Óptica
¿Qué es un espejo?
Un espejo del lat. Specullum es una superficie pulida en la que al incidir la luz, se refleja
siguiendo las leyes de la reflexión. Sin embargo, no fue sino hasta 1857 cuando se
inventaron los espejos gracias a Jean Foucault, quien desarrolló un método para recubrir
el vidrio con una capa de plata
¿Cómo se Clasifican los espejos?
Existen espejos; planos , curvos , cóncavos , convexos , paraboloides.
Características de los espejos planos
Los espejos planos son utilizados con mucha frecuencia,la imagen producida porun
espejo plano es virtual ya que no se puede proyectarsobre una pantalla,tiene el
mismo tamaño que el objeto y se encuentra a la misma distancia del espejo que el
objeto reflejado. También que la parte derecha de la imagen corresponde a la parte
izquierda delobjeto y viceversa. Esto se llama inversión lateral.
La superficie del segundo medio es lisa,puede actuarcomo un espejo y produciruna
imagen reflejada la fuente de luz es el objeto A; un punto de A emite rayos en todas
las direcciones.Los dos rayos que inciden sobre elespejo en B y C, por ejemplo,se
reflejan como rayos BD y CE. Para un observadorsituado delante del espejo,esos
rayos parecen venirdelpunto F que está detrás delespejo.De las leyes de reflexión
se deduce que CF y BF forman el mismo ángulo con la superficie delespejo que AC y
AB. En este caso,en el que el espejo es plano,la imagen del objeto parece situada
detrás del espejo y separada de élporla misma distancia que hay entre éste y el
objeto que está delante.
Espejos esféricos
Un espejo esférico está formado poruna 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
El centro de curvatura (O) es el centro de la esfera a la que pertenece el casquete.
Cualquierrayo que pase poreste punto se reflejará sin cambiarde dirección.El centro
del casquete esférico (C) se denomina centro de figura. La línea azul, que pasa por
los dos puntos anteriores se denomina eje óptico.
El foco (F) es el punto en el que se concentran los rayos reflejados, para el caso de
los espejos cóncavos,o sus prolongaciones sise trata de espejos convexos.
Llamamos distancia focal de un espejo a la distancia entre los puntos F y C.
Elementos de los espejos esféricos:
Centro de curvatura:Es elcentro de la esfera a la que pertenece el casquete.
Radio de curvatura:Es el radio de la esfera a la cualpertenece el espejo.
Vértice del espejo: Es el polo del casquete esférico al que pertenece el espejo.
Eje principal:Es la recta que pasa porel vértice y el centro de curvatura
Eje secundario: Cada una de las rectas que pasa porel centro de curvatura.
Abertura (o ángulo)delespejo: Es el ángulo formado porlos ejes secundarios que
pasan porel borde delespejo.
En los espejos esféricos se verifican las mismas leyes de reflexión que en los espejos
planos.De hecho,se considera que elpunto de incidencia delrayo pertenece alplano
tangente al espejo esférico, en ese mismo punto.
La trayectoria de los rayos y los focos:
En los espejos esféricos cóncavos,se cumple que:
* Todos los rayos paralelos aleje principalse reflejan pasando porelfoco (ubicado
sobre el eje principal).
* Cualquierrayo que pase porel foco principalse refleja paralelo al eje principal.
* Todo rayo que pase porel centro de curvatura, se refleja sobre sí mismo. Esto se
explica fácilmente en forma geométrica,ya que,si pasa porel centro de curvatura, es
un radio y, todo radio es perpendiculara la recta tangente a la circunferencia en el
punto donde ese radio corta a la circunferencia.
* Puede demostrarse geométricamente que elfoco principalde un espejo esférico es
el punto medio delradio de curvatura. Dada la relación entre lo anterior y la distancia
focal, podemos también afirmar -y demostrar-que la distancia focal es iguala la mitad
del radio de curvatura.
¿Qué es una imagen real?
La imagen real es aquella que se forma cuando,tras pasarporel sistema óptico, los
rayos de luz son convergentes.Esta imagen no la podemos percibirdirectamente con
nuestro sentido de la vista, pero puede registrarse colocando una pantalla en el lugar
donde convergen los rayos.
¿Qué es una imagen Virtual?
Una imagen virtual está formada porla proyección de los rayos reflejados o
refractados (según sea elcaso de un espejo o lente, respectivamente) en el
dispositivo las que convergerán en un punto formando la imagen virtual. (A diferencia
de una imagen realque se forma con los rayos reflejados o refractados y no con sus
proyecciones).Las imágenesvirtuales tienen que servistas directamente, situando
el ojo en el trayecto de los rayos, alterado porel sistema óptico. Las imágenes dadas
porel objeto reflejado en un espejo liso, son siempre virtuales. En cambio,si el
sistema óptico es un espejo curvado o una lente, las representaciones serán
existentes o virtuales, en virtud de la situación real de objeto y el foco del sistema.
¿Qué es un lente?
Las lentes son medios transparentes limitados por dos superficies,siendo curva al
menos una de ellas.
Clasificación de lentes
Las lentes, según la forma que adopten pueden serconvergentes o divergentes.
Las lentes convergentes (o positivas) son más gruesas porsu parte central y más
estrecho en los bordes.Se denominan asídebido a que unen (convergen),en un
punto determinado que se denomina foco de imagen,todo haz de rayos paralelos al
eje principalque pase porellas. Pueden ser:
 Biconvexas
 Planoconvexas
 Cóncavo-convexas
Los lentes divergentes (o negativas) son más gruesas porlos bordes y presentan una
estrechez muy pronunciadaen elcentro. Se denominan asíporque hacen divergir
(separan)todo haz de rayos paralelos aleje principalque pase porellas, sus
prolongaciones convergen en elfoco imagen que está a la izquierda,al contrario que
las convergentes,cuyo foco imagen se encuentra a la derecha.Pueden ser:
 Bicóncavas
 Planocóncavas
 Convexo-cóncavas
¿Qué es una dioptría?
La dioptría es la unidad que con valores positivos o negativos el poder
de refracción de una lente o potencia de la lente y equivale al valor recíproco o inverso
de su longitud focal (distancia focal) expresada en metros.El signo '+' (positivo)
correspondea las lentes convergentes,y el '-' (negativo) a las divergentes
¿Cómo se calcula una dioptría?
Para una lente delgada,con dos radios de curvatura,la potencia en dioptrías puede
calcularse a partir de la siguiente fórmula:
Donde:
 P: Representa la potencia de la lente en dioptrías (m-1)
 f: Longitud focal en metros
 n: Es el índice de refracción del material (porlo generalel aire es = 1,003 y no ha
sido tenido en cuenta en esta expresión)
R1 y R2: Denotan los radios de curvatura de la lente correspondiendo R1 al lado
izquierdo de la lente y R2 al lado derecho siendo su signo determinado porelcriterio
generalde signos en óptica: positivo si el centro de curvatura de la superficie reside a
la derecha y negativo si el centro de curvatura se sitúa a la izquierda de la superficie.
Esta fórmula se deduce fácilmente a partir de la ecuación de un dioptrio, una
superficie esférica refractora, aplicada sobre dos superficies y en la aproximación
paraxialde ángulos pequeños.
¿Cómo Percibe elojo humano la luz?
El Ojo Humano posee una lente llamada cristalino que es ajustable según la distancia,
un diafragma que se llama pupila cuyo diámetro está regulado porel iris y un tejido
sensible a la luz que es la retina. La luz penetra a través de la pupila,atraviesa el
cristalino y se proyecta sobre la retina, donde se transforma gracias a unas células
llamadas foto receptoras en impulsos nerviosos que son trasladados a través
del nervio óptico al cerebro
¿Cómo Funcionauna Lupa?
La Lupa consta de una lente convergente de corta distancia focal. Para observarcon
ella un objeto, éste se ha de situar dentro de la distancia focal que tiene la lente de la
lupa,de modo que se forme así una imagen virtual, ampliada y derecha a una
distancia delojo que correspondaaproximadamente a la de visión distinta citada más
arriba. La lupa se puede comparartambién a una lente de monóculo que,mejoraún
que unas gafas para leer, permite observarcon nitidez objetos próximos a pesarde
que el ojo permanece acomodado a una distancia mayorque la que le separa del
objeto.
¿Cómo Funcionaun Microscopio?
La ampliación se realiza en dos etapas.Así como en el anteojo el objeto está muy
alejado y la imagen realque da el objetivo -de larga distancia focal- queda situada
aproximadamente en elfoco posterior, en el microscopio la distancia focal delobjetivo
es en cambio muy corta (de 46 a 1,6 mm) y, además,elobjeto se sitúa tan cerca del
foco anterior que la distancia del objetivo a la imagen resulta mucho mayor que la
focal; ya que dicha distancia delobjetivo hasta la imagen viene dada porla longitud
que tiene el tubo -en general,de unos 160 mm-la imagen realintermedia que se
forma es, pues,para aquellos valores de la distancia focal, de 2,5 a 100 veces mayor
que el propio objeto (porregla generalen los objetivos de microscopio se da
directamente el aumento en vez de la distancia focal).
¿Cómo Funcionaun Telescopio?
El Propósito de un telescopio no es aumentar, como se piensa comúnmente sino
captar luz. Entre más grande sea elprincipalelemento captadorde luz de un
telescopio ya se un lente o un espejo captara.Finalmente es la cantidad de luz
captada lo que realmente determina el nivel de detalle en un paisaje lejano o en los
anillos de Saturno se puede verse a través de un telescopio. Aunque elaumento o el
poderson útiles, no tiene un efecto inherente en determinar el nivel de detalle visible a
través de un telescopio
¿Qué Tipo de lentes corrigenlos defectos de la visión?
Defectos Lente Corregidor
Miopía Lentes Divergentes
Astigmatismo Lentes Blandos
Hipermetropía Lentes Convexas
Presbicia Lentes bifocales

Óptica

  • 1.
    Óptica ¿Qué es unespejo? Un espejo del lat. Specullum es una superficie pulida en la que al incidir la luz, se refleja siguiendo las leyes de la reflexión. Sin embargo, no fue sino hasta 1857 cuando se inventaron los espejos gracias a Jean Foucault, quien desarrolló un método para recubrir el vidrio con una capa de plata ¿Cómo se Clasifican los espejos? Existen espejos; planos , curvos , cóncavos , convexos , paraboloides.
  • 2.
    Características de losespejos planos Los espejos planos son utilizados con mucha frecuencia,la imagen producida porun espejo plano es virtual ya que no se puede proyectarsobre una pantalla,tiene el mismo tamaño que el objeto y se encuentra a la misma distancia del espejo que el objeto reflejado. También que la parte derecha de la imagen corresponde a la parte izquierda delobjeto y viceversa. Esto se llama inversión lateral. La superficie del segundo medio es lisa,puede actuarcomo un espejo y produciruna imagen reflejada la fuente de luz es el objeto A; un punto de A emite rayos en todas las direcciones.Los dos rayos que inciden sobre elespejo en B y C, por ejemplo,se reflejan como rayos BD y CE. Para un observadorsituado delante del espejo,esos rayos parecen venirdelpunto F que está detrás delespejo.De las leyes de reflexión se deduce que CF y BF forman el mismo ángulo con la superficie delespejo que AC y AB. En este caso,en el que el espejo es plano,la imagen del objeto parece situada detrás del espejo y separada de élporla misma distancia que hay entre éste y el objeto que está delante.
  • 3.
    Espejos esféricos Un espejoesférico está formado poruna 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 El centro de curvatura (O) es el centro de la esfera a la que pertenece el casquete. Cualquierrayo que pase poreste punto se reflejará sin cambiarde dirección.El centro del casquete esférico (C) se denomina centro de figura. La línea azul, que pasa por los dos puntos anteriores se denomina eje óptico. El foco (F) es el punto en el que se concentran los rayos reflejados, para el caso de los espejos cóncavos,o sus prolongaciones sise trata de espejos convexos. Llamamos distancia focal de un espejo a la distancia entre los puntos F y C. Elementos de los espejos esféricos: Centro de curvatura:Es elcentro de la esfera a la que pertenece el casquete. Radio de curvatura:Es el radio de la esfera a la cualpertenece el espejo. Vértice del espejo: Es el polo del casquete esférico al que pertenece el espejo. Eje principal:Es la recta que pasa porel vértice y el centro de curvatura Eje secundario: Cada una de las rectas que pasa porel centro de curvatura. Abertura (o ángulo)delespejo: Es el ángulo formado porlos ejes secundarios que pasan porel borde delespejo.
  • 4.
    En los espejosesféricos se verifican las mismas leyes de reflexión que en los espejos planos.De hecho,se considera que elpunto de incidencia delrayo pertenece alplano tangente al espejo esférico, en ese mismo punto. La trayectoria de los rayos y los focos: En los espejos esféricos cóncavos,se cumple que: * Todos los rayos paralelos aleje principalse reflejan pasando porelfoco (ubicado sobre el eje principal). * Cualquierrayo que pase porel foco principalse refleja paralelo al eje principal. * Todo rayo que pase porel centro de curvatura, se refleja sobre sí mismo. Esto se explica fácilmente en forma geométrica,ya que,si pasa porel centro de curvatura, es un radio y, todo radio es perpendiculara la recta tangente a la circunferencia en el punto donde ese radio corta a la circunferencia. * Puede demostrarse geométricamente que elfoco principalde un espejo esférico es el punto medio delradio de curvatura. Dada la relación entre lo anterior y la distancia focal, podemos también afirmar -y demostrar-que la distancia focal es iguala la mitad del radio de curvatura. ¿Qué es una imagen real? La imagen real es aquella que se forma cuando,tras pasarporel sistema óptico, los rayos de luz son convergentes.Esta imagen no la podemos percibirdirectamente con nuestro sentido de la vista, pero puede registrarse colocando una pantalla en el lugar donde convergen los rayos. ¿Qué es una imagen Virtual? Una imagen virtual está formada porla proyección de los rayos reflejados o refractados (según sea elcaso de un espejo o lente, respectivamente) en el dispositivo las que convergerán en un punto formando la imagen virtual. (A diferencia de una imagen realque se forma con los rayos reflejados o refractados y no con sus proyecciones).Las imágenesvirtuales tienen que servistas directamente, situando el ojo en el trayecto de los rayos, alterado porel sistema óptico. Las imágenes dadas porel objeto reflejado en un espejo liso, son siempre virtuales. En cambio,si el sistema óptico es un espejo curvado o una lente, las representaciones serán existentes o virtuales, en virtud de la situación real de objeto y el foco del sistema.
  • 5.
    ¿Qué es unlente? Las lentes son medios transparentes limitados por dos superficies,siendo curva al menos una de ellas. Clasificación de lentes Las lentes, según la forma que adopten pueden serconvergentes o divergentes. Las lentes convergentes (o positivas) son más gruesas porsu parte central y más estrecho en los bordes.Se denominan asídebido a que unen (convergen),en un punto determinado que se denomina foco de imagen,todo haz de rayos paralelos al eje principalque pase porellas. Pueden ser:  Biconvexas  Planoconvexas  Cóncavo-convexas Los lentes divergentes (o negativas) son más gruesas porlos bordes y presentan una estrechez muy pronunciadaen elcentro. Se denominan asíporque hacen divergir (separan)todo haz de rayos paralelos aleje principalque pase porellas, sus prolongaciones convergen en elfoco imagen que está a la izquierda,al contrario que las convergentes,cuyo foco imagen se encuentra a la derecha.Pueden ser:  Bicóncavas  Planocóncavas  Convexo-cóncavas
  • 6.
    ¿Qué es unadioptría? La dioptría es la unidad que con valores positivos o negativos el poder de refracción de una lente o potencia de la lente y equivale al valor recíproco o inverso de su longitud focal (distancia focal) expresada en metros.El signo '+' (positivo) correspondea las lentes convergentes,y el '-' (negativo) a las divergentes ¿Cómo se calcula una dioptría? Para una lente delgada,con dos radios de curvatura,la potencia en dioptrías puede calcularse a partir de la siguiente fórmula: Donde:  P: Representa la potencia de la lente en dioptrías (m-1)  f: Longitud focal en metros  n: Es el índice de refracción del material (porlo generalel aire es = 1,003 y no ha sido tenido en cuenta en esta expresión) R1 y R2: Denotan los radios de curvatura de la lente correspondiendo R1 al lado izquierdo de la lente y R2 al lado derecho siendo su signo determinado porelcriterio generalde signos en óptica: positivo si el centro de curvatura de la superficie reside a la derecha y negativo si el centro de curvatura se sitúa a la izquierda de la superficie. Esta fórmula se deduce fácilmente a partir de la ecuación de un dioptrio, una superficie esférica refractora, aplicada sobre dos superficies y en la aproximación paraxialde ángulos pequeños. ¿Cómo Percibe elojo humano la luz? El Ojo Humano posee una lente llamada cristalino que es ajustable según la distancia, un diafragma que se llama pupila cuyo diámetro está regulado porel iris y un tejido sensible a la luz que es la retina. La luz penetra a través de la pupila,atraviesa el cristalino y se proyecta sobre la retina, donde se transforma gracias a unas células llamadas foto receptoras en impulsos nerviosos que son trasladados a través del nervio óptico al cerebro
  • 7.
    ¿Cómo Funcionauna Lupa? LaLupa consta de una lente convergente de corta distancia focal. Para observarcon ella un objeto, éste se ha de situar dentro de la distancia focal que tiene la lente de la lupa,de modo que se forme así una imagen virtual, ampliada y derecha a una distancia delojo que correspondaaproximadamente a la de visión distinta citada más arriba. La lupa se puede comparartambién a una lente de monóculo que,mejoraún que unas gafas para leer, permite observarcon nitidez objetos próximos a pesarde que el ojo permanece acomodado a una distancia mayorque la que le separa del objeto.
  • 8.
    ¿Cómo Funcionaun Microscopio? Laampliación se realiza en dos etapas.Así como en el anteojo el objeto está muy alejado y la imagen realque da el objetivo -de larga distancia focal- queda situada aproximadamente en elfoco posterior, en el microscopio la distancia focal delobjetivo es en cambio muy corta (de 46 a 1,6 mm) y, además,elobjeto se sitúa tan cerca del foco anterior que la distancia del objetivo a la imagen resulta mucho mayor que la focal; ya que dicha distancia delobjetivo hasta la imagen viene dada porla longitud que tiene el tubo -en general,de unos 160 mm-la imagen realintermedia que se forma es, pues,para aquellos valores de la distancia focal, de 2,5 a 100 veces mayor que el propio objeto (porregla generalen los objetivos de microscopio se da directamente el aumento en vez de la distancia focal).
  • 9.
    ¿Cómo Funcionaun Telescopio? ElPropósito de un telescopio no es aumentar, como se piensa comúnmente sino captar luz. Entre más grande sea elprincipalelemento captadorde luz de un telescopio ya se un lente o un espejo captara.Finalmente es la cantidad de luz captada lo que realmente determina el nivel de detalle en un paisaje lejano o en los anillos de Saturno se puede verse a través de un telescopio. Aunque elaumento o el poderson útiles, no tiene un efecto inherente en determinar el nivel de detalle visible a través de un telescopio ¿Qué Tipo de lentes corrigenlos defectos de la visión? Defectos Lente Corregidor Miopía Lentes Divergentes Astigmatismo Lentes Blandos Hipermetropía Lentes Convexas Presbicia Lentes bifocales