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title: ' La lente delgada' |
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visible: true |
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### La vergencia de una lente |
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### Los diferentes tipos de lentes |
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### Modelado de una lente. |
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### ¿Qué es una lente? |
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#### Objectivo |
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* primero : **enfocar o dispersar la luz**. |
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* ultimate : **realizar imágenes ópticas**, solo o como componente en un instrumento óptico. |
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#### Principio físico |
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* **utiliza el fenómeno de refracción**, descrito por la ley de Snell-Descartes (ley de refracción) |
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#### Constitución |
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* hecho de **vidrio, cuarzo, plástico** (para el rango visible e infrarrojo y UV cercanos). |
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* tiene una ** simetría de revolución **. |
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* **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). |
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<! - imagen para construir: una lente delgada -> |
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#### Interés óptico : lentes delgadas |
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* **Lente delgada**: *más delgado << diámetro* |
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* 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. |
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### Modelización de una lente delgada rodeada de aire, gas o vacío. |
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#### ¿Por qué modelizar? |
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* Para **comprender, calcular y predecir imágenes** de objetos dados por lentes delgadas. |
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<! - imagen cuando vemos el objeto, la lente y la imagen -> |
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##### ¿Por qué rodeada de aire, un gas o el vacío? |
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* **En la mayoría de los instrumentos ópticos**, las lentes están *rodeadas de aire *. |
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* **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$*<br> |
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$\Longrightarrow$ mismo comportamiento óptico en el aire, un gas y el vacío. |
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#### Tipos y caracterizaciones de lentes delgadas |
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**Convergente** = **convexa** = lente **positiva** |
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Fig. 1. Lentes convergentes. |
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*Caracterizada por : <br> |
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\ - **Longitud focal** (generalmente en cm) siempre> 0 *+* adjetivo "**convergente**" o<br> |
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\ - Su **distancia focal imagen** $f '$ (en *valor algebraico*, generalmente en cm), que es *positiva$ f'> 0 $*. <br> |
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o<br> |
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\ - Su **vergencia ** $V$ (en oftalmología) que es *positiva$ V> 0 $*, <br> |
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con $V (\ delta) = \dfrac{1}{f '(m)}$ ($f'$ se expresa en m "metro" y $V$ en $\delta$" dioptría", entonces $\delta=m^{-1}$) <br>. |
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**Divergente** = **cóncava** = lente **negativa** |
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Fig. 2. Lentes divergentes. |
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* Caracterizada por: <br> |
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\ - **Distancia focal** (generalmente en cm) siempre> 0 *+* adjetivo "**divergente**" <br> |
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o<br> |
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\ - Su **distancia focal imagen** $f '$ (en *valor algebraico*, generalmente en cm), que es * negativa $f'<0$*. <Br> |
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o<br> |
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\ - Su **vergencia** $V$ (en oftalmología) que es *negativa $V<0$*,<br> |
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||||
con $V (\delta)=\dfrac{1}{f '(m)}$ ($f'$ se expresa en m "metro" y $V$ en $\delta$ "dioptría", entonces $\delta=m^{- 1}$).<br> |
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### Estudio analítico |
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(para lentes delgadas rodeadas de aire, gas o vacío) |
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##### relación de conjugación de la lente delgada |
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**$\dfrac{1}{\overline{OA'}}-\dfrac{1}{\overline{OA}}=V=-\dfrac{1}{\overline{OF}}=\dfrac{1}{\overline{OF'}}$** |
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##### Expresión del aumento transversal |
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**$M_{T-thinlens}=\dfrac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}$** |
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### Estudio gráfico |
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#### Representación de una lente delgada |
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* **eje óptico** = *eje de revolución* de la lente, *orientado* positivamente hacia la propagación de la luz (del objeto a la lente). |
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* **Representación de una lente delgada**: <br> <br> |
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\ - *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> |
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\ - **S = C = O**: vértice S = punto nodal C (= centro O de una lente delgada simétrica) $\Longrightarrow$ se usa el punto O.<br><br> |
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\ - *punto O*, intersección del segmento de línea con el eje óptico.<br><br> |
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\ - *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> |
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\ - *plano focal objeto (P)* y *plano focal imagen (P')*, planos perpendiculares al eje óptico, respectivamente en los puntos $F$ y $F'$. |
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Fig. 3. Representación de una lente delgada convergente : $\overline{OF}<0$ , $\overline{OF'}>0$ et $|\overline{OF}|=|\overline{OF'}|$. |
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<br> |
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Fig. 3. Representación de una lente delgada divergente : $\overline{OF}>0$ , $\overline{OF'}<0$ et $|\overline{OF}|=|\overline{OF'}|$. |
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#### Determinación de los puntos conjugados: |
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##### Lente delgada convergente |
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**Para animaciones geogebra**: <br> |
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\ - Construcción gráfica<br> |
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[Haga clic aquí para ver la animación](https://www.geogebra.org/material/iframe/id/zqwazusz)<br> |
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\ - Construcción gráfica y haces de luz<br> |
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[Haga clic aquí para ver la animación](https://www.geogebra.org/material/iframe/id/wkrw5qgm)<br> |
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\ - Construcción gráfica y aumento transversal <br> |
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[Haga clic aquí para ver la animación](https://www.geogebra.org/material/iframe/id/xwbwedft)<br> |
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* **Fuente puntual localizada entre ∞ y F** |
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* **Fuente puntual localizada entre F y O** |
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* **Punto objeto virtual** (se explicará a nivel cerros). |
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##### Lente delgada divergente |
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(para construir) |
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