Lentes delgadas (aprox. paraxial + delgadas)

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1 Lentes delgadas (aprox. paraxial + delgadas) Formación de imágenes con lentes CONVERGENTES O POSITIVAS Objeto más allá del foco: Imagen REAL, INVERTIDA Objeto más cerca del foco: Imagen VIRTUAL, DERECHA, AUMENTADA Objeto en el foco: NO SE FORMA IMAGEN (en el infinito)

2 Lentes delgadas (aprox. paraxial + delgadas) Formación de imágenes con lentes DIVERGENTES O NEGATIVAS Siempre que el objeto sea real Imagen VIRTUAL, DERECHA, REDUCIDA

3 Aberraciones Aberración: cuando todos los rayos de un objeto puntual no son enfocados en un sólo punto imagen Bibliografía: Tipler

4 1- Aberración esférica Los rayos lejos del eje óptico son desviados mucho más que los que se encuentran cerca (región paraxial), no todos los rayos son enfocados en el mismo punto. lentes esféricas espejo esférico corrección espejo parabólico

5 1- Aberración esférica: ejemplos

6 2- Aberración cromática Ocurre solo en lentes, donde el índice de refracción depende de la longitud de onda. La distancia focal depende del índice de refracción y por lo tanto de la longitud de onda. Esto se corrige usando una combinación de lentes.

7 Instrumentos Ópticos

8 1- El Ojo La luz entra a través de una apertura variable: la pupila. El iris regula la entrada de luz que controla el tamaño de la pupila. Índice de refracción del humor acuoso y vítreo 1.336, para el cristalino Pupila Músculo ciliar cristalino Nervio óptico La luz converge por la cornea y el cristalino, para formar una imagen real en la retina.! La retina transmite la información a lo largo del nervio óptico al cerebro.! El cristalino puede alterarse levente por el músculo ciliar, variando la longitud focal.!

9 1- El Ojo Proceso de acomodación: Músculo ciliar Cuando el ojo enfoca un objeto muy lejano, el músculo se relaja adquiere su longitud focal máxima 2.5 cm, que es la distancia entre la cornea y la retina! Pupila cristalino Nervio óptico Cuando el objeto se encuentra cercano al ojo, el músculo ciliar se tensa aumentando la curvatura de la lente, disminuyendo la longitud focal, para enfocar nuevamente.! Objeto muy cercano al ojo, el cristalino no puede enfocar la luz en la retina y la imagen se ve borrosa.! Punto próximo: d! 0 distancia mínima de enfoque. 7 cm a los 10 años 200 cm a los 60 años. (presbicia)!

10 1.1- Defectos oculares: Hipermetropía La imagen se forma detrás de la retina. Tiene problemas para ver objetos cercanos. Es corregida usando lentes convergentes. defecto corrección

11 1.2- Defectos oculares: Miopía Enfoca objetos lejanos frente a la retina. Puede ver claramente objetos cercanos, pero tiene problemas para ver objetos distantes. Es corregida usando lentes divergentes. defecto corrección

12 1.3- Defectos oculares: Astigmatismo La cornea no es esférica tiene un plano con diferente curvatura. Refracción diferente entre dos meridianos oculares. Se corrige con lentes que son combinación de esféricas y cilíndricas. No puede ver enfocadas todas las líneas al mismo tiempo!

13 1.3- Formación de la imagen

14 Ejemplo. Suponga que el punto próximo del ojo es 75 cm. Qué potencia deberán tener unos lentes de lectura para acercar el punto próximo a 25cm? Existe hipermetropía, un libro deberá situarse a 75cm para que la letra quede enfocada en la retina. Una lente convergente permite que el libro se acerque al ojo de modo que la imagen resulte mayor.! Una lente convergente forma una imagen virtual y derecha cuando el objeto está entre la lente y el punto focal.!

15 Ejemplo. Suponga que el punto próximo del ojo es 75 cm. Qué potencia deberán tener unos lentes de lectura para acercar el punto próximo a 25cm?

16 2- la Lupa o microscopio simple

17 2- la Lupa o microscopio simple El tamaño de un objeto está determinado por el tamaño de su imagen en la retina. Este tamaño depende del ángulo que subtiende el objeto en el ojo: tamaño angular! d 0 d 0 ( á n g u l o s pequeños) Punto próximo:!d 0 (aprox. 25 cm) Agregamos una lente convergente (lupa) y el objeto en el foco. Los rayos salen paralelos de la lente, la imagen en el infinito. El ojo enfoca, relajado, en la retina!! No es igual al aumento lateral!! Aumento angular de la lupa! d 0

18 3- Microscopio compuesto

19 3- Microscopio compuesto Usado para ver objetos pequeños a distancias cortas.! Formado por dos lentes convergentes.! Objetivo! Ocular! Objeto: ubicado inmediatamente después del foco del objetivo. Objetivo: forma una imagen real del objeto. Esta imagen está aumentada y es invertida. Ocular: se utiliza como una lupa para observar la imagen formada por el objetivo. Se coloca tal que la imagen del objetivo cae en el foco del ocular, los rayos llegan paralelos al ojo y este relajado enfoca en la retina. Imagen final Invertida. Longitud de Tubo: L, distancia entre los focos de las lentes (alrededor de 16 cm).

20 3- Microscopio compuesto Objetivo! Ocular! A partir del rayo que sale paralelo al eje óptico. tan = y f 0 = y0 L Punto próximo:!d 0 (aprox. 25 cm) La ampliación del objetivo (lateral) M e = d 0 f e La ampliación del ocular es la de la lupa (angular) Poder amplificador o aumento angular del Microscopio! M = m o M e = L f o d 0 f e

21

22 4- Telescopio

23 4- Telescopio (refractor) Usado para ver objetos muy grandes lejanos.! Formado por dos lentes convergentes (lupa) y objeto en el infinito. La imagen del objetivo se forma en su plano focal.! El objetivo no necesita ampliar la imagen sino acercarla para que pueda observarse mediante el ocular.! Objetivo! Ocular!

24 4- Telescopio Objetivo! Ocular! tan e = y0 f e e Aumento angular o poder amplificador del Telescopio! (signo - imagen final invertida)! Se consigue una gran amplificación con un objetivo de gran distancia focal y un ocular de distancia focal pequeña. Por eso los telescopios son largos.

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