Presentación para fines educativos referentes a la óptica

1. LENTES Y ESPEJOS
Rivera Rojas Rodrigo Roldán
Física IV
Jaime Rivera

2. ¿Qué es un espejo?
Por definición, espejo es
el nombre que recibe
toda superficie o lamina
de cristal azogado por la
parte posterior, o de
metal bruñido, para que
se reflejen en ella los
objetos. Por extensión se
denomina “espejo” a
toda superficie que
produce reflexión de los
objetos, por ej. : la
superficie del agua.

3. Clasificación de los espejos
Espejos planos
Un espejo plano es una superficie plana muy pulimentada que puede
reflejar la luz que le llega con una capacidad reflectora de la intensidad de
la luz incidente del 95% (o superior).
La imagen producida por un espejo plano es virtual, ya que no la podemos
proyectar sobre una pantalla, tiene el mismo tamaño que el objeto y se
encuentra a la misma distancia del espejo que el objeto reflejado.

4. Espejos esféricos
Un espejo esférico esta formado por una superficie pulida correspondiente a un
casquete esférico.
Los espejos esféricos pueden clasificarse en cóncavos o convexos; son cóncavos,
aquellos que tienen pulimentada la superficie interior y son convexos los que tienen
pulimentada la parte exterior.
Elementos de los espejos esféricos:
Centro de curvatura: Es el centro de la esfera a la que pertenece el casquete.
Radio de curvatura: Es el radio de la esfera a la cual pertenece el espejo.
Vértice del espejo: Es el polo del casquete esférico al que pertenece el espejo.
Eje principal: Es la recta que pasa por el vértice y el centro de curvatura
Eje secundario: Cada una de las rectas que pasa por el centro de curvatura.
Abertura (o ángulo) del espejo: Es el ángulo formado por los ejes secundarios que
pasan por el borde del espejo.
La trayectoria de los rayos y los focos:
* Todos los rayos paralelos al eje principal se reflejan pasando por el foco (ubicado
sobre el eje principal).
* Cualquier rayo que pase por el foco principal se refleja paralelo al eje principal

5. Espejos Cóncavos
Los espejos cóncavos son curvados
hacia adentro y amplían las
imágenes en forma virtual. Esta
ampliación ocurre porque el centro
de la curvatura en el espejo siempre
está alejada de los rayos de luz
incidente, como consecuencia, se
crea una reflexión siempre más
grande que el verdadero punto
focal.
Este espejo absorbe la luz que cae
en la curvatura creada por la
protuberancia hacia el interior del
mismo. Esto hace que la luz se
reoriente a una longitud focal fija,
la luz se recoge a diferentes
ángulos.
Las imágenes que se reflejan tienen
un tamaño amplificado

6. Espejos convexos
El espejo convexo es una porción de una
esfera con la parte reflexiva en su
exterior. En los espejos convexos el foco
es virtual. Está situado a la derecha del
centro del espejo y contiene una
distancia focal positiva. Los rayos
reflejados divergen y solo sus
prolongaciones se cortan en un punto
sobre el eje principal.
Podemos verlos en las puertas de garajes
o playas de estacionamiento, en autos y
motos se instalan como espejos
retrovisores porque aún a costa de
“achicar” las imágenes, amplían el
campo de observación, también en los
colectivos para observar el descenso de
pasajeros por la puerta trasera, etc.

7. Imágenes
(Real y Virtual)
Imagen real: Es la imagen formada
en un sistema óptico mediante
intersección en un punto de los
rayos convergentes procedentes del
objeto puntual después de atravesar
el sistema.
Imagen virtual: Es la imagen
formada mediante intersección en un
punto de las prolongaciones de los
rayos divergentes formados después de
atravesar el sistema óptico.

8. Formación de las imágenes en los espejos
cóncavos
1º) Si el objeto se encuentra
entre el centro de curvatura
y el infinito, la imagen que
se formará será real, de
menor tamaño, invertida y
ubicada entre el centro de
curvatura y el foco.

9. 2º)Si el objeto se encuentra
sobre el centro de curvatura,
la imagen que se formará será
real, de igual tamaño,
invertida y ubicada sobre el
centro de curvatura.

10. 3º) Si el objeto se encuentra
entre el centro de curvatura y
el foco, la imagen que se
formará será real, de mayor
tamaño, invertida y ubicada
entre el centro de curvatura y
el infinito.

11. 4º) Si el objeto se encuentra
sobre el foco, no se formará
imagen
5º) Si el objeto se encuentra
entre el foco y el espejo, la
imagen que se formará será
virtual y de mayor tamaño.

12. Formación de las imágenes en los espejos
convexos
Se produce una situación en la que la imagen es virtual, derecha y más
pequeña que el objeto. La distancia del objeto al espejo es mayor que la
de la imagen al espejo.

13. LENTES
Las lentes son medios que dejan pasar la luz y están limitadas por dos
superficies, siendo curva al menos una de ellas, en el proceso los rayos de
luz se refractan de acuerdo a la ley de la refracción.
Se clasifican en:
Convergentes (biconvexa, planoconvexa, menisco convergente).-
Son más gruesas en el centro que en los extremos. La luz que atraviesa
una lente convergente se desvía hacia dentro (refractan los rayos paralelos
hacia un punto llamado foco, o sea convergen en el foco) y producen
imágenes reales.
Divergentes (bicóncava, planocóncava, menisco divergente).- Están
curvadas hacia dentro. La luz que atraviesa una lente cóncava se desvía
hacia fuera (refractan los rayos de luz paralelos en dirección del primer
foco) y sólo producen imágenes virtuales.

14. Lentes convergentes
Biconvexa.- Son más gruesas por el centro y reúnen los rayos que atraviesan la lente.
La imagen de los objetos situados dentro de su distancia focal es ampliada actuando
como una lupa.
Planoconvexa.- Denota una lente con una superficie plana en una cara y una
superficie esférica y convexa en la
otra cara. Se crea con su primera superficie centrada sobre el origen y la segunda
superficie posicionada debajo del eje x.
Menisco convergente.- La lente tiene una cara convexa y otra cóncava.
Los parámetros característicos de la Lente Menisco convergente son:
- Distancia focal.
- Abertura de la lente.
- Grosor de la lente.

15. Lentes divergentes
Bicóncavas.- Las lentes bicóncavas son más delgadas en el centro y pertenecen al
grupo de lentes divergentes. Tienen la propiedad de alejar los rayos que llegan a
ellas por lo que la imagen que da es más pequeña y a la vez más próxima.
Planocóncavas.- Éstas son lentes tienen una superficie plana y una superficie
cóncava. Tienen una longitud focal negativa y se utilizan divergir luz entrante, o
aumentar longitud focal en un sistema óptico existente.
Menisco divergentes.- Tipo de lente que tiene una cara cóncava y otra convexa.

16. Dioptría
La dioptría es la unidad de potencia óptica de una lente o de un sistema óptico
cualquiera. Equivale al inverso de la distancia focal, expresada en metros, de
una lente convergente o divergente.
Se llama potencia de una lente a la inversa de la distancia focal. Por ejemplo,
una lente de distancia focal 1 m tiene una potencia de 1 dioptría y una lente de
distancia focal 0,5 m tiene una potencia de 2 dioptrías. La potencia de una
lente convexa es positiva y la potencia de una lente cóncava es negativa.
Cuando se sitúan dos lentes en contacto una con otra, la potencia del conjunto
es la suma de las potencias de cada lente. Así, al utilizar potencias en lugar de
distancias focales se evitan muchos cálculos con fracciones. Por ejemplo
cuando un óptico coloca frente a un ojo una lente de 3 dioptrías y una de 0,5
dioptrías, en contacto la una con la otra, sabe que dicha combinación equivale
a una lente de 3,5 dioptrías.

17. Cálculo de dioptrías

18. Percepción de la luz en el ojo humano
La luz entra a través de la córnea, luego a través del humor acuoso, pasa por el
cristalino (lente), humor vítreo y forma imagen invertida en la retina. El músculo
ciliar ajusta la curvatura del cristalino para que la imagen se forme en la retina (ni
delante ni detrás). Si no es así tendremos la miopía (imagen antes de la retina) y la
hipermetropía (detrás). La retina tiene un espesor inferior a 1mm. La luz pasa a
través del humor vítreo, el tejido retinal y la detectan los conos y bastones.
Los conos y bastones forman sinapsis con las células bipolares, éstas con las
ganglionares y de aquí al cerebro. Los bastones detectan luz mucho más débil, los
conos trabajan a diferentes longitudes de onda.
Los bastones detectan luz mucho
más débil, los conos trabajan a
diferentes longitudes de onda. El
campo visual izquierdo va al lado
derecho y el derecho al izquierdo.
Dos imágenes retinianas del mismo
del mismo punto van a la misma
región del cerebro y su disparidad
produce la visión estereoscópica.

19. Lupa
Una lupa es una lente convexa grande empleada para examinar objetos
pequeños. La lente desvía la luz incidente de modo que se forma una imagen
virtual ampliada del objeto.
La imagen se llama virtual porque los rayos que parecen venir de ella no pasan
realmente por ella. Una imagen virtual no se puede proyectar en una pantalla.
Cuando el objeto se coloca entre el foco y la lente se forma una imagen
derecha, virtual agrandada del mismo lado del objeto y entre el centro de
curvatura y el infinito.

20. Telescopio
En una lente la luz desvía su trayectoria al pasar a través de ella. En los
espejos la luz también cambia de dirección pero, esta vez, reflejándose
según un determinado ángulo, a la distancia entre el centro de la lente
objetivo y su foco se le llama longitud focal.
El componente óptico principal de un telescopio, si es refractor se
conoce como objetivo o si es reflector como espejo primario. En los
telescopios reflectores, el espejo más pequeño que hace converger la
luz, se conoce como diagonal o simplemente como secundario.
La apertura de un telescopio es el diámetro del haz de luz que entra en
él, que eventualmente llega al punto de observación (foco). La apertura
es normalmente del mismo diámetro que el objetivo o espejo primario
del telescopio. La distancia entre el objetivo o el espejo primario y su
foco es conocida como la distancia focal (f).

21. La forma curva de las superficies ópticas determina la distancia focal.
Una notación compacta y muy recurrente para describir la distancia
focal de un telescopio es la razón que existe entre la distancia focal y el
diámetro del telescopio, que se expresa como f/(número de la razón).
Por ejemplo un telescopio de 15 cm de apertura y una distancia focal de
120 cm, tiene una razón focal de 8 y su espejo es f/8.
Los focos y distancias focales en un lente convergente o un espejo
cóncavo causan que los haces paralelos de luz converjan al foco.

22. Microscopio
Un microscopio que tiene más de un lente.
Los microscopios compuestos se utilizan
especialmente para examinar objetos
transparentes o cortados en láminas tan
finas que se transparentan. Se emplea para
aumentar o ampliar las imágenes de objetos
y organismos no visibles a simple vista.
Comprende dos sistemas de lentes el ocular
de distancia focal larga y el objetivo de
distancia focal corta(plano convexa). La
imagen que forma el objetivo es real y se
ubica entre la lente y el foco del ocular.
El objetivo se ubica cerca de la muestra a
observar, de la que proyecta una imagen
real. Esta imagen real pasa a ser objeto del
ocular, el cual la vuelve a aumentar, pero
esta vez dando una imagen virtual.

23. Tipos de lentes para corrección visual
Hay dos tipos diferentes de diseños de lentes para anteojos: el
lente para visión única, diseñado para corregir la visión a
distancia, y el multifocal, diseñado para corregir tanto la visión a
distancia como la de cerca.
1)Los lentes bifocales proveen corrección para la lectura en la
parte inferior, y para ver a distancia en la parte superior.

24. 2)Los trifocales son lentes con tres correcciones de enfoque
diferentes: visión de lejos, visión intermedia, y visión de cerca, en
un solo lente.
3)Los lentes progresivos funcionan de igual manera que los
bifocales o trifocales, sin embargo, tienen una transición suave
entre las diferentes áreas de enfoque, en lugar de líneas divisorias.
Las áreas de enfoque son relativamente pequeñas debido al espacio
que utilizan las zonas de transición.

25. Defectos y tipos de lentes para estos
Defectos Tipo de Lente
Miopía Lentes cóncavos
Hipermetropía Lentes convexos
Astigmatismo Lentes tóricos
Presbicia Lentes multifocales

26. Bibliografía
Ciencias Naturales - FÍSICA: FÍSICA II - Espejos y Lentes. URL:
http://cienciasnaturales-fisica.blogspot.mx/2007/03/fsica-ii-varios.htmL
Espejos esféricos “Formación de imágenes por espejos esféricos”. URL:
http://acacia.pntic.mec.es/jruiz27/lentespejoss/espejos.htm
FísicaNet “Óptica”. URL:
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/ondas/ap14_optica_geometrica.php
Ojocurioso “Espejos cóncavos”. URL: http://curiosidades.batanga.com/3977/que-
son-los-espejos-concavos
Oftalmosalud “Presbicia”. URL: http://oftalmosalud.com.pe/lentes-
multifocales-para-corregir-la-presbicia/
Blog Ciencias Médicas “Astigmatismo”. URL: http://blog.ciencias-
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27. MSDsalud “Trastornos de la refracción”. URL: https://www.msdsalud.es/manual-
merck-hogar/seccion-2/trastornos-refraccion.html
UNAM “¿Cómo funciona el telescopio?”. URL:
http://www.astroscu.unam.mx/~farah/telescopios/archivos/pdf/func.pdf
Rafael Molina “Percepción Visual. El ojo humano”. URL:
https://rubenbernal.wikispaces.com/file/view/PERCEPCI%C3%93N+VISU
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Diccionario de astronomía “Dioptría”. URL:
http://www.astromia.com/glosario/dioptria.htm
Carlos Attie “Óptica”. URL: http://www.fisicattie.com.ar/Tercero/OPTICA.pdf
OjosSanos “Anteojos para Corregir la Visión”. URL:
http://www.geteyesmart.org/eyesmart/anteojos-lentes-de-contacto-
lasik/anteojos.cfm

28. Física “Lentes”. URL:
http://www.memo.com.co/fenonino/aprenda/fisica/fisic5.html
Museo de la Ciencia del I.E.S. Pedro Espinoza “Lentes bicóncavas y convexas”.
URL:
http://museodelacienciadeliespedroespinosa.blogspot.mx/2013/03/lentes-
biconcavas-y-biconvexas.html
Ross Optical “Lente plano cóncava”. URL:
http://www.directindustry.es/prod/ross-optical-industries/lentes-plano-
concavas-21747-582365.html