1. 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
2. LENTES
Las lentes son objetos transparentes (normalmente de vidrio), limitados por dos superficies, de
las que al menos una es curva.
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 unalente 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.
3. LENTES ARTIFICIALES
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.
4. ETIMOLOGÍA
DE LOS LENTES
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.
5. 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.
6. 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
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. 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.
13. ÓPTICA
La Óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de
la radiación electromagnética, sus características y sus
manifestaciones. Abarca el estudio de la reflexión, la refracción, las
interferencias, la difracción y la formación de imágenes y la
interacción de la radiación con la materia.