Problema 8 · Física PAU Aragón Ordinaria 2021

a) Explica qué es una lente convergente y una lente divergente. ¿Dónde están situados los focos objeto e imagen en cada una de ellas?

Solución: Lente convergente: refracta los rayos paralelos al eje óptico haciéndolos converger en un punto tras la lente (foco imagen $F'$ situado a la derecha, $f' > 0$; foco objeto $F$ situado a la izquierda, $f < 0$). Lente divergente: hace divergir los rayos paralelos de modo que sus prolongaciones proceden del foco imagen $F'$ situado a la izquierda de la lente ($f' < 0$; foco objeto $F$ a la derecha, $f > 0$).

b) Posición de la imagen formada s'

Solución: 10 cm / 0.1 m

b) Tamaño de la imagen y'

Solución: -1 cm / -0.01 m / 1 cm / 0.01 m

b) Tipo (real o virtual) de la imagen formada

Solución: Real

c) Realiza el trazado de rayos correspondiente para obtener la posición y tamaño de la imagen.

Solución: Trazado de rayos para una lente convergente con el objeto situado en $s = -2f'$: 1. Un rayo paralelo al eje óptico que, tras refractarse en la lente, pasa por el foco imagen $F'$. 2. Un rayo que pasa por el centro óptico de la lente y no se desvía. 3. (Opcional) Un rayo que pasa por el foco objeto $F$ y emerge paralelo al eje óptico. La intersección de los rayos refractados determina la imagen en $s' = 2f' = 10\text{ cm}$, invertida y de igual tamaño ($y' = -1\text{ cm}$).