Estudio de los parámetros de las lentes

Las lentes se pueden dividir en dos grandes grupos, según la desviación que provoquen en los rayos que las atraviesan. Así, hablaremos de lentes convergentes cuando los rayos de un punto objeto situado en el infinito converjan en un punto después de atravesar la lente. Este punto recibe el nombre de foco imagen. Por otro lado, hablaremos de lentes divergentes cuando, al atravesar la lente, los rayos diverjan desde un punto origen situado antes de la lente (foco imagen virtual)

El parámetro que nos permite establecer esta clasificación de las lentes es la denominada distancia focal, definida como la distancia de la lente al foco imagen, sea éste real o virtual. La distancia focal se considerará positiva para lentes convergentes y negativa para lentes divergentes. Las unidades mediante las que se determina la distancia focal son los metros, aunque también se utilizan de forma habitual los milímetros.

De todos modos, la focal de una lente también se puede expresar mediante otro parámetro, la potencia, definida como la inversa de la distancia focal, estando ésta expresada en metros. Las unidades en que se mide la potencia de una lente son las dioptrías (D).

Q1 Efectúa las conversiones correspondientes:

2.5 D = ____ m = _________ mm

3 D = ____ m = _________ mm

__ D = 0.05 m = _________ mm

__ D = _________ m = 250 mm

Selecciona la opción "Anteproyecto" del menú principal, y pulsa el botón "Lente 1". Esto colocará una lente en la posición por defecto (400 mm), de potencia 0 dioptrías. Modifica el valor de su potencia hasta un valor de 1 dioptría (focal = 1000 mm). Pulsa ahora sobre el botón "Objeto", y desplaza la barra de su posición inicial hasta que aparezca el mensaje "Infinito". De este modo, hemos diseñado un sistema óptico formado por una lente de focal 1000 mm con un punto objeto situado en el infinito.

Q2 Determina de la forma más exacta posible a qué distancia de la lente focalizan los rayos que provienen del punto objeto.

Q3 Modifica ahora la potencia de la lente hasta 2, 3 y 4 dioptrías. Manteniendo el objeto en el infinito, determina la distancia anterior para los tres sistemas.

Q4 ¿Qué relación existe entre el punto de focalización de los rayos que provienen del infinito y la focal de la lente?

Q5 Desplaza ahora el punto objeto para cada una de las focales anteriores, de modo que consigas que los rayos focalicen en el infinito después de atravesar la lente. ¿En qué posiciones has de colocar el punto objeto?

Pasaremos ahora a trabajar con una lente divergente. Para ello, la única modificación que necesitaremos hacer a nuestro sistema será cambiar el signo del valor de la potencia de la lente. Para una mejor visualización de la marcha de los rayos, situad la lente en la posición 1200 mm, y asignadle un valor de -1 D a la potencia. Dado que en el caso de lentes divergentes el foco imagen es virtual, es necesario seleccionar la opción "Ver imagen virtual".

Q6 Con el objeto situado en el infinito, calcula a partir de la representación gráfica la distancia a la que se encuentra el punto donde convergen los rayos que salen de la lente (situado a su izquierda) respecto de la posición de la propia lente.

Q7 Repetid el cálculo anterior para las potencias -2, -3 y -4.

Q8 Deducid la relación entre las distancias anteriores y la focal correspondiente de la lente.

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