Sebastián lazo Ortiz 4to B

CONCEPTO Las lentes más comunes están basadas en el distinto grado de refracción que experimentan los rayos de luz al incidir en puntos diferentes de la lente. Entre ellas están las utilizadas para corregir los problemas de visión en gafas, anteojos o lentillas. También se usan lentes, o combinaciones de lentes y espejos, en telescopios y microscopios. El primer telescopio astronómico fue construido por Galileo Galilei usando una lente convergente (lente positiva) como objetivo y otra divergente (lente negativa) como ocular. Existen también instrumentos capaces de hacer converger o divergir otros tipos de ondas electromagnéticas y a los que se les denomina también lentes. Por ejemplo, en los microscopios electrónicos las lentes son de carácter magnético.

En astrofísica es posible observar fenómenos de lentes gravitatorias, cuando la luz procedente de objetos muy lejanos pasa cerca de objetos masivos, y se curva en su trayectoria.

La palabra lente proviene del latín "lens, lentis" que

significa "lenteja" con lo que a las lentes ópticas se las

denomina así por parecido de forma con la legumbre.

En el siglo XIII empezaron a fabricarse pequeños

discos de vidrio que podían montarse sobre un marco.

Fueron las primeras gafas de libros o gafas de lectura.

Se suele denominar lentes artificiales a las construidas con materiales artificiales no homogéneos, de modo que su comportamiento exhibe índices de refracción menores que la unidad (conviene recordar que la velocidad de fase sí puede ser mayor que la velocidad de la luz en el vacío), con lo que, por ejemplo, se tienen lentes biconvexas divergentes. Nuevamente este tipo de lentes es útil en microondas y sólo últimamente se han descrito materiales con esta propiedad a frecuencias ópticas.

Las leyes

fundamentales de la

refracción son:

- El rayo refractado, el incidente y la normal

se encuentran en un mismo plano.

- El rayo refractado se acerca a la normal

cuando pasa de un medio en el que se

propaga a mayor velocidad a otro en el que

se propaga a menor velocidad. Por el

contrario, se aleja de la normal al pasar a

un medio en el que se propaga a mayor

velocidad.

La relación entre la velocidad de la luz en el

vacío y en un medio en el que pueda

propagarse se denomina índice de

refracción

Cambia de dirección cuando

pasa de un medio a otro (se

refracta).

La refracción de la luz es el cambio de

dirección que experimentan los rayos

luminosos al pasar de un medio a otro en el

que se propagan con distinta velocidad. Por

ejemplo, al pasar del aire al agua, la luz se

desvía, es decir, se refracta.

Se propaga en línea recta.La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor).Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.

a) Lentes convergentes o positivos

b) Lentes divergentes o negativos

Formación de imágenes a través de las lentes:

Las lentes con superficies de radios de curvatura pequeños tienen distancias focales cortas. Una lente con dos superficies convexas siempre refractará los rayos paralelos al eje óptico de forma que converjan en un foco situado en el lado de la lente opuesto al objeto. Una superficie de lente cóncava desvía los rayos incidentes paralelos al eje de forma divergente; a no ser que la segunda superficie sea convexa y tenga una curvatura mayor que la primera, los rayos divergen al salir de la lente, y parecen provenir de un punto situado en el mismo lado de la lente que el objeto. Estas lentes sólo forman imágenes virtuales, reducidas y no invertidas.

Si la distancia del objeto es mayor que la distancia focal, una lente convergente forma una imagen real e invertida. Si el objeto está lo bastante alejado, la imagen será más pequeña que el objeto. En ese caso, el observador estará utilizando la lente como una lupa o microscopio simple. El ángulo que forma en el ojo esta imagen virtual aumentada (es decir, su dimensión angular aparente) es mayor que el ángulo que formaría el objeto si se encontrara a la distancia normal de visión. La relación de estos dos ángulos es la potencia de aumento de la lente. Una lente con una distancia focal más corta crearía una imagen virtual que formaría un ángulo mayor, por lo que su potencia de aumento sería mayor. La potencia de aumento de un sistema óptico indica cuánto parece acercar el objeto al ojo, y es diferente del aumento lateral de una cámara o telescopio, por ejemplo, donde la relación entre las dimensiones reales de la imagen real y las del objeto aumenta según aumenta la distancia focal. La cantidad de luz que puede admitir una lente aumenta con su diámetro. Como la superficie que ocupa una imagen es proporcional al cuadrado de la distancia focal de la lente, la intensidad luminosa de la superficie de la imagen es directamente proporcional al diámetro de la lente e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia focal. Por ejemplo, la imagen producida por una lente de 3 cm de diámetro y una distancia focal de 20 cm sería cuatro veces menos luminosa que la formada por una lente del mismo diámetro con una distancia focal de 10 cm. La relación entre la distancia focal y el diámetro efectivo de una lente es su relación focal, llamada también número f. Su inversa se conoce como abertura relativa. Dos lentes con la misma abertura relativa tienen la misma luminosidad, independientemente de sus diámetros y distancias focales.

Fabricación de

Lentes:

La mayoría de las lentes están hechas de variedades especiales de vidrio de alta

calidad, conocidas como vidrios ópticos, libres de tensiones internas, burbujas y otras

imperfecciones. El proceso de fabricación de una lente a partir de un bloque de vidrio óptico

implica varias operaciones. El primer paso consiste en cerrar una lente en bruto a partir del

bloque de vidrio. Para ello se presiona el vidrio contra una delgada placa metálica circular que se

hace girar. El borde de la placa se carga con polvo de diamante. Después, se le da una primera

forma a la pieza en bruto prepulimentándola sobre una placa plana de hierro colado cubierta con

una mezcla de granos abrasivos y agua. Para formar la superficie redondeada de la lente se la

talla con herramientas cóncavas o convexas cargadas con abrasivos. La superficie de una lente

convexa se forma mediante una herramienta cóncava y viceversa. Generalmente se emplean

dos o más herramientas en este proceso de tallado, utilizando grados de abrasivo cada vez más

finos. El último proceso de acabado de la superficie de la lente es el pulido, que se realiza

mediante una herramienta de hierro cubierta de brea y bañada con mordiente rojo y agua. Tras

el pulido, la lente se 'remata' rectificando el borde hasta que el centro físico coincida con su

centro óptico (el centro óptico es un punto tal que cualquier rayo luminoso que pasa por él no

sufre desviación). Durante este proceso se coloca la lente en el bastidor de un torno, de forma

que su centro óptico se encuentre en el eje de giro, y se rectifican los bordes con una tira de

latón cargada con abrasivo.

Historia

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.

Clasificación de las Lentes Convergentes y Divergentes

Las lentes convergentes tienen el espesor de su parte media mayor que el de su parte marginal.

I. Biconvexa o convergente.

II. Plano convexa.

III. Menisco convexa o convergente.

IV. Bicóncava.

V. Plano cóncava.

VI. Menisco cóncava o divergente.

Elementos de una

Lente

a) Centro Óptico, donde todo rayo que pasa por él, no sufre

desviación.

b) Eje Principal, es la recta que pasa por el centro óptico.

c) Foco Principal, punto en donde pasan los rayos que son

paralelos.

d) Eje Secundario, es la recta que pasa por los centros de

curvatura.

e) Radios de Curvatura(R1,R2):Son los radios de las esferas

que originan la lente.

f) Centros de Curvatura(C1,C2):Son los centros de las

esferas que originan la lente. F) LENTECITOS

1º. Rayo paralelo al eje principal se refracta y pasa por el foco.

2º. El rayo que pasa por el foco principal se refracta y sigue paralelo al eje principal.

3º. Todo rayo que pase por el centro óptico no sufre desviación.

Para estudiar la formación de imágenes por lentes, es necesario mencionar algunas de las características que permiten describir de forma sencilla la marcha de los rayos.

Plano óptico. Es el plano central de la lente.

Centro óptico O. Es el centro geométrico de la lente. Tiene la propiedad de que todo rayo que pasa por él no sufre desviación alguna.

Eje principal. Es la recta que pasa por el centro óptico y es perpendicular al plano óptico.

Focos principales F y F' (foco objeto y foco imagen, respectivamente). Son un par de puntos, correspondientes uno a cada superficie, en donde se cruzan los rayos (o sus prolongaciones) que inciden sobre la lente paralelamente al eje principal.

Distancia focal f. Es la distancia entre el centro óptico O y el foco F.

Lentes convergentes. Para proceder a la construcción de imágenes debidas a lentes convergentes, se deben tener presente las siguientes reglas:

Cuando un rayo incide sobre la lente paralelamente al eje, el rayo emergente pasa por el foco imagen F'. Inversamente, cuando un rayo incidente pasa por el foco objeto F, el rayo emergente discurre paralelamente al eje. Finalmente, cualquier rayo que se dirija a la lente pasando por el centro óptico se refracta sin sufrir ninguna desviación.

Lente convergenteCuando se aplican estas reglas sencillas para determinar la imagen de un objeto por una lente convergente, se obtienen los siguientes resultados:

- Si el objeto está situado respecto del plano óptico a una, la imagen es real, invertida y de menor tamaño.

- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico igual a 2f, la imagen es real, invertida y de igual tamaño.

- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico comprendida entre 2f y f, la imagen es real, invertida y de mayor tamaño.

- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico inferior a f, la imagen es virtual, directa y de mayor tamaño.