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5.7 KiB

  1. ---
  2. title: ' La lente delgada'
  3. media_order: 'lens-divergent-N2-es.jpeg,lens-convergent-N2-en.jpeg,lens-convergent-N2-es.jpeg,lens-convergent-N2-fr.jpeg,lens-divergent-N2-en.jpeg,lens-divergent-N2-fr.jpeg'
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  5. ### La vergencia de una lente
  6. ### Los diferentes tipos de lentes
  7. ![](lens-convergent-N2-es.jpeg)
  8. ![](lens-divergent-N2-es.jpeg)
  9. ### Modelado de una lente.
  10. ### ¿Qué es una lente?
  11. #### Objectivo
  12. * primero : **enfocar o dispersar la luz**.
  13. * ultimate : **realizar imágenes ópticas**, solo o como componente en un instrumento óptico.
  14. #### Principio físico
  15. * **utiliza el fenómeno de refracción**, descrito por la ley de Snell-Descartes (ley de refracción)
  16. #### Constitución
  17. * hecho de **vidrio, cuarzo, plástico** (para el rango visible e infrarrojo y UV cercanos).
  18. * tiene una ** simetría de revolución **.
  19. * **2 caras pulidas** perpendiculares a su eje de simetría, **una o ambas están curvadas** (y la mayoría de las veces la cara curva encaja en una esfera).
  20. <! - imagen para construir: una lente delgada ->
  21. #### Interés óptico : lentes delgadas
  22. * **Lente delgada**: *más delgado << diámetro*
  23. * Lente delgada: **elemento óptico único más importante** que *se usa solo o en serie con la mayoría de los instrumentos ópticos*: lupas, microscopios, teleobjetivos y lentes macro, cámaras, anteojos astronómicos y terrestres.
  24. ### Modelización de una lente delgada rodeada de aire, gas o vacío.
  25. #### ¿Por qué modelizar?
  26. * Para **comprender, calcular y predecir imágenes** de objetos dados por lentes delgadas.
  27. <! - imagen cuando vemos el objeto, la lente y la imagen ->
  28. ##### ¿Por qué rodeada de aire, un gas o el vacío?
  29. * **En la mayoría de los instrumentos ópticos**, las lentes están *rodeadas de aire *.
  30. * **El aire, los gases y el vacío** tienen índices de refracción cercanos a "$ 1,000 \ pm0.001$, y se pueden aproximar por *$n_{aire}=n_{gas}=n_{vacío}=1$*<br>
  31. $\Longrightarrow$ mismo comportamiento óptico en el aire, un gas y el vacío.
  32. #### Tipos y caracterizaciones de lentes delgadas
  33. **Convergente** = **convexa** = lente **positiva**
  34. ![](lens-convergent-N2-fr.jpeg)
  35. Fig. 1. Lentes convergentes.
  36. *Caracterizada por : <br>
  37. \ - **Longitud focal** (generalmente en cm) siempre> 0 *+* adjetivo "**convergente**" &nbsp;&nbsp;o<br>
  38. \ - Su **distancia focal imagen** $f '$ (en *valor algebraico*, generalmente en cm), que es *positiva$ f'> 0 $*. <br>
  39. &nbsp;&nbsp;o<br>
  40. \ - Su **vergencia ** $V$ (en oftalmología) que es *positiva$ V> 0 $*, <br>
  41. con $V (\ delta) = \dfrac{1}{f '(m)}$ ($f'$ se expresa en m "metro" y $V$ en $\delta$" dioptría", entonces $\delta=m^{-1}$) <br>.
  42. **Divergente** = **cóncava** = lente **negativa**
  43. ![](lens-divergent-N2-fr.jpeg)
  44. Fig. 2. Lentes divergentes.
  45. * Caracterizada por: <br>
  46. \ - **Distancia focal** (generalmente en cm) siempre> 0 *+* adjetivo "**divergente**" <br>
  47. &nbsp;&nbsp;o<br>
  48. \ - Su **distancia focal imagen** $f '$ (en *valor algebraico*, generalmente en cm), que es * negativa $f'<0$*. <Br>
  49. &nbsp;&nbsp;o<br>
  50. \ - Su **vergencia** $V$ (en oftalmología) que es *negativa $V<0$*,<br>
  51. con $V (\delta)=\dfrac{1}{f '(m)}$ ($f'$ se expresa en m "metro" y $V$ en $\delta$ "dioptría", entonces $\delta=m^{- 1}$).<br>
  52. ### Estudio analítico
  53. (para lentes delgadas rodeadas de aire, gas o vacío)
  54. ##### relación de conjugación de la lente delgada
  55. **$\dfrac{1}{\overline{OA'}}-\dfrac{1}{\overline{OA}}=V=-\dfrac{1}{\overline{OF}}=\dfrac{1}{\overline{OF'}}$**
  56. ##### Expresión del aumento transversal
  57. **$M_{T-thinlens}=\dfrac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}$**
  58. ### Estudio gráfico
  59. #### Representación de una lente delgada
  60. * **eje óptico** = *eje de revolución* de la lente, *orientado* positivamente hacia la propagación de la luz (del objeto a la lente).
  61. * **Representación de una lente delgada**: <br> <br>
  62. \ - *segmento de línea*, perpendicular al eje óptico, centrado en el eje con *indicación simbólica de la forma de la lente* en sus extremos (convexo o cóncavo).<br><br>
  63. \ - **S = C = O**: vértice S = punto nodal C (= centro O de una lente delgada simétrica) $\Longrightarrow$ se usa el punto O.<br><br>
  64. \ - *punto O*, intersección del segmento de línea con el eje óptico.<br><br>
  65. \ - *punto focal objeto F * y *punto focal imagen F'*, posicionados en el eje óptico a distancias iguales en ambos lados del punto O ($f=-f'$) a distancias algebraicas $\overline{OF}=f$ y $\overline{OF'}=f'$.<br><br>
  66. \ - *plano focal objeto (P)* y *plano focal imagen (P')*, planos perpendiculares al eje óptico, respectivamente en los puntos $F$ y $F'$.
  67. ![](converging-thin-lens-representation.jpeg)<br>
  68. Fig. 3. Representación de una lente delgada convergente : $\overline{OF}<0$ , $\overline{OF'}>0$ et $|\overline{OF}|=|\overline{OF'}|$.
  69.  ![](diverging-thin-lens-representation.jpeg)<br>
  70. Fig. 3. Representación de una lente delgada divergente : $\overline{OF}>0$ , $\overline{OF'}<0$ et $|\overline{OF}|=|\overline{OF'}|$.
  71. #### Determinación de los puntos conjugados:
  72. ##### Lente delgada convergente
  73. **Para animaciones geogebra**: <br>
  74. \ - Construcción gráfica<br>
  75. [Haga clic aquí para ver la animación](https://www.geogebra.org/material/iframe/id/zqwazusz)<br>
  76. \ - Construcción gráfica y haces de luz<br>
  77. [Haga clic aquí para ver la animación](https://www.geogebra.org/material/iframe/id/wkrw5qgm)<br>
  78. \ - Construcción gráfica y aumento transversal <br>
  79. [Haga clic aquí para ver la animación](https://www.geogebra.org/material/iframe/id/xwbwedft)<br>
  80. * **Fuente puntual localizada entre &infin; y F**
  81. ![](Const_lens_conv_point_AavantF.gif)
  82. * **Fuente puntual localizada entre F y O**
  83. ![](Const_lens_conv_point_AentreFO.gif)
  84. * **Punto objeto virtual** (se explicará a nivel cerros).
  85. ![](Const_lens_conv_point_AapresO.gif)
  86. ##### Lente delgada divergente
  87. (para construir)