2. Definiciones y criterio de signos

Por si aún no habías caído en la cuenta, los físicos basan todo su trabajo en leyes y definiciones. Comprender una ley a veces es una tarea complicada que te puede minar la moral, pero las definiciones es otra cosa, no requieren mucho más que hacer un pequeño esfuerzo de memoria y gastar unas cuantas neuronas de la zona gris.

Muy bien, pues en este apartado te vas a dedicar a asimilar algunos conceptos que te serán de mucha utilidad más adelante. Será conveniente que tengas este apartado a mano porque más de una vez habrá que acudir a él para consulta o aclaración de algo a lo que se haga referencia.

Ahí van, pero no te eches a temblar.

Sistema óptico: Es un conjunto de superficies que separan medios transparentes, homogéneos e isótropos de diferente índice de refracción. En la práctica un sistema óptico es un conjunto de una o más lentes y/o espejos. Si todas las superficies son refractantes (lentes) el sistema se llama dióptrico, si sólo tiene espejos se llama catóptrico, y si tiene espejos y lentes se llama catadióptrico.

Objeto e imagen: Observa la figura y recuerda que un sistema óptico (S.O.) puede ser una o varias lentes, uno o varios espejos, o una combinación de ambas cosas. Imagina que el punto O es un punto del parten los rayos luminosos (porque emite o porque refleja la luz). Si, después de pasar los rayos que parten de O por el sistema óptico, se vuelven a juntar al otro lado en un punto O', a este punto (O') se le llama imagen de O, y al punto O se le llama objeto.

Imagen en Wikimedia Commons de Juancarcole bajo licencia CC

Si los rayos parten realmente de O y se cortan realmente en O' se dice que son objeto e imagen reales (figura A). En cambio, si los rayos de salida son divergentes (figura B), lo que podremos juntar son las prolongaciones. En este caso la imagen se llama virtual.

PUNTOS NOTABLES

• Llamaremos foco imagen (F') al punto en el cual convergen los rayos que inciden paralelos al sistema óptico. La distancia entre entre el vértice y este punto se llama distancia focal imagen (f').
• Se llama foco objeto (F) al punto del espacio objeto que cumple que los rayos que proceden de él emergen paralelos después de pasar por el dioptrio. La distancia entre este punto y el vértice O se llama distancia focal objeto (f)

Como comprobarás enseguida, estas definiciones te van a permitir construir geométricamente la imagen que genera un dioptrio. Para muestra te dejo este botón, perdón, imagen. El esquema representa un caso típico de marcha de rayos.

Imagen adaptada en Wikimedia Commons de Anastasius zwerg bajo licencia CC

CRITERIO DE SIGNOS

A partir de ahora en este tema vas a ver muchas imágenes parecidas a ésta. Pero para entenderse todo el mundo debe existir un acuerdo de referencia .

El criterio es completamente arbitrario pero, puestos a elegir, te presentamos el universalmente aceptado. Fíjate en la imagen anterior y ve leyendo los puntos que se indican a continuación:

Esto es lo que debes saber:

• El objeto es el lugar desde el cual parten los rayos luminosos (en el ejemplo es la flecha verde de la izquierda), la imagen (en nuestro dibujo la flecha verde a la derecha) donde convergen una vez atravesado el sistema óptico (lentes, espejos, .) que sea.
• La luz viaja de izquierda a derecha; de esta forma, la luz incidente que llega al sistema óptico lo hace siempre por la izquierda y se propaga por la derecha.
• El origen de coordenadas, O, es el vértice. Las distancias verticales serán positivas por encima del eje óptico y negativas por debajo, y las horizontales negativas a la izquierda y positivas a la derecha del mismo. En el dibujo son positivas y, f', s'  y son negativas y', f, s.
• Los radios de curvatura (R) de las superficies de los elementos ópticos son positivos si el centro de curvatura se encuentra detrás de la superficie (es decir, en el lado que se produce la transmisión) y negativos en el caso contrario. Dicho en otras palabras: es positivo si está a la derecha del vértice y negativo si se encuentra a su izquierda.