5.1 Obtención de imágenes por lentes
Como ocurría con los espejos, fundamentalmente, de las lentes delgadas nos interesa que aprendas dos cosas:
- Saber cómo se construye geométricamente la imagen que forma una lente de un objeto cualquiera, y
- Averiguar analíticamente las características de la imagen: dónde se forma, tamaño, etc..
Vamos paso a paso:
1) La construcción geométrica de imágenes en una lente delgada se hace básicamente igual que en un espejo. Se trata de trazar un conjunto de rayos de los cuales sabemos cómo se comportan después de pasar por la lente. En este sentido deberás trazar siempre, al menos, dos de los siguientes rayos, llamados rayos principales:
- Los rayos que inciden paralelos emergen pasando por el foco.
- Los rayos que inciden pasando por el foco emergen paralelos.
- Los rayos que inciden pasando por el vértice de la lente no se desvían.
De acuerdo con esto, el dibujo siguiente te presenta diferentes posibilidades de construcción de imágenes en lentes convergente y divergentes de un árbol (marcado con una O):
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Imagen en Wikimedia Commons de Juancarcole bajo licencia CC |
2) De las ecuaciones que ya has visto en el apartado anterior se obtiene fácilmente la ecuación de Gauss de las lentes delgadas:
Como curiosidad, al cociente 1/f' se le llama potencia de una lente, su unidad es la dioptría, ¿te suena? si no, puedes acercarte al oculista
Finalmente, el cálculo del tamaño de la imagen puede hacerse a partir del aumento lateral, siendo posible alcanzar esta expresión:
A continuación tienes una estupenda simulación en la que puedes trastear la posición del objeto, diámetro de la lente, etc. y observar cómo y dónde se forma la imagen que forma la lente. Ten en cuenta que no es delgada y que, para ver todas las posibilidades de imagen, debes marcar la opción imagen virtual. También te recomendamos que marques la casilla rayos principales y podrás comparar con los dibujos de arriba.
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Simulación en PhETUniversidad de Colorado bajo licencia CC |