1. INSTITUCIÓN EDUCATIVA “JULIO CÉSAR GARCIA” ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL PROFESOR: EDUARDO JAIME VANEGAS LONDOÑO ÓPTICA GEOMÉTRICA SISTEMAS DE LENTES DELGADAS

2. FORMACIÓN DE IMAGEN. LENTE CONVERGENTE ECUACIÓN DE GAUSS Aumento lateral (Si f ’ en metros, P en dioptrías) Potencia lente F F’ f ’ f s s’ y y’

3. TRAYECTORIA DE UN RAYO. LENTE CONVERGENTE Todos los rayos paralelos que inciden sobre una lente convergente con un mismo ángulo, se refractan de manera que concurren en el mismo punto del plano focal imagen. F F’ f ’ f Plano focal imagen Rayo incidente Rayo auxiliar Pasa por el centro y no se desvía

4. FORMACIÓN DE IMAGEN. LENTE DIVERGENTE ECUACIÓN DE GAUSS Aumento lateral (Si f ’ en metros, P en dioptrías) Potencia lente s s’ F’ F f f ’ y’ y

5. TRAYECTORIA DE UN RAYO. LENTE DIVERGENTE Todos los rayos paralelos que inciden sobre una lente divergente con un mismo ángulo, se refractan de manera que sus prolongaciones concurren en el mismo punto del plano focal imagen. f f ’ Plano focal imagen Rayo incidente F’ F Rayo auxiliar Pasa por el centro y no se desvía

6. TELESCOPIO DE GALILEO. AUMENTO ANGULAR Sistema telescópico: el foco imagen de la primera lente coincide con el foco objeto de la segunda Aumento angular:  ’ h’ x h  f 2 ’ F 2 ’ f 1 ’ f 2 ’ F 1 F 1 ’ F 2 F 2 ’  h  ’

7. TELESCOPIO DE GALILEO. AUMENTO ANGULAR (2)  ’ h’ x h  f 2 ’ F 2 ’

8. TELESCOPIO DE GALILEO. AUMENTO ANGULAR (3) Zona paraxial Aumento angular:

9. TELESCOPIO DE GALILEO. AUMENTO ANGULAR (4) Ejemplo. Un telescopio de Galileo está formado por dos lentes delgadas, la primera convergente de focal cm (objetivo), y la segunda divergente, de focal cm (ocular). El conjunto se monta de forma que el foco imagen del objetivo coincida con el foco objeto del ocular. Este instrumento se usa para observar un edificio distante 5 km, que se ve con un ángulo de 3.82º a traves del telescopio. ¿Cuál es su altura? y L = 5 km rad m rad

10. PROBLEMAS ÓPTICA GEOMÉTRICA. EJEMPLOS. Lente L1 Imagen de L1 : se encontrará a 70-49 = 29 cm a la derecha de L2, es decir Lente L2 1. Un sistema óptico consta de una lente convergente L1 y 41 cm a su derecha hay una lente divergente L2. Calcular la imagen de un objeto situado a 32 cm a la izquierda de la lente convergente, así como el aumento lateral del sistema. Distancias focales de las lentes:

11. Aumento lateral PROBLEMAS ÓPTICA GEOMÉTRICA. EJEMPLOS (Continuación). Imagen real, invertida y de mayor tamaño que el objeto. (Hágase la construcción gráfica correspondiente sobre papel milimetrado)

12. PROBLEMAS ÓPTICA GEOMÉTRICA. EJEMPLOS (Continuación). h h’ x L1 L2   ’

13. PROBLEMAS ÓPTICA GEOMÉTRICA. EJEMPLOS (Continuación). Teniendo en cuenta que para ángulos pequeños el seno tiene al ángulo, el aumento angular (cociente de ángulo de salida  ’ y ángulo de entrada  es:

14. PROBLEMAS ÓPTICA GEOMÉTRICA. EJEMPLOS (Continuación). b) R 2  2  ’ L

15. ACOMODACIÓN: Variación de la potencia del cristalino Fuente: http:// retina.umh.es/Webvision/spanish/anatomia.html EL OJO HUMANO Ojo emétrope (visión normal)

16. DEFECTOS VISUALES: MIOPÍA e HIPERMETROPÍA Corrección: lente divergente Corrección: lente convergente Ojo emétrope (visión normal) Ojo miope (imagen formada delante de la retina) Ojo hipermétrope (imagen formada detrás de la retina)

17. DEFECTOS VISUALES: ASTIGMATISMO - Astigmatismo simple: es el que aparece en un solo eje. -Astigmatismo compuesto: es aquel que además de afectar a un eje se asocia a miopía o hipermetropía. -Astigmatismo mixto: cuando un eje se enfoca delante de la retina (miópico) y otro detrás de la retina (hipermetrópico). El astigmatismo aparece como consecuencia de una curvatura desigual de la córnea . Si se pasan dos planos que contengan al eje óptico a través del ojo, la potencia es diferente en uno y en otro. El resultado es que las imágenes verticales y horizontales se enfocan en distintos puntos, y esto origina una distorsión de las mismas. Por ejemplo, las columnas de un tablero de ajedrez se ven bien, y las filas se ven borrosas o distorsionadas. Fuente: www.cristaloptica.com/astigmatismo.htm Corrección: lente cilíndrica

18. ABERRACIONES ÓPTICAS. ABERRACIONES MONOCROMÁTICAS Conservando los DOS primeros términos del desarrollo en serie: Teoría de tercer orden Teoría paraxial Cinco aberraciones primarias (aberraciones de Seidel) Aberración esférica Coma Astigmatismo Curvatura de campo Distorsión

19. ABERRACIÓN ESFÉRICA Foco paraxial

20. COMA Se originan por el hecho de que las superficies principales sólo son planos en la zona paraxial, y esto deforma las imágenes de objetos apartados del eje óptico del sistema. “ Plano” principal

21. CURVATURA DE CAMPO Aún en ausencia de otras aberraciones anteriores, la imagen de un objeto plano normal al eje será un objeto plano sólo en la zona paraxial.

22. DISTORSIÓN Aparece cuando el aumento lateral m es una función de la distancia al eje de los puntos objeto Distorsión en cojín: Aumento en el eje óptico menor que el aumento fuera del eje Distorsión en barril: Aumento en el eje óptico mayor que el aumento fuera del eje