 8 di en la posición 160 mm. 
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10 
 Soporte con esfera de isopor en la posición 500 mm. 
 Panel al frente del banco óptico de forma que intercepte frontalmente el haz luminoso. 
 Posicione un papel blanco sobre el panel. 
 
4. Procedimiento de la actividad. 
 
4.1 considerando una la fuente de luz policromática como el sol, la esfera de isopor como la Luna 
y el panel cubierto con papel blanco como la tierra: 
 
 Diseñe y localice las posiciones en que estos astros deberían estar para que ocurra un eclipse 
de Sol. 
 Identifique en su diseño las regiones en las que un observador (en la Tierra): 
 Observa un eclipse parcial de Sol. 
 Observa un eclipse total de Sol. 
 
4.2 Encender la linterna, como se muestra en la Figura 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 
Identifique en la Figura 3 la umbra y la penumbra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 
 
 
 Justifique la formación de la umbra y de la penumbra en la pantalla. 
4.3 Represente en un diseño las posiciones de los astros para la ocurrencia del eclipse de Luna. 
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11 
Experimento N° 03 
LA REFLEXIÓN EN EL ESPEJO PLANO 
 
1. Habilidades y competencias 
Al término de esta actividad, el alumno deberá tener competencia para: 
 Concluir que el rayo reflejado está contenida en el mismo plano formado por el rayo incidente y 
por la recta normal a la superficie del espejo pulido, en el punto de incidencia. 
 Reconocer y describir las leyes de reflexión. 
2. Materiales Necesarios 
01 Banco óptico con escalas milimetradas y zapatas niveladoras. 
01 Fuente de luz policromatica. 
03 Caballeros metálicos. 
01 Panel óptico con disco de Hartl, hasta y zapatas niveladoras. 
01 Lente 8 di (f=125 mm) con soporte metálico. 
01 Lente 4 di (f=1250 mm) con soporte metálico. 
01 Multidiafragma. 
01 Espejo plano de fijación magnética. 
3. Montaje 
3.1 Posicione los componentes en las posiciones indicadas, utilizando la escala III del banco 
óptico (escala inferior) – Figura 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
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12 
• Linterna de luz blanca en la posición 0 
• Multidiafragma en la posición 18 mm 
• Lente de 8 di en la posición 160 mm 
• Lente de 4 di en la posición 525 mm 
• Posicione el panel con el disco de Hartl al frente del banco óptico que debe estar levemente 
inclinado para interceptar los rayos luminosos. 
 
3.2 Coloque el espejo plano sobre el disco óptico según la Figura 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 
• Centre el espejo sobre la posición 0 de la escala del disco de Hartl, asegúrese que el espejo esté 
perpendicular a la escala 
• Al activar la fuente de luz, el rayo incidente deberá proyectarse al espejo en el punto “P” 
denominado punto de incidencia. 
 
Atención: Es importante que el punto de incidencia ( P ) coincida con la posición 0 del disco de Hartl. 
Si fuese necesario, ajuste el panel hasta lograr esta condición. 
 
4. Procedimiento de la actividad 
4.1. Gire el disco de modo que el rayo incidente “ I1 ” forme un ángulo de 20° con la recta normal N 
al espejo en el punto de incidencia. Figura 3. 
 
 
 
Punto P de 
incidencia 
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13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 
El ángulo de incidencia 
 El ángulo entre el rayo incidente, la recta normal N y el punto de incidencia es denominado 
ángulo de incidencia ( i ). 
 Trace en la Figura 3, la trayectoria del rayo después de encontrar al espejo plano, denominado 
rayo reflejado 
 Determine el ángulo que el rayo reflejado forma con la recta normal N en el punto de incidencia. 
El ángulo de reflexión 
El ángulo que el rayo reflejado forma con la recta normal N y el punto de incidencia, es conocida 
como el ángulo de reflexión ( r ). 
Identifique el ángulo de reflexión en la Figura 3. 
4.2 Procediendo como el punto anterior, complete la Tabla 1 para los ángulos de incidencia ( i ) 
indicados: 
Ángulo de incidencia ( i ) Ángulo de reflexión ( r ) 
0° 
20° 
30° 
40° 
50° 
 
Tabla1 
Las leyes de reflexión 
 
I1 
Recta 
Normal 
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14 
La primera ley de reflexión 
4.3 Analizando los datos de la tabla 1, ¿Cuál es la relación entre el ángulo de incidencia y el 
ángulo de reflexión? 
La segunda ley de reflexión 
4.4 Con base en sus observaciones, verifique la validez de la siguiente afirmación: 
“El rayo incidente, la recta normal (en el punto de incidencia) y el rayo reflejado, están 
contenidos en un mismo plano”. 
Sus respuestas a las preguntas anteriores son conocidas respectivamente, como: Primera ley 
de reflexión y segunda ley de reflexión. 
4.5 Describa lo que sucede con el rayo reflejado cuando el rayo incidente es normal a la superficiereflectora. 
En este caso, ¿cuál es el ángulo entre el rayo incidente y el rayo reflejado? 
4.6 Gire el disco 20° ( ángulo de giro del espejo ) en sentido horario 
En este caso, ¿Cual es el ángulo formado entre el rayo incidente y el rayo reflejado? 
4.7 Procediendo como el punto anterior, complete la Tabla 2 para cada ángulo de giro indicado: 
Ángulo de giro del espejo Ángulo entre los rayos de incidencia y reflejado [ (i)+(r) ] 
0° 
20° 
30° 
40° 
50° 
 
Tabla2 
El ángulo de giro del rayo reflejado 
4.8 Confronte los valores de la tabla 2 y relacione el ángulo de giro del espejo con el ángulo entre los 
rayos de incidencia y reflejados (también llamado ángulo de giro del rayo reflejado). 
Sabías que ciertos accesorios de grandes sensibilidades como la balanza de torsión utilizan el ángulo 
de giro del rayo reflejado. 
 
 
 
 
 
 
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15 
Experimento N° 04 
LA IMAGEN FORMADA EN UN ESPEJO PLANO Y SUS CARACTERÍSTICAS. 
1. Habilidades y competencias 
Al final de esta actividad los estudiantes debe estar capacitados para: 
 Conceptualizar una imagen virtual. 
 Reconocer que un espejo plano forma imágenes virtuales (no puede ser capturado en una 
pantalla) y que: 
 El tamaño de la imagen en un espejo plano tiene el mismo tamaño del objeto. 
 La distancia de la imagen en un espejo plano es simétrico al del objeto (el objeto y la 
imagen están igualmente espaciados del espejo). 
 La posición de la imagen en un espejo plano es simétrico al objeto (lado izquierdo del 
objeto y el derecho de la imagen). 
2. Materiales necesarios 
01 Espejo plano 70 x 40 mm. 
01 Soporte para espejo plano. 
01 Escala impresa (contenida en el texto). 
01 Objeto pequeño cualquiera (colorido). 
3. Montaje 
Ejecutar en la escala impresa el montaje mostrado en la Figura 1. 
( El espejo debe estar alineada con la marca cero de la escala ). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
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4. Procedimiento de las actividades 
4.1 Coloque el objeto pequeño sobre la marca "objeto" frente al espejo. 
 Determinar la distancia p del objeto al espejo. 
4.2 Cierre su ojo derecho y mirar el espejo de acuerdo con la posición que se muestra en la 
Figura 1. 
 Determinar y registrar la distancia p' de la imagen del objeto al espejo. 
4.3 Comparar y relacionar la distancia p del objeto al espejo y la distancia p' de la imagen al 
espejo. 
 
 
4.4 Utilice el mismo proceso para verificar la relación entre el tamaño del objeto O con el tamaño 
de la imagen I obtenida en un espejo plano. 
 
 
4.5 ¿Compare la posición de la imagen (en relación al espejo), con el objeto que se coloca en 
frente de él ?. 
 
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17 
4.6 Retire el objeto que da frente al espejo y compare la palabra impresa “objeto” con la palabra 
formada por su imagen. 
Interpretar el siguiente extracto de un diálogo hipotético. 
"... Pablo escribe en espejo...". 
 Consulte con sus notas y diferenciar una imagen real de la virtual. 
 La imagen en un espejo plano es virtual o real? Justifica tu respuesta. 
 Caracterizar la imagen obtenida en un espejo plano. 
 
 
 
 
 
0 
 1
0 
 2
0 
 3
0 
 4
0 
 5
0 
 6
0 
 7
0 
m
m
 7
0 
 6
0 
 5
0 
 4
0 
 3
0 
 2
0 
 1
0 
mm 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 
 
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Experimento N° 05 
NÚMERO DE IMÁGENES FORMADAS ENTRE DOS ESPEJOS PLANOS CON UN 
ÁNGULO ENTRE ELLOS. 
 
1. Habilidades y competencias. 
Al término de esta actividad el alumno deberá tener competencia para reconocer y validar la 
expresión: 
α
360°N = -1 N = número de imágenes posibles. 
α = ángulo entre dos espejos planos. 
2. Material necesario. 
02 Espejos planos; 
02 Soportes para espejo plano; 
01 Escala en grados (contenida en el texto); 
01 Objeto pequeño cualquiera (colorida). 
3. Montaje. 
Ejecute sobre la escala en grados impresa el montaje de dos espejos planos (cara del espejo 
contra cara del espejo), indicado en la Figura 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
 
Soporte 
Espejo 1 
Soporte 
Espejo 2 
Bisectriz 
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 Abra los espejos como si fueran un libro. 
El punto de encuentro de los espejos debe quedar sobre el centro de la escala 
 Coloque una marca coloreada en la bisectriz del ángulo formado por los espejos. 
 
4. Procedimiento de las actividades. 
4.1 Varíe la abertura entre los espejos conforme los ángulos indicados en la Tabla 1. 
 
Ángulo de abertura 
entre los espejos: 
Número de 
imágenes formadas: 
30° 
45° 
60° 
90° 
 
Tabla 1 
 Cuente el número de imágenes formadas para cada caso y complete la Tabla 1. 
4.2 Analice los valores de la tabla, verifique la validez de la expresión: 
α
360°N = -1 N = número de imágenes posibles. 
α = ángulo entre dos espejos. 
4.3 Coloque los dos espejos paralelos y un objeto en medio de ellos. 
Dos espejos paralelos forman ángulo de 0° entre sí. 
 Justifique lo observado (en función del número de imágenes obtenidas). 
Dos espejos paralelos forman ángulos de 0° entre sí. 
4.4 Determine y justifique el número de imágenes cuando el ángulo de abertura de los espejos es 
de 180°. 
 
 
 
 
 
 
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Experimento N° 06 
ALGUNAS APLICACIONES DE LAS MÚLTIPLES REFLEXIONES ENTRE ESPEJOS 
PLANOS 
1. Habilidades y competencias 
Al final de esta actividad, el estudiante deberá tener la capacidad para: 
 Aplicar sucesivamente las leyes de la reflexión sobre los sistemas con dos espejos en ángulos. 
 Reconocer la aplicación de las leyes de la reflexión en los sistemas con alineamiento de 90 
grados. 
 Reconocer la aplicación de las leyes de la reflexión en los sistemas de señalización conocidos 
como "ojo de gato". 
 
2. Materiales necesarios 
01 Banco óptico con escalas milimetradas y zapatas niveladoras. 
01 Fuente de luz policromática. 
03 Caballeros metálicos. 
01 Panel óptico con disco de Hartl, Hasta y zapatas niveladoras. 
01 Lente 8 di ( f = 125 mm ) con soporte metálico. 
01 Lente 4 di ( f = 250 mm ) con soporte metálico. 
01 Multidiafragma. 
02 Espejos planos de fijación magnética. 
 
3. Montaje 
Colocar los componentes en las posiciones indicadas utilizando la escala III del banco óptico (escala 
inferior) - Figura 1: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
 Linterna en la posición 0. 
 Multidiafragma en la posición de 18 mm. 
 Lente de 8 di en la posición de 160 mm. 
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 Lente de 4 di en la posición 525 mm. 
 Coloque el panel con el disco de Hartl por delante del banco óptico y ligeramente inclinado 
para interceptar los rayosde luz. 
4. Procedimiento de las actividades. 
4.1 Fijar los dos espejos planos ( de fijación magnética ) al panel. Colóquelos hasta formar un 
ángulo de abertura de 45° entre ellos (Figura 2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 
 Encender la fuente de luz. 
 Traza en la Figura 1 el camino del rayo reflejado en virtud de las leyes de la reflexión. 
 Justificar la validez o no de la utilización de espejos planos con una abertura de 45 grados en 
los sistemas para alineamientos perpendiculares. 
4.2 Mover los espejos planos a una abertura 90°. 
En la Fig.2, el espejo de abajo gira y forma Angulo de 90° con el de arriba. 
 Encienda la fuente de luz. 
 Traza el camino del rayo reflejado en virtud de las leyes de la reflexión. 
 Justificar la validez o no de la utilización de espejos planos con la abertura de 90 grados en 
los sistemas de señalización, tipo "ojo de gato". 
 
 
 
Rayo incidente 
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Experimento N° 07 
LOS PRINCIPALES ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DEL ESPEJO ESFÉRICO CÓNCAVO 
Y SUS TRES RAYOS PRINCIPALES. 
 
1. Habilidades y competencias. 
 Al término de esta actividad el alumno deberá tener capacidad para: 
 Conceptualizar y determinar, a partir de un espejo esférico (cóncavo o convexo), los lugares de 
posicionamiento de los siguientes elementos: 
 Centro de curvatura del espejo esférico (c) 
 Vértice del espejo esférico (V) 
 Eje principal del espejo esférico (EP) 
 Eje secundario del espejo esférico(ES) 
 Abertura del espejo esférico (θ). 
2. Material necesario. 
01 Banco óptico con escalas milimetradas y zapatas niveladoras. 
01 Fuente de luz policromática. 
03 Caballeros metálicos. 
01 Panel óptico con disco de Hartl, hasta y zapatas niveladoras. 
01 Lente 8 di ( f = 125 mm ) con soporte metálico. 
01 Lente 4 di ( f = 250 mm ) con soporte metálico. 
01 Multidiafragma. 
01 Espejos de perfil cóncavo y convexo. 
☆ 01 Compas. 
☆ 01 Regla milimetrada. 
3. Montaje: 
 
Coloque los componentes en las posiciones indicadas utilizando la escala III del banco óptico (escala 
inferior) - Figura 1 
 
 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
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Figura 1 
 Linterna en la posición 0. 
 Multidiafragma en la posición 18 mm. 
 Lente de 8 di en la posición 160 mm. 
 Lente de 4 di en la posición 525 mm. 
 Posicione del panel con el disco de Hartl al frente del banco óptico y levemente inclinado para 
interceptar los rayos luminosos. 
4. Realización de las actividades. 
4.1 Coloque el espejo cóncavo en el disco óptico conforme a la Figura 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
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Para posicionar correctamente el contorno verifique que la reflexión del rayo incidente central retorne 
sobre sí mismo y que el punto de incidencia divida en dos partes iguales el contorno del espejo 
4.2 Represente, en la Figura 3, la trayectoria de los tres rayos reflejados 
 
Figura 3 
El vértice del espejo esférico cóncavo 
4.3 Señale con la letra V el punto de incidencia central conocido como vértice del espejo esférico 
cóncavo. 
El foco real del espejo esférico cóncavo. 
4.4 Señale con la letra F el punto de mayor concurrencia de los rayos reflejados conocido como 
foco real del espejo esférico cóncavo. 
La distancia focal del espejo cóncavo 
4.5 Anote la distancia existente entre el vértice y el foco de este espejo, denominada distancia 
focal del espejo cóncavo, representada por la letra ( f ). 
4.6 Coloque el contorno del espejo cóncavo sobre una hoja de papel en blanco y trace su 
curvatura interna (Figura 4) señalando en los extremos dos puntos auxiliares A y B 
 Con una abertura del compás igual a AB, punta delgada en A y, enseguida, en B, determine 
dos puntos cualesquier X y X´, simétricamente equidistantes de A y de B. 
 Trace una recta r que pase por X y X´. 
Esta línea es una escala milimetrada existente en el disco óptico. 
 
 
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Figura 4 
4.7 Identifique sobre la recta r, con base en sus medidas anteriores, el foco F y el vértice V del 
espejo cóncavo en estudio. 
4.8 Con la punta delgada del compás en el foco F y la otra en V, trace sobre la recta r un punto C, 
distante 2f del vértice. 
 Compare la localización del punto C con la del punto céntrico del espejo cóncavo. 
El centro de curvatura del espejo esférico cóncavo 
Este punto C representa el centro de curvatura del espejo esférico cóncavo. 
Los rayos secundarios y la apertura del espejo. 
4.9 Trace los segmentos AC y BC, respectivamente. Todos los rayos que estén contenidos en la 
región interna, determinada por AC y BC, representan los rayos secundarios y el ángulo ACB (θ) 
es denominado apertura del espejo. 
La apertura real del espejo cóncavo ocupa la región determinada por el ángulo sólido obtenido por la 
revolución de AC en torno al eje principal 
4.10 Observe que la recta r pasa por el centro de curvatura y por el vértice del espejo. El eje 
contenido en esta recta es denominado eje principal del espejo esférico. 
4.11 Gire el disco óptico y verifique lo que ocurre con el rayo reflejado cuyo rayo incidente está 
contenido en el eje principal. 
Grafique y describa lo que ocurre con el rayo reflejado cuyo rayo incidente es paralelo al eje 
principal. 
4.12 Gire el disco óptico en el sentido horario, de modo que el rayo incidente I1 pase por el foco; si 
es necesario, eleve un poco el panel 
Grafique en la Figura 5 el rayo reflejado referente al rayo incidente que pasa por el foco. 
 
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27 
 
 
Figura 5 
Describa lo que ocurre con el rayo reflejado cuyo rayo incidente I1 pasa por el foco. 
Considere el comportamiento basado en el (disco escala milimetrada) eje primario. 
Los tres rayos principales del espejo esférico convexo 
4.13 Los tres últimos ítems trataran del comportamiento de rayos significativos para el trazado de 
las imágenes, denominados "rayos principales del espejo esférico convexo”. 
Cite el comportamiento de los tres rayos principales en el espejo cóncavo esférico. 
La cáustica. 
Para el estudio de la cáustica, remueva el caballero magnético 2 con la mesa soporte 
 Observe y comente la validez de la ley más general para el espejo cóncavo: 
" Los rayos incidentes tienen sus rayos reflejados tangente a la cáustica.” 
Los principales elementos geométricos del espejo esférico convexo y sus tres rayos 
principales 
 
 Fije el espejo con el lado convexo hacia el frente ( Figura 6 ), de tal modo que la reflexión del rayo 
incidente central retorne sobre sí mismo y el punto de incidencia divida en dos partes iguales el 
contorno del espejo. 
 
 
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Figura 6 
El vértice del espejo convexo 
Señale con la letra (V), en la Figura 7, el punto de incidencia central (denominado vértice del espejo 
convexo). 
 
Figura 7 
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29El foco virtual del espejo convexo. 
 Señale con la letra (F), el punto de mayor concurrencia de las prolongaciones de los rayos 
reflejados, denominado foco virtual del espejo convexo. 
Tenga en cuenta que la única manera de vincular los rayos reflejados en el foco de este espejo es 
trabajar con las prolongaciones de estos rayos, razón por la cual lo llamamos foco virtual. 
 Verifique y anote a distancia focal de este espejo, justificando la presencia del signo menos ( - ) 
y su significado físico. 
 Gire el disco óptico en el sentido horario, de modo que la prolongación del rayo incidente i1 pase 
por el foco. 
Describa lo que ocurre al rayo reflejado cuya prolongación del rayo incidente I1 pase por el foco. 
Considere el comportamiento en función del eje principal. 
Los tres rayos principales en el espejo esférico convexo. 
 Cite, abajo, el comportamiento de los tres rayos principales del espejo esférico convexo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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30 
Experimento N° 08 
REFRACCIÓN Y SUS LEYES, LOS DIÓPTRIOS 
1. Habilidades y competencias 
 Al final de esta actividad, el estudiante tendrá la capacidad para: 
 Conceptualizar los dioptrios 
 Identificar, determinar y conceptualizar: 
 Rayo incidente 
 Rayo refractado 
 Punto de incidencia 
 Ángulo de incidencia 
 Ángulo de refracción 
 Enunciar la primera ley de la refracción 
 Enunciar la segunda ley de la refracción 
 Determinar e interpretar físicamente: 
 El índice de refracción absoluto 
 El índice de refracción relativo 
 Conceptualizar una dispersión. 
 
2. Material necesario 
01 Banco óptico con escalas milimetradas y tres zapatas niveladores. 
01 Fuente de luz policromática. 
03 Caballeros metálicos. 
01 Panel óptico con disco de Hartl, hasta y zapatas niveladoras. 
01 Lente de 8 di con soporte metálico. 
01 Lente de 4 di con soporte metálico. 
01 Multidiafragma. 
01 Dioptrio en forma de semicírculo. 
3. Montaje 
Coloque los componentes en las posiciones indicadas utilizando la escala III del banco óptico (escala 
inferior) - Figura 1 
 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
 Linterna en la posición 0 
 Muldiafragma en la posición 18 mm 
 Lente de 8 di (f=125mm) en la posición 160 mm 
 Lente de 4 di (f=250mm) en la posición 525 mm 
 Coloque el panel con el disco de Hartl en frente del banco óptico ligeramente inclinados para 
interceptar los rayos luminosos. 
 
4. Fundamento teórico 
 
La velocidad de la luz en el vacío 
 
La velocidad más alta alcanzada por la luz (velocidad de la luz en el vacío) es 299.792 km/s, será 
considerada, para fines didácticos, como c = 300.000 km/s. 
Experimentalmente se verifica que la luz, al penetrar en cualquier otro medio de diferente 
densidad, cambia su velocidad c por v. 
 
La refracción de la luz 
 
La refracción de la luz es un fenómeno en el que la luz cambia su velocidad al pasar de un medio 
a otro. 
 
El índice de refracción absoluto (índice de refringencia absoluto) 
 
El índice de refracción absoluto, representado por la letra n, (también conocido como índice de 
refringencia absoluta) de un medio es la relación entre la velocidad de la luz c en el vacío por la 
velocidad v que adquiere al pasar por este medio. 
n = (c/v) (observe que n es adimensional). 
 
La dependencia del índice de refracción con respecto a la frecuencia de la radiación incidente 
 
En este experimento se observa el aspecto geométrico de la óptica, sin embargo, es necesario 
señalar que: 
 De lo anterior, el índice de refracción de un medio, una vez establecido, sería único para 
cualquier tipo de radiación luminosa que incide sobre este medio, sin embargo, se encontró que la 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
32 
luz después de pasar por ejemplo, a través de un prisma, se dispersa en tantos haces de acuerdo 
a sus frecuencias que contenga. 
 Por lo tanto, el índice de refracción también depende de la frecuencia de la onda de luz 
incidente. 
Por esta razón, se debe mencionar el tipo de radiación monocromática utilizada para la 
determinación de un índice de refracción (por lo general la luz amarilla de sodio, rayo D). 
 No sufrir desviación no significa que el rayo de luz no se refracta. 
 
Los principios de la óptica geométrica 
 
Únicamente por el aspecto didáctico será considerado en este experimento, la luz desde el punto 
de vista de la óptica geométrica, no teniendo en cuenta los fenómenos de difracción, interferencia 
y polarización que limitan los tres principios en la que se basa la óptica geométrica. 
 
El principio de la propagación rectilínea de la luz 
En un medio homogéneo e isótropico la luz se propaga en línea recta en todas las direcciones y 
sentido. 
 
El principio de independencia de los rayos de luz 
Si dos haces de luz se cruzan, el uno no interfiere en la trayectoria de la otra, comportándose 
como si el otro no existiera. 
 
El principio de reversibilidad de los rayos de luz 
Si invertimos el sentido de propagación de un rayo de luz este continuara viajando por la misma 
trayectoria en sentido opuesto. 
Aunque los conceptos de la óptica geométrica no sobreviven al impacto de la óptica física en 
confrontación con los fenómenos de difracción, interferencia y polarización, el tratamiento de los 
fenómenos que serán observados, no chocan con las verdades físicas. 
 
Los dioptrios 
El conjunto de puntos que determinan la superficie de separación entre dos medios transparente se 
llama dioptrio. 
 
5. Procedimiento de las actividades 
 
5.1 Coloque un dioptrio en forma de semicírculo sobre el disco óptico (disco de Hartl), como se 
muestra en la Figura 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
33 
 Encienda la linterna de luz blanca 
 
El rayo incidente y el rayo refractado 
 
Considere la dirección del rayo a la izquierda (del acrílico) como la dirección del rayo incidente (I) y 
la dirección del rayo dentro del acrílico como la dirección del rayo refractado (r). 
 
5.2 Tenga en cuenta que el rayo incidente al llegar al punto central del plano del dioptrio, entra y 
sale normal a la superficie circular del semicírculo. 
 
El ángulo de incidencia y el ángulo de refracción: 
 
Verifique y complete los siguientes espacios: 
 El rayo incidente forma un ángulo de incidencia de……….con la recta normal (N) en el 
punto de incidencia. 
 El rayo refractado (el rayo al interior del acrílico) forma un ángulo de refracción de……….con 
la recta normal (N). 
 
5.3 Gire el disco en sentido horario, de modo que el ángulo entre el rayo incidente y la recta 
normal (N) varíe lentamente de 0 a 45°. 
Describa lo ocurrido. 
 
5.4 Asegure el disco cuando el rayo incidente llegue a la marca de 45° (Figura 3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 
 
 Complete, la Figura 4, la trayectoria del rayo refractado r1, analizando el ángulo de 
refracción (r). 
 
 Trace en la figura la trayectoria que tendría el rayo incidente i1 si no hubiese un dióptrio. 
 
 
 
 
 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 
 
 
Verifiquela validez de las expresiones: 
 
“Al pasar de un medio menos denso a otro más denso, generalmente el rayo refractado se aproxima 
a la recta normal". 
La palabra generalmente es debido al caso en que el rayo incidente es normal a la superficie de 
separación de los dos medios. 
 
La ley de refracción (Primera Ley) 
 
“El rayo incidente, la recta Normal (en el punto de incidencia) y el rayo refractado, se encuentran 
sobre el mismo plano” ( Conocida como la primera ley de refracción ). 
 
Reconociendo a “i” como ángulo de incidencia y a “r” como el ángulo de refracción, proceda de 
manera análoga al item anterior, completando la Tabla 1 para las situaciones presentadas. 
 
 
Rayo incidente Rayo refractado sen ( )
sen ( )
i
r
 
i sen (i) r sen (r) 
 
 
 
 
 
 
Tabla 1 
 
5.6 ¿Existe alguna relación simple entre el ángulo de incidencia y de refracción? 
 
Verifique si existe algún tipo de relación entre el seno del ángulo de incidencia (sen i) y el seno 
del ángulo de refracción (sen r). 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
35 
El índice de refracción relativo y la segunda ley de refracción 
 
5.7 Observe que ( sen i / sen r ) es constante 
 
Esta constante es conocida como índice de refracción relativo (n2,1) del medio dos en relación al 
medio uno. 
n2,1 = ( n2 / n1 ) 
 
Luego: 
 
(sen i / sen r) = n2,1 ⇒ (sen i / sen r) = (n2/n1) 
 
n1 sen i = n2 sen r 
 
Relación establecida experimentalmente (Independientemente por Snell y por Descartes), conocida 
como la segunda ley de refracción 
 
La ley de refracción ( Segunda ley ) 
 
“El producto del índice de refracción del medio 1 (donde se propaga el rayo incidente) por el seno del 
ángulo de incidencia, es igual al producto del índice de refracción del medio dos (donde se propaga el 
rayo refractado) por el seno del ángulo de refracción” 
 
5.8 Determine el índice de refracción relativo del acrílico en relación al aire, en este experimento. 
 Considerando la velocidad de la luz en el aire igual a su velocidad en el vacío, determine la 
velocidad de la luz en el acrílico. 
 
5.9 Despreciando los errores introducidos al no tratarse de luz monocromática, determine el índice 
de refracción absoluto n del acrílico. 
 ¿Puede un índice de refracción absoluto n ser mayor que la unidad (n >1)? Justifique su 
respuesta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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36 
Experimento N° 09 
REFLEXION TOTAL 
 
1. Habilidades y competencias 
Al final de esta actividad, el estudiante tendrá la capacidad para: 
 Conceptualizar y identificar: 
 Dioptrio 
 Rayo incidente 
 Rayo refractado 
 Punto de incidencia 
 Ángulo de incidencia 
 Ángulo de refracción 
 Ángulo límite de refracción 
 Reflexión total 
 Enunciar: 
 Ley de refracción (primera ley) 
 Ley de refracción (segunda ley) 
 
2. Materiales necesarios 
01 Banco óptico con escala milimetrada y tres zapatas niveladoras. 
01 Fuente de luz policromática. 
03 Caballeros metálicos. 
01 Panel óptico con disco de Hartl, hasta y zapatas niveladoras. 
01 Lente de 8 di con soporte metálico. 
01 Lente de 4 di con soporte metálico. 
01 Multidiafragma. 
01 Dioptrio en forma de semicírculo. 
3. Montaje 
Coloque los componentes en las posiciones indicadas utilizando la escala III del banco óptico (escala 
inferior) - Figura 1 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
37 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
 Linterna en la posición 0 
 Muldiafragma en la posición 18 mm 
 Lente de 8 di en la posición 160 mm 
 Lente de 4 di en la posición 525 mm 
 Coloque el panel con el disco de Hartl en frente del banco óptico ligeramente inclinados para 
interceptar los rayos luminosos 
 
La alineación inicial ideal para este experimento requiere que el haz procedente de la fuente pase a 
través de la curvatura de la muestra y salga por el otro lado sin sufrir ninguna desviación( es decir, el 
haz incidente debe estar en el eje óptico del sistema). 
 
4. Procedimiento de las actividades 
 
4.1 Coloque el dioptrio como se muestra en la Figura 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 
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38 
Considere: 
 
 Para sus principales observaciones, en esta actividad, la superficie dióptrica plana (de 
separación esta los medios acrílico y aire), en este caso el medio 1 es más denso que el medio 2). 
 
 La dirección del rayo a la izquierda (dentro del acrílico) es la dirección del rayo incidente (i) y la 
dirección del rayo emergente (fuera del acrílico) es la dirección del rayo refractado (r). 
 
De una inclinación de 20° al rayo incidente (Figura 3) y observe el ángulo de refracción 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 
 
4.2 Exceptuando el caso en el que el rayo incidente es normal a la superficie dióptrica, ¿Qué 
sucede con el rayo refractado, en relación a la recta normal N (en el punto de incidencia), al 
pasar de un medio más denso a otro medio menos denso? 
 
4.3 Retorne el disco a la posición en la Figura 1 
 
 Gire el disco lentamente de 0 a 90 grados, observando atentamente el rayo refractado que 
sale del medio acrílico y lo qué ocurre en el interior del semicírculo. 
 
Relate lo observado 
 
4.4 ¿La refracción que ocurre al pasar la luz de un medio más denso a otro menos denso, 
depende del ángulo de incidencia? (Justifique su respuesta en base a lo observado). 
 
Verifique la validez de la expresión 
 
“Al pasar de un medio más denso a otro menos denso, el rayo refractado generalmente se 
aleja de la recta norma”. 
 
La reflexión total y el ángulo límite de refracción 
 
4.5 Determine el ángulo crítico (ángulo límite de refracción) en el que el rayo refractado se torna 
en un rayo rasante a la superficie dióptrica. 
 
Llamamos ángulo límite de refracción al ángulo de incidencia el cual da un ángulo de 
refracción de 90° en relación a la recta normal, en el punto de incidencia. 
Al ángulo crítico, para el cual ocurre un ángulo de refracción de 90 grados en relación a la recta 
normal en el punto de incidencia se denomina ángulo límite de refracción. 
 
¿Qué ocurre con el rayo refractado al llegar al ángulo límite de refracción? 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
39 
¿Qué ocurre con el rayo incidente después de alcanzar este ángulo límite de refracción 
(ángulo crítico)? 
 
Reflexión total 
 
En este fenómeno de reflexión total es necesario que la luz pase de un medio 1 más denso (de 
refracción) a otro medio 2 menos denso. 
Si sobrepasamos el ángulo límite de refracción, solamente habrá reflexión, fenómeno que se 
conoce como Reflexión Total. 
 
4.6 Con el resultado encontrado para el índice de refracción del acrílico, usando la ley de Snell y 
Descartes, calcule el ángulo límite de refracción para el material utilizado. 
 
Recordar que debemos considerar r= 90° en el aire como medio 2. 
 
Compare el resultado calculado con lo observado y justifique alguna posible diferencia encontrada. 
 
Una aplicación de la reflexión total, la fibra óptica 
 
El fenómeno de reflexión total también encuentra aplicación en las comunicaciones, a través de 
las fibras ópticas, que transmiten la información a partir de ondas electromagnéticas. 
La luz pasa a través delcable de fibra óptica sin una considerable pérdida de energía, se propaga 
por sucesivas reflexiones en las paredes de esta fibra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
40 
Experimento N° 10 
LA REFRACCIÓN ( REFRINGENCIA ) Y LA DISPERSIÓN DE LA LUZ EN LOS PRISMAS 
 
1. Habilidades y competencias 
Al término de esta actividad el alumno deberá tener competencias para: 
 Reconocer que la luz, al penetrar perpendicularmente en la superficie de un prisma experimenta 
una reflexión total. 
 Reconocer la eficiencia y ventajas ( inclusive la de limpieza ) del uso de prismas, sustituyendo 
los espejos en los microscopios, máquinas fotográficas, binoculares, etc. 
 Reconocer que, en un prisma de ángulo diferente de 90 grados, el haz emergente se desvía 
hacia la base del prisma. 
 Reconocer que un prisma puede descomponer un haz de luz incidente, policromático, en sus 
componentes básicas. 
 Reconocer que el índice de refracción de un material dado depende de la frecuencia de la luz 
incidente. 
2. Material Necesario 
01 Banco ópticos con escalas milimetradas y zapatas niveladoras. 
01 Fuente de luz policromatica. 
03 Caballeros metálicos. 
01 Panel óptico con disco de Hartl, hasta y zapatas niveladoras. 
01 Lente 8 di (f=125mm) con soporte metálico. 
01 lente 4 di (f=250mm) con soporte metálico. 
01 Multidiafragma. 
01 Prisma de 90° 
01 Prisma de 60° 
El prisma óptico 
Un prisma óptico es un elemento transparente con dioptrios rectos y pulidos ( superficies rectas y 
pulidas ) que refractan la luz. 
 Los ángulos entre las superficies del prisma óptico dependen de la aplicación que se le dará. 
 Un prisma puede ser usado para desviar la luz, separar la luz en los colores de espectro, reflejar 
la luz, etc. 
3. Montaje 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
41 
Posicione los componentes en las posiciones indicadas utilizando la escala III del banco óptico 
(escala inferior)-Figura 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
 Linterna en la posición 0. 
 Multidiafragma en la posición 18 mm. 
 Lente de 8 di en la posición 160 mm. 
 Lente de 4 di en la posición 525 mm. 
 Posicione el panel óptico con el disco de Hartl delante del banco óptico ligeramente inclinada 
para interceptar los rayos luminosos. 
4. Procedimiento de las actividades 
4.1 Coloque el prisma de 90 grados sobre el disco de Hartl ( Figura 2 ) y encienda la fuente 
luminosa. 
No gire el prisma sobre el disco, pero si puede girar el disco con el prisma. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
42 
Grafique en la Figura 2 la trayectoria de haz refractado emergente. 
4.2 Coloque el prisma de modo que el rayo incidente, este perpendicular a la hipotenusa. 
Represente en la figura 3 la ruta del haz luminoso refractado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 
Aplique las leyes de la reflexión en cada cara interna del prisma y comente lo observado. 
El comportamiento de la luz al ser interceptado por este prisma ha hecho posible el desarrollo de 
señalizadores tipo "ojo de gato", existente en las bicicletas, automóviles, etc. 
Cite tres usos posibles para el prisma de 90 grados. 
4.3 .Coloque el prisma de 60 grados centrado en el disco óptico (Figura 4). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 
 Gire el disco con el prisma y verifique la veracidad de la siguiente expresión: 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
43 
“ El rayo emergente siempre se desvía hacia la base del prisma.” 
4.4. En base a sus conclusiones, trace en los diseños de la Figura 5 las posibles trayectorias del haz 
de luz incidentes (considerando estos haces monocromáticos). 
 
Figura 5 
4.5 Con el prisma de 60° en la posición de la figura 4, gire el disco lentamente en sentido 
antihoarario. 
Describa lo observado con el rayo refractado. 
El espectro electromagnético 
El espectro electromagnético es el resultado de las radiaciones electromagnéticas emitidas, 
absorbidas o reflejadas en sus frecuencias o componentes de la onda correspondiente. 
El espectro visible 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
44 
El espectro visible ( luz ) es el resultado de las radiaciones electromagnéticas emitidas, absorbidas 
o reflejadas con sus frecuencias y las longitudes de onda correspondiente a la banda visible del 
ojo humano. 
Ejemplo: Cuando la luz “blanca” pasa a través de un prisma o red de difracción la radiación 
electromagnética visible (luminosas) forman un espectro de bandas de colores. 
Los colores del espectro de luz "blanca" son: 
 Rojo. 
 Naranja. 
 Amarillo. 
 Verde. 
 Azul. 
 Añil. 
 Violeta. 
El espectro continúo. 
El espectro continuo visible es un espectro de emisión que posee todos los colores dentro de los 
cuales el ser humano puede observar. 
4.6. Con base a sus observaciones, identifique los colores del espectro de luz policromatica 
emitida por la linterna situada en el banco óptico. 
4.7. ¿Cuáles son los colores del espectro de la luz blanca? 
4.8. Identifique el color del espectro de la luz, que sufre mayor refracción. Justifique su respuesta. 
4.9. ¿Cuál es el color del espectro de luz que sufre menor refracción? 
4.10. Si dos personas determinaran el índice de refracción de un material prismático el uno 
utilizando luz azul y el otro utilizando luz roja ¿ambos obtendrían el mismo resultado? Justifique su 
respuesta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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45 
Experimento N° 11 
LA LENTE ESFÉRICA Y SUS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS 
1. Habilidades y competencias 
 Al final de esta actividad los estudiantes deben tener capacidades para: 
 Conceptuar: 
 Lente 
 Dioptrío 
 Identificar las lentes como: 
 Lente divergente. 
 Lente convergente. 
 Los tres rayos incidentes principales de una lente. 
 Determinar a partir de una lente esférica, los siguientes elementos: 
 Centro óptico de una lente. 
 Vértice de un lente. 
 Eje óptico de una lente. 
 Radio de curvatura de una lente. 
 Convergencia de una lente (potencia de una lente). 
 Lente convergente (lupa). 
 Reconocer la trayectoria de los rayos refractados emergentes de una lente. 
 Utilizar los tres rayos principales para obtener la imagen de un objeto usando un lente. 
 
2. Material necesario 
01 Banco óptico con escala milimétrada y zapatas niveladoras. 
01 Fuente de luz policromática. 
03 Caballeros metálicos. 
01 Panel óptico con disco de Hartl, hasta y zapatas niveladoras. 
01 Lente 8 di (f = 125mm) con soporte metálico. 
01 Lente 4 di (f = 250mm) con soporte metálico. 
01 Multidiafragma 
05 Perfiles dioptrícos con fijación magnética: 
 Semicírculo 
 Plano convexo 
 Biconvexo 
 Plano Cóncavo 
 Bicóncavo 
 
3. Montaje 
Coloque los componentes en las posiciones indicadas utilizando la escala III del banco óptico 
(escala inferior) - Figura 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
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Figura 1 
 Linterna en la posición 0 
 Multidiafragma en posición18 mm 
 Lente 8 di (f = 125 mm) en la posición 160 mm 
 Lente 4 di (f = 250 mm) en la posición 525 mm 
 Posicione el panel óptico con el disco de Hartl delante del banco óptico ligeramente inclinada 
para interceptar los rayos de luz. 
 
4. Fundamento Teórico 
 
¿Qué se entiende por lente? 
Se llama lente a toda sustancia transparente, limitado por dos dióptrios, de los cuales al menos 
uno es curvado. 
 
La lente esférica 
Las lentes más comunes son los lentes esféricas, didácticamente obtenidas por la intersección de 
una superficie plana o esférica cualquiera con una esfera de cualquier sustancia transparente. 
 
Las lentes delgadas 
Se entiende por lente delgada a las lentes muy finas. 
Considere (por ahora) todas las lentes como lente delgada. 
 
Algunas intersecciones para obtener lentes esféricas 
 
La Figura 2 muestra un ejemplo de intersecciones, generando lentes esféricas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 
 
Dónde: 
El centro óptico de la lente 
Co = Centro óptico de la lente. 
 Cualquiera que sea la dirección del haz de luz incidente que pase a través de este punto este 
no sufrirá desvío. 
 
Los vértices de la lente 
V1 y V2 = vértices de lentes. 
 Centros de las tapas de cada superficie. 
 
Los radios de curvatura de la lente 
R1 y R2 = Radios de curvatura de la lente 
 Pertenecientes a las superficies dióptricas involucradas 
El centro de curvatura de la lente 
C1 y C2 = Centro de curvatura de la lente 
 Pertenecientes a las superficies dióptricas involucradas. 
 
El eje óptico de la lente 
EO = eje óptico de la lente 
 Línea recta imaginaria que pasa por el centro óptico y el centro de curvatura. 
 
5. Procedimiento de las actividades 
 
La identificación de lentes esféricas convergentes y divergentes, según sus bordes 
 
 Coloque el diafragma 3 ranuras y mostrar los perfiles enfrente del disco. 
 
 Observe y analice los rayos refractados, dividiendo las lentes en dos familias: grupo de lentes 
convergentes y grupo de lentes divergentes. 
 
5.1 Identificar en las figuras ( 3 a 6 ) las lentes convergentes y las lentes divergentes 
 
 
 
 
 
 
 
 
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48 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5 
 
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49 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 
 
5.2 Seleccione una lente divergente observando sólo sus bordes. 
 Identifique una lente convergente viendo solamente sus bordes. 
 
6. Clasificación entre las lentes convergentes y sus tres rayos principales 
 
Las lentes convergentes o convexas (lentes positivas) 
 
6.1 Las lentes convergentes, también llamadas lentes positivas, son denominadas así según el 
nombre de las curvaturas de sus superficies dióptricas, son: 
 
 
 
Lente convergente ……………..-convexa 
 
Lente convergente ………………. 
 
Lente convergente ……………..-……………… 
 
6.2 Coloque el lente convergente plano convexa en el disco óptico de manera que el rayo central 
pasa a través de su centro óptico Co. 
 
Grafique en la Figura 7, las trayectorias de los rayos refractados observados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
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Figura 7 
El primer rayo principal de la lente convergente 
 
¿El rayo refractado central sufre desviación? 
 
"Todo rayo incidente que pasa por el centro óptico de una lente no presenta ninguna desviación el 
rayo no se refracta". 
 
Es por esta razón que este rayo es denominado el primer rayo principal de la lente 
convergente. 
 
6.3 Qué notas sobre los otros dos rayos incidentes paralelos al eje principal? 
 
Los focos reales de una lente convergente y sus distancias focales 
 
El lugar geométrico para el cual los rayos refractados ( de una haz de rayos incidentes de luz, 
que son paralelo al eje principal) convergen es denominado foco real. 
 
 Identifique el foco real F1 del lente convergente plano convexa y determine su distancia focal 
f1 
 
6.4 Girar la lente180°, identifique el segundo foco real F2 y determine la distancia focal f2 
 
6.5 Repetir la actividad anterior para la lente convergente plano convexa con menor radio de 
curvatura (figura 8). 
 
 Qué ocurre con la distancia focal de una lente al disminuir su radio de curvatura? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 8 
 
6.6 Determinar los focos reales de la lente convergente biconvexa 
 
Colocar el diafragma de una ranura y gire el disco, permitiendo que el haz incidente pase a través 
del foco. (Figura 9) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9 
 
 Compruebe la veracidad del principio dos caminos inversos dos rayos luminosos. 
 
El segundo rayo principal de la lente convergente 
 
 Compruebe la validez de la siguiente afirmación: 
 
"Todo rayo incidente que pasa por el foco de una lente convergente, tiene su rayo refractado 
paralelo al eje principal." 
 
Por lo tanto, este rayo se conoce como el segundo rayo principal de la lente convergente. 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
52 
6.7 Coloque el diafragma de 3 ranuras y bloquee con un dedo las dos rayos superiores, de modo 
que el rayo incidente restante sea paralelo al eje óptico.Figura10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura10 
 
 Describa lo que usted observa con respecto al rayo refractado 
 
El tercer rayo principal de la lente convergente 
 Comprobar la validez de la siguiente afirmación: 
"Todo rayo incidente paralela al eje principal, su rayo refractada pasa por el foco de una lente 
convergente." 
Por esta razón, este haz se conoce como el tercer rayo principal de la lente convergente. 
 
Observe que el segundo y tercer rayo principal nos informan del camino que un rayo de luz debe 
seguir en su sentido de ida y vuelta. 
 
 
7. Clasificación entre lente divergente y sus tres rayos principales 
 
Las lentes divergentes o cóncavas (lentes negativas) 
 
7.1 Las lentes divergentes, también conocidas como lentes negativas, son clasificados según la 
curvatura de sus superficies dióptricas: 
 
 
Lente divergente …………….- cóncava 
 
Lente divergente …………… 
 
Lente divergente ……………..-…………… 
 
Los tres rayos principales de una lente divergente 
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53 
7.2 Colocar el lente divergente plano cóncava en el disco óptico de manera que el rayo central 
está contenida en el eje principal. 
 
Grafique en la Figura 11 las trayectorias de los rayos refractados observados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 
 
El primer rayo principal de la lente divergente 
 
7.3 Observe que el rayo refractado central no sufre desviación. La razón es el mismo que el de los 
lentes convergentes. 
 
"Todo rayo incidente que pasa por el centro óptico de un lente no presenta ninguna desviación es 
decir el rayo no se refracta”. 
 
Es poresta razón que a este rayo se le denomina primera rayo principal de la lente divergente. 
 
7.4.¿Qué notas acerca de los dos rayos refractados referentes a los dos rayos incidentes paralelos 
al eje principal?. 
 
Tome 2 rectas suporte de dos rayos refractados (en lentes divergentes), estas poseen algún punto 
en común ? Localiza este punto. 
 
7.5 El foco virtual de lente divergente 
 
Compruebe que los rayos refractados, divergentes, y sus prolongaciones se dirigién a un punto 
denominado foco. Como los rayos refractados no pasan realmente a través de este punto, 
denominamos este foco como foco virtual y no real. Por lo tanto, el lugar geométrico donde los 
rayos refractados parecen divergir se llama foco virtual. 
 
 Los lentes divergentes también poseen dos focos denominados focos virtuales. 
 
7.6 Identifique el primer foco virtual F1 del lente divergente bicóncava 
 
 Determine su distancia focal f1 
 Identifique el segundo foco virtual F2 
 Determinar la distancia focal f2 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
54 
7.7. Coloque el diafragma de una ranura 
 
Girar el disco de modo que permita que la prolongación del rayo incidente pase por el foco virtual 
conseguido. 
 
El segundo rayo principal de la lente divergente 
 
 Verifique la validez de la siguiente afirmación: 
 
"Todo rayo incidente cuya prolongación pase por el foco de una lente divergente, su rayo 
refractado es paralelo al eje principal”. 
Por esta razón, este haz se conoce como segundo rayo principal de la lente divergente 
 
7.8 Coloque el diafragma de 3 ranuras. 
Tapar con un dedo, los dos rayos superiores de modo que el rayo incidente sea paralela al eje 
óptico. 
 
El tercer rayo principal de lente divergente 
 
 Compruebe la validez de la siguiente afirmación: 
 
"Todo rayo incidente paralelo al eje principal se refracta y la prolongación de dicho rayo 
refractado pasa por el foco de la lente divergente”. 
 
Por este motivo este rayo es conocido como tercer rayo principal de la lente divergente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
55 
Experimento N° 12 
LA RELACIÓN ENTRE EL OBJETO, LA LENTE Y LA IMAGEN GENERADA POR LA 
LENTE 
 
1. Habilidades y competencias. 
 Al final de esta actividad, los estudiantes deberán competencias para: 
 Reconocer los diferentes tipos de imágenes formadas por las lentes esféricos 
convergentes y su dependencia de la posición del objeto respecto a la lente. 
 Reconocer el aumento transversal lineal (A) como la razón de i / o ó p'/ p. 
2. Materiales necesarios. 
 
01 Banco óptico con escala milimetrada y zapatas niveladoras. 
01 Fuente de luz policromática. 
01 Cable macho estándar. 
02 Caballeros metálicos con fijación magnética. 
01 Meza soporte. 
01 Lente plano convexa de 8di (f = 125 mm) con: soporte metálico para acoplamiento a los 
caballeros. 
01 Panel óptico, con disco de Hartl, Tripode, hasta de varilla metálica y zapatas niveladoras. 
01 Multidiafragma metálico deslizable con la letra F vezada (cubierto por un poliéster difusor 
rectángula o papel vegetal). 
 
3. Montaje 
Verifique si la linterna, y los caballeros magnéticos ( con sus respectivos accesorios ) se 
encuentran en las siguientes posiciones sobre el banco óptico: 
 
Linterna de luz blanca: sobre el banco óptico, con la parte frontal alineada en la marca OA, 
Lámpara con su foco y filamento paralelo al eje óptico. 
 
Caballero magnético 1 con la mesa soporte fijado en el lado izquierdo: diafragma con la letra 
"F" colocado dentro de la ranura de la mesa soporte, alineado en la marca de 205 mm de la escala 
superior con cero central. 
 
Caballero magnético 2 con la lente de 8 dioptrías: alineado a la izquierda en la marca de 0 mm 
de la escala superior con cero central. 
 
Panel óptico: A la derecha del banco óptico y interceptando frontalmente los rayos luminosos, en 
la marca 315 mm de la escala superior y a la derecha de la lente. 
 
4. Procedimiento de las actividades. 
4.1. Anote las características de la lente utilizada en el experimento. 
Lente:………………………………. 
 
Distancia focal = f =……………….mm. 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
56 
4.2. Anote la altura O del objeto utilizado. 
O = ……………….mm. 
¿Este objeto puede ser considerado un objeto real? 
Justifique su respuesta. 
4.3. Represente el diseño en las posiciones f, f ', 2f y 2f ' del lente. 
Todos los signos son positivos debido al hecho de que el objeto está en el segundo cuadrante. 
4.4. Asegúrese de que la imagen esté en la marca p'= 315 mm. (distancia imagen). 
 Deslice el objeto (letra F) y busque la posición para el cual se capte la mejor imagen 
(imagen enfocada). 
 Anote la posición ocupada por el objeto (distancia objeto): 
P = …………………mm. 
Describa lo observado en cuanto al Tamaño y posición: 
 Del objeto. 
 De la imagen. 
Para analizar mejor, el observador debe mirar a través de la fuente de luz. 
Tenga en cuenta que, en este caso, el objeto real se encuentra en un plano frontal a una 
distancia entre el infinito y la distancia 2f. 
La amplificación transversal lineal (aumento) de una lente 
4.5. La amplificación transversal lineal o aumento ( representado por la letra A ) de un sistema 
óptico es la razón del tamaño lineal de la imagen y el objeto correspondiente. 
A = i / O 
i = altura de la imagen. 
O=altura del objeto. 
 Si la posición de i es del mismo sentido que O, la imagen es derecha, y la amplificación 
lineal transversal es positiva A > 0 
 En el caso de imagen invertida ( de cabeza para abajo ) la amplificación lineal transversal es 
negativa A < 0 
4.6. Sabiendo que O = 15 mm. 
 Determinar la altura de la imagen i obtenida en la pantalla colocado en la posición p = 315 
mm. 
 Calcular la amplificación A obtenida en este sistema óptico. 
4.7. ¿Puede, en esta actividad, la imagen obtenida ser llamada "imagen real"? Justifica tu 
respuesta. 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
57 
4.8. Procediendo de manera análoga, completa el Tabla 1, para las posiciones ocupadas por un 
objeto p. 
Objeto Imagen a Columna x 
n P (mm) O (mm) P’ (mm) i (mm) A = i / O P’ / P 
1 15 315 
2 15 400 
3 15 450 
4 15 500 
5 15 600 
 
Tabla 1 
 No se olvide de los signos (+) o (-) de i y p’. 
 Todas las medidas deben ser expresadas en mm. 
 Los resultados de las operaciones matemáticas deben ser de hasta un decimal (utilizando la 
técnica de redondeo). 
 
4.9. Comprobar la validez de las siguientes igualdades, utilizados en el estudio de la lente: 
A = i / O = p '/ p 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LABORATORIO DE ÓPTICA Y FÍSICA-IV UNMSM - FCF 
58 
Experimento N° 13 
INTRODUCCIÓN A LA ÓPTICA DE LA VISIÓN 
 
1. Habilidades y competencias: 
Al final de este capítulo el estudiante deberá tener competencias para: 
• Caracterizar ópticamente el ojo que muestra el defecto de refracción conocido por 
hipermetropía. 
• Caracterizar ópticamente el ojo que muestra el defecto de refracción conocido por miopía. 
Recuerde que: 
La lente 
La substancia transparente, limitada por dos dioptrios los cuales, por lo menos uno es curvo 
denominamos lente. 
La lente esférica. 
La lente esférica, el más común, se obtiene por la intersección de una superficie plana o esférica 
cualquiera, con una