1) El ojo humano tiene forma esférica y está compuesto por la córnea, cristalino, humor acuoso y vítreo, retina y nervio óptico. 2) La córnea y el cristalino actúan como lentes que enfocan la luz en la retina. 3) Existen defectos comunes de la vista como la miopía, hipermetropía, astigmatismo y presbicia, que pueden corregirse mediante el uso de lentes.

1. Ojo humano y los lentes en función de la óptica
El ojo humano
El ojo humano tiene forma aproximadamente esférica, de unos 25 mm de diámetro.
Está limitado por la esclerótica, una membrana blanca, opaca y resistente. La parte
anterior de la esclerótica es la cornea. Es la parte frontal y transparente de la
esclerótica (el blanco de los ojos),.. Actúa como una lente convexa que dirige hacia
el eje óptico los rayos que inciden en ella. Está ligeramente achatada (tiene mayor
curvatura) y por ello casi no presenta aberración esférica. El índice de refracción
de la cornea es de 1,37, similar al del agua. Una segunda membrana, la coroides
recubre la parte interior del ojo excepto la cornea. Su función es absorber parte
de la luz que entra en el ojo. Detrás de la cornea se encuentra un líquido
transparente el humor acuoso, una disolución acuosa de cloruro de sodio (n = 1,34),
similar al del agua. El humor acuoso es retenido por el cristalino, un cuerpo elástico,
transparente y de aspecto gelatinoso que se comporta como una lente biconvexa. La
lente está constituida por 22000 láminas transparentes. Su índice de refracción no
es homogéneo (desde 1,38 en la periferia hasta 1,4 en el núcleo).Su elasticidad le
permite cambiar de forma, lo que permite la adaptación de la vista para un enfoque
adecuado. El cristalino está sujeto por sus extremos al globo ocular mediante los
músculos ciliares, que según la presión que ejercen hacen que el cristalino se
abombe más o menos variando su radio de curvatura y por tanto su distancia focal;
es decir el cristalino es una lente convergente de distancia focal variable.

2. Detrás del cristalino, y rellenando todo el espacio del globo ocular, se encuentra el
humor vítreo, líquido de aspecto gelatinoso con índice de refracción similar al del
humor acuoso.
La luz entra en el ojo por la pupila, abertura de diámetro variable a través de la
cual observamos la retina, de color rojo(Esta es la razón por la que en algunas fotos
con flash se observan rojos los ojos).Se encuentra en el centro del iris, diafragma
cuya abertura (la pupila) regula el paso de la luz. Está constituido por músculos
radiales y circulares y a él se debe el color de los ojos.
En el fondo del globo ocular, la coroides está sustituida por un tapizado de células
nerviosas, sensibles a la luz que es la retina, destinada a recoger la imagen. Se
trata de una finísima capa de 0,5 mm construida por 125 millones de células
receptoras conocidas como conos y bastoncillos. Los conos son los responsables de
la visión del color o cromática, la cual solo se da en las personas y en los primates.
Los conos requieren altos niveles de iluminación en comparación con los bastones.
En la visión nocturna solo actúan los bastones y nuestra visión es en tonos grises.
La zona dónde se concentra un mayor número de conos es la fovea, o mancha
amarilla o depresión de la mácula, situada sobre el eje óptico. En esta región no hay
bastoncillos. Tampoco hay células receptoras en el punto de conexión del nervio
óptico que se llama punto ciego.
Acomodación del cristalino
Consiste en la variación de la potencia de éste para formar imágenes en la retina a
diferentes distancias.
Los rayos de luz atraviesan la córnea y penetran en el interior del ojo por la pupila.
El cristalino, alterando su espesor y forma, modifica su distancia focal para
enfocar los rayos exteriores sobre la superficie de la retina, al mismo tiempo que la
pupila se abre o cierra dependiendo de la luminosidad. Esta variación se denomina
acomodación y es un proceso involuntario que realizan los músculos ciliares. Tiene
límites:
El punto próximo, punto más cercano al ojo que puede verse con nitidez, varía
de unas personas a otras y con la edad, para un adulto es de unos 25 cm, para
un niño de 10 años de unos 7 cm y a partir de los 45 años aproximadamente
se va alejando.
El punto remoto, que para un ojo normal está en el infinito.
Una persona tiene vista normal, o emétrope, cuando puede ver claramente los
objetos que se encuentran desde el infinito hasta ese punto próximo.

3. Defectos comunes de vista
Miopía - a: sin corrección; b: con corrección por lente divergente.
Miopía. Se debe a una deformación por alargamiento del globo ocular. El ojo
miope enfoca correctamente en la retina los objetos cercanos. Sin embargo,
el punto focal correspondiente a la visión lejana se forma delante de la
retina. La consecuencia es una visión borrosa de los objetos alejados. Se
corrige con el uso de lentes divergentes.
Hipermetropía - a: sin corrección; b: con corrección por lente convergente.
Hipermetropía. Es la alteración opuesta a la miopía. El segundo punto focal
del ojo se encuentra detrás de la retina. El ojo hipermétrope ve bien de lejos
(debe acomodarse) pero mal de cerca. Se corrige con el uso de lentes
convergentes.
Astigmatismo. Se debe a irregularidades en la curvatura de la cornea, de tal
manera que de un objeto se pueden obtener imágenes parciales situadas en
planos diferentes. Se pone de manifiesto porque dificulta la visión clara y
simultánea de dos rectas perpendiculares, de los radios de una bicicleta. Se
corrige con lentes cilíndricas (se obtienen cortando un cilindro por un plano
paralelo al eje).
Aumento de la distancia del punto próximo de una persona con presbicia y su
corrección con una lente convergente.
Vista cansada o prebiscia. Es la reducción de la capacidad de acomodación
debida

4. a la fatiga de los músculos ciliares o a la perdida de flexibilidad del Cristalino. El
punto remoto no varía pero el punto próximo se aleja. Estas personas ven bien
excepto cuando miran de cerca. Suele aparecer a los 40-50 años. Esta falta de
convergencia del ojo se corrige con lentes convergentes. En el mercado hay varias
alternativas: lentes de vista próxima, de reducido tamaño, que permiten mirar a lo
lejos por encima de ellas y por ellas para objetos próximos, por ejemplo para leer.
Gafas bifocales o cristales progresivos que pueden considerarse como un conjunto
de diversas lentes de diferente potencia, la cual varía gradualmente según la
corrección que se precise y de si la visión es cercana o lejana.
Cataratas. Consiste en la perdida de transparencia del cristalino, lo que
dificulta gravemente la visión. Suele aparecer con la edad. La padecen el 50%
de las personas entre 65 y 75 años y más del 70% de los mayores de 75 años.
Suele afectar a los dos ojos pero no a la vez. No hay posibilidad de
corrección de las cataratas, salvo la cirugía (se sustituye el cristalino por
otro sintético) la cual ha avanzado notablemente en los últimos tiempos de
forma que la intervención se realiza sin ingreso hospitalario (o muy reducido).
A veces se aprovecha la sustitución del cristalino para, a la vez que eliminan
el problema de las cataratas solucionar otros defectos referidos al
cristalino, como la miopía.
Daltonismo. Es un defecto de la vista que impide distinguir ciertos colores;
generalmente quienes lo padecen confunden el rojo y el verde. Está asociado
a deficiencias o ausencias de conos en la retina.
Lo presentan el 8% de los hombres y el 0,4% de las mujeres. Casi siempre es
hereditario y va ligado al sexo. El gen portador de ese carácter se encuentra en el
cromosoma X; en el hombre (XY) el daltonismo se manifestará si el cromosoma X
contiene el gen anormal; en la mujer si los dos cromosomas X lo contienen. No
obstante, las mujeres que son hijas de un hombre daltónico transmitirán el defecto
a la mitad de sus hijos, es decir, el defecto salta generaciones y se puede
presentar en los hombres de cada segunda generación.
Los lentes
Clasificación de las lentes
a) Lentes convergentes o positivos
b) Lentes divergentes o negativos

5. 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 de corazones 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

6. 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.
Caracterización de las Lentes:
Las características ópticas de las lentes sencillas (únicas) o compuestas (sistemas
de lentes que contienen dos o más elementos individuales) vienen determinadas por
dos factores: la distancia focal de la lente y la relación entre la distancia focal y el
diámetro de la lente. La distancia focal de una lente es la distancia del centro de la
lente a la imagen que forma de un objeto situado a distancia infinita. La distancia
focal se mide de dos formas: en unidades de longitud normales, como por ejemplo
20 cm o 1 m, o en unidades llamadas dioptrías, que corresponden al inverso de la
distancia focal medida en metros. Por ejemplo, una lente de 1 dioptría tiene una
distancia focal de 1 m, y una de 2 dioptrías tiene una distancia focal de 0,5 m. La
relación entre la distancia focal y el diámetro de una lente determina su capacidad
para recoger luz, o "luminosidad". Esta relación se conoce como número f, y su
inversa es la abertura relativa.
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

7. 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.
Tipos de Lentes
Clasificación de las Lentes Convergentes y Divergentes
Las lentes convergentes tienen el espesor de su parte media mayor que el de su
parte marginal.
Biconvexa o convergente.
Plano convexo.
Menisco convexa o convergente.
Bicóncava.
Plano cóncava.
Menisco cóncava o divergente.
Elementos de una Lente
 Centro Óptico, donde todo rayo que pasa por él, no sufre
desviación.
 Eje Principal, es la recta que pasa por el centro óptico.
 Foco Principal, punto en donde pasan los rayos que son paralelos.
 Eje Secundario, es la recta que pasa por los centros de
curvatura.
 Radios de Curvatura(R1,R2):Son los radios de las esferas que
originan la lente.
 Centros de Curvatura(C1,C2):Son los centros de las esferas que
originan la lente. F) LENTECITOS
Rayos notables en las lentes convergentes
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.

8. Formación de Imágenes en las Lentes
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 convergente
Cuando 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.

9. Lentes divergentes.
La construcción de imágenes formadas por lentes divergentes se lleva a cabo de
forma semejante, teniendo en cuenta que cuando un rayo incide sobre la lente
paralelamente al eje, es la prolongación del rayo emergente la que pasa por el foco
objeto F. Asimismo, cuando un rayo incidente se dirige hacia el foco imagen F' de
modo que su prolongación pase por él, el rayo emergente discurre paralelamente al
eje. Finalmente y al igual que sucede en las lentes convergentes, cualquier rayo que
se dirija a la lente pasando por el centro óptico se refracta sin sufrir desviación.
Aunque para lentes divergentes se tiene siempre que la imagen resultante es
virtual, directa y de menor tamaño, la aplicación de estas reglas permite obtener
fácilmente la imagen de un objeto situado a cualquier distancia de la lente.
Construcción gráfica de imágenes en las lentes convergentes
¤ Imágenes reales, son aquellas capaces de ser recibidas sobre una pantalla ubicada
en tal forma de que entre ella y el objeto quede la lente.
¤ Imagen virtual, está dada por la prolongación de los rayos refractados, no se
puede recibir la imagen en una pantalla.
1º. El objeto está a una distancia doble de la distancia focal. La imagen obtenida es:
real, invertida, de igual tamaño, y también a distancia doble de la focal.
2º. El objeto está a distancia mayor que el doble de la distancia focal. Resulta una
imagen: real invertida, menor, formada a distancia menor que el objeto.
3º. El objeto está entre el foco y el doble de la distancia focal. La imagen obtenida
es: real invertida, mayor, y se forma a mayor distancia que el doble de la focal.
4º. El objeto está entre el foco y el centro óptico. Se obtiene una imagen: virtual,
mayor, derecha, formada del lado donde se coloca el objeto.
5º. El objeto está en el foco principal, no se obtiene ninguna imagen.
Lentes convergentes
En los lentes convergentes las imágenes pueden ser reales o virtuales.
Lentes divergentes
En las lentes divergentes las imágenes siempre resultan virtuales, de igual sentido y
situados entre la lente y el objeto.

10. Potencia de una Lente. Dioptrías.
La potencia de una lente es la inversa de su distancia focal, y la unidad de medida
es la dioptría.
Aplicaciones
Las lentes de contacto o las lentes de las gafas o anteojos corrigen defectos
visuales. También se utilizan lentes en la cámara fotográfica, el microscopio, el
telescopio y otros instrumentos ópticos. Otros sistemas pueden emplearse
eficazmente como lentes en otras regiones del espectro electromagnético, como
ocurre con las lentes magnéticas usadas en los microscopios electrónicos. (En lo
relativo al diseño y uso de las lentes. En lo relativo a la lente del ojo).