TRABAJO PRACTICO DE FISICA II TEMA: OPTICA – LENTESGRUPO Nª: 3PROFESOR: RAUL GOMEZAÑO: 2015

FISCA II OPTICA- LENTES

IntroducciónLentes

Las lentes son objetos transparentes, limitados por dos superficies esféricas o por una superficie esférica y otra plana, que se hallan sumergidas en un medio, asimismo transparente, normalmente aire.

Las lentes desempeñan un papel esencial como componentes de diferentes aparatos ópticos. Con lentes se corrigen los diferentes defectos visuales, se fabrican los microscopios, las máquinas fotográficas, los proyectores y muchos otros instrumentos ópticos.

Las primeras lentes, que ya conocían los griegos y romanos, eran esferas de vidrio llenas de agua. Estas lentes rellenas de agua se empleaban para encender fuego. En la antigüedad clásica no se conocían las auténticas lentes de vidrio; posiblemente se fabricaron por primera vez en Europa a finales del siglo XIII. Los procesos empleados en la fabricación de lentes no han cambiado demasiado desde la Edad Media, salvo el empleo de brea para el pulido, que introdujo Isaac Newton.

El reciente desarrollo de los plásticos y de procesos especiales para moldearlos ha supuesto un uso cada vez mayor de estos materiales en la fabricación de lentes. Las lentes de plástico son más baratas, más ligeras y menos frágiles que las de vidrio.

HISTORIA

Dependiendo de la necesidad que se desea cubrir por medio de la lente, distinguimos dos tipos de lentes: lentes convexas o convergente y lentes cóncavas o divergentes. Por tanto una onda puede reaccionar de dos formas diferentes cuando pasa a través de una lente.

LENTES

CONVERGENTES

DIVERGENTES

Lentes convergentes

Este tipo de lentes tiene mayor grosor en el centro que en los extremos. Como podemos ver en la imagen hay tres tipos de lentes convergentes: la lente (1) es biconvexa, (2) es plano convexa y la (3) es menismo convergente o cóncava convexa. La diferencia entre ella depende del valor de los radios de las caras. Todas ellas se representan mediante una línea que tiene dos puntas de flecha en ambos extremos.

Vamos a ver ahora como se comporta una onda cuando atraviesa una lente convergente. Cuando la luz pasa por la lente, se desvía hacia dentro, es decir, converge formando una imagen del objeto en una pantalla que está situada al otro lado. La imagen del objeto estará enfocada siempre y cuando la distancia entre el objeto y el foco de la lente sea la adecuada.Un ejemplo de lente convergente o convexa es el ojo humano, el cual tiene la capacidad de poder cambiar de forma según quiera enfocar objetos que estén a una u otra distancia. Cuando miramos un objeto que está cerca, la lenta se hace más gruesa; por el contrario, cuando miramos un objeto que está más alejado ésta se hace más delgada. Esto ocurre gracias a los músculos del ojo, por tanto, cuando no son capaces de enfocar los objetos cercanos diremos que existe hipermetropía. Una lente convergente forma una imagen real e invertida.

En una lente convergente delgada se considera el eje principal como la recta perpendicular a la lente y que pasa por su centro. El corte de esta línea con la lente determina el centro óptico. A ambos lados de la lente y sobre el eje óptico existen dos puntos llamados focos de la lente. Si la luz incide de izquierda a derecha el foco situado a la izquierda de la lente se denomina foco objeto FO y el situado a la derecha foco imagen FI .En valor absoluto las distancias del centro óptico a los focos es la misma y se denomina respectivamente focal objeto y focal imagen.(ver fig.1)

La propiedad de estos focos es que un rayo luminoso que incide por la izquierda paralelo al eje principal después de atravesar la lente pasa por el foco imagen (rayo1) Un rayo que corte al eje principal por el foco objeto después de atravesar la lente sale paralelo al eje óptico(rayo 2). Un rayo que atraviese el eje óptico por el centro de la lente no sufre desviación (rayo 3).

De cada uno de los puntos del objeto salen miles de rayos que llevan la información del objeto y se concentran en un punto donde se forma su imagen.Las lentes convergentes, para objetos alejados, forman imágenes reales, invertidas y de menor tamaño que los objetos.

El objeto está muy alejado de la lente, a una distancia más grande que el doble de la distancia focal. La imagen que se formará será real e invertida y cada vez más. pequeña cuanto más alejado este el objeto.  Es el caso de los objetivos de las cámaras fotográficas.

El objeto está colocado un poco más allá del foco. La imagen será real e invertida y cada vez más grande cuanto más cerca este el objeto del foco. Es el caso de los objetivos del microscopio.

El objeto se encuentra entre la lente y el foco. La imagen será virtual y derecha y cada vez más pequeña cuanto más cercano este el objeto a la lente. Es el caso de las lupas y de los oculares del microscopio.

Tómese la lente biconvexa y un objeto. La imagen de este objeto va a variar dependiendo de si esta cerca o lejos de la lente. Se pueden presentar tres casos:

USO DE LAS LENTES

Uno de los tantos usos que tiene las lentes es en los microscopios.Un microscopio es un sistema de lentes que produce una imagen virtual aumentada de un pequeño objeto. El microscopio más simple es una lente convergente, la lupa. El objeto se coloca entre la lente y el foco, de modo que la imagen es virtual y está a una distancia que es la distancia mínima de visón nítida, alrededor de 25 cm.

Lentes Divergentes

Las lentes cóncavas o divergentes están curvadas hacia dentro. La luz que atraviesa una lente cóncava se desvía hacia fuera (diverge). Se representan esquemáticamente por una línea recta acabada en dos puntas de flecha invertidas.

Si estudiamos el comportamiento de la luz cuando atraviesa una lente cóncava, ésta se desvía hacia fuera, es decir, diverge formando imágenes virtuales ( no son imágenes reales como en el caso de las lentes convergentes). En este caso la imagen del objeto que se percibe es más pequeña y está situada delante del objeto. En las gafas o anteojos para miopes, las lentes cóncavas hacen que los ojos formen una imagen nítida en la retina y no delante de ella.

Las imágenes proporcionadas por las lentes divergentes son virtuales cuando el objeto es real. La construcción geométrica de las imágenes en una lente divergente, se establece a partir de la marcha de tres rayos.

a) El paralelo al eje principal que después de atravesar la lente, su prolongación pasa por el foco imagen ( rayo 1)

b) El que pasa por el centro óptico que no sufre desviación (rayo 2)

c) El que se dirige hacia el foco objeto que después de atravesar la lente sale paralelo al eje principal (rayo 3)

Estos tipos de lentes tienen el beneficio de lograr corregir algunas dificultades que se presentan en el sentido visual..

Algunas de estas dificultades son:

HipermetropíaLa hipermetropía se presenta cuando el diámetro anteroposterior del globo ocular es corto o cuando la cara anterior del cristalino es casi plana. El hipermétrope no ve bien de cerca y su defecto se corrige con lentes biconvexas. (Vemos borrosos objetos cercanos)

 MiopíaLa miopía se produce cuando el diámetro anteroposterior del globo ocular es demasiado largo, o cuando la cara anterior del cristalino es demasiado convexa. Los que tengan este problema, no ven bien a una larga distancia, y necesitan lentes bicóncavas. (Vemos mal de lejos).

 AstigmatismoEl Astigmatismo es causada por una córnea asimétrica, es decir, en lugar de ser completamente esférica semejante a una pelota de fútbol, se encuentra achatada por los polos, generando distintos radios de curvatura en cada uno de sus ejes principales, pareciéndose a una pelota de rugby. El efecto de esta deformación, es una visión borrosa tanto de lejos como de cerca, y se corrige con lentes cilíndricas pulidas en forma despareja para compensar los desniveles de la córnea.

PresbiciaPara enfocar de cerca, el ojo pone en marcha un mecanismo de acomodación normal, mediante el cual el músculo ciliar varía el espesor del cristalino, aumentando su potencia. Esto hace, que la imagen de un objeto cercano se forme en la retina pudiendo verse con nitidez. Con la edad, el músculo ciliar va perdiendo elasticidad y el cristalino se hace menos flexible, disminuyendo con ello, la capacidad de enfocar adecuadamente y ver de cerca. Se corrige con una lente menisco convergente.

FIN