Aprenda cómo diferentes lentes forman imágenes refractando la luz Explicación de la refracción de la luz a través de diferentes lentes. Encyclopædia Britannica, Inc. Ver todos los videos de este artículo
Lente , en óptica, pieza de vidrio u otra sustancia transparente que se utiliza para formar una imagen de un objeto al enfocar los rayos de luz del objeto. Una lente es una pieza de material transparente, generalmente de forma circular, con dos superficies pulidas, una o ambas de las cuales es curva y puede ser convexa (abultada) o cóncava (deprimida). Las curvas son casi siempre esféricas; es decir, el radio de curvatura es constante. Una lente tiene la valiosa propiedad de formar imágenes de objetos situados frente a ella. Los lentes individuales se utilizan en anteojos, lentes de contacto, lupas de bolsillo, condensadores de proyección, luces de señalización, visores y en cámaras de caja simples. Más a menudo, una serie de lentes de diferentes materiales se combinan como un compuesto lente en un tubo para permitir la corrección de aberraciones . Las lentes compuestas se utilizan en instrumentos como cámaras, microscopios y telescopios.
imágenes formadas por lentes convexas y cóncavas Los diagramas de rayos muestran los tipos de imágenes formadas por lentes convexas y cóncavas. Las características de la imagen formada por una lente convexa dependen de la ubicación del objeto. En estos diagramas, F es la distancia focal de la lente y 2F es el doble de la distancia focal de la lente. Encyclopædia Britannica, Inc.
Una lente produce su efecto de enfoque porque la luz viaja más lentamente en la lente que en el aire circundante, por lo que la refracción, una curvatura abrupta, de un haz de luz ocurre tanto donde el haz entra en la lente como donde sale de la lente al aire. .
lentes comunes (izquierda) Secciones transversales de formas estándar de lentes comunes. (Derecha) Refracción de la luz por lentes convergentes y divergentes, mostrando el eje principal, el foco principal (o punto focal) F, la distancia focal F y el plano focal. Encyclopædia Britannica, Inc.
Una sola lente tiene dos superficies opuestas exactamente regulares; o ambas superficies son curvas o una es curva y la otra es plana. Las lentes pueden clasificarse de acuerdo con sus dos superficies como biconvexas, plano-convexas, cóncavo-convexas (menisco convergente), bicóncavas, plano-cóncavas y convexo-cóncavas (menisco divergente). Debido a la curvatura de las superficies de la lente, diferentes rayos de un haz de luz incidente se refractan a través de diferentes ángulos, de modo que se puede hacer que un haz completo de rayos paralelos converger en, o parecer que divergen de, un solo punto. Este punto se denomina punto focal, o foco principal, de la lente (a menudo representado en los diagramas de rayos como F). La refracción de los rayos de luz reflejados o emitidos por un objeto hace que los rayos formen una imagen visual del objeto. Esta imagen puede ser real —fotográfica o visible en una pantalla— o virtual —visible sólo al mirar a la lente, como en un microscopio. La imagen puede ser mucho más grande o más pequeña que el objeto, dependiendo de la distancia focal del objetivo y de la distancia entre el objetivo y el objeto. La distancia focal de una lente es la distancia desde el centro de la lente hasta el punto en el que se forma la imagen de un objeto distante. Una lente de enfoque largo forma una imagen más grande de un objeto distante, mientras que una lente de enfoque corto forma una imagen pequeña.
Por lo general, la imagen formada por una sola lente no es lo suficientemente buena para un trabajo preciso en campos como la astronomía, la microscopía y la fotografía; esto se debe a que el cono de rayos emitido por un solo punto en un objeto distante no está unido en un punto perfecto por la lente, sino que forma una pequeña mancha de luz. Esta y otras imperfecciones innatas en la imagen de una lente de un solo punto de objeto se conocen como aberraciones. Para corregir tales aberraciones, a menudo es necesario combinar en una montura varios elementos de lente (lentes individuales), algunos de los cuales pueden ser convexos y otros cóncavos, algunos hechos de vidrio denso de alta refracción o alta dispersión y otros hechos de baja -vidrio refractivo o de baja dispersión. Los elementos de la lente pueden cementarse juntos o montarse en separaciones cuidadosamente calculadas para corregir las aberraciones de los elementos individuales y obtener una imagen de nitidez aceptable ( ver también aberración). El montaje preciso también asegura que todas las lentes estén correctamente centradas; es decir, los centros de curvatura de todas las superficies de la lente se encuentran en una sola línea recta llamada eje principal de la lente. Una medida de uso frecuente de la calidad de cualquier sistema de lentes es su capacidad para formar una imagen lo suficientemente nítida como para separar o resolver dos puntos o líneas muy cercanos en un objeto. El poder de resolución depende de qué tan bien se corrijan las diversas aberraciones en un sistema de lentes.
La lente compuesta más simple es una combinación cementada delgada de dos lentes individuales, como la que se usa en el objetivo (la lente más cercana al objeto) de un pequeño telescopio refractor. Los objetivos de microscopio pueden contener hasta ocho o nueve elementos, algunos de los cuales pueden estar hechos de diferentes materiales para traer todos los colores de luz a un foco común y así evitar la aberración cromática. Los objetivos utilizados en las cámaras pueden contener de dos a 10 elementos, mientras que un objetivo llamado zoom o de longitud focal variable puede tener hasta 18 o 20 elementos en varios grupos, pudiendo los diferentes grupos moverse a lo largo del eje mediante palancas o levas para producir el cambio deseado en la distancia focal sin un cambio del plano focal. Las lentes también varían mucho en diámetro, desde tan solo 0,16 cm (1/16pulgadas) para un elemento en un objetivo de microscopio hasta 100 cm (40 pulgadas) para un objetivo de telescopio astronómico. En los reflectores y varios otros tipos de telescopios astronómicos, se utilizan espejos cóncavos para el objetivo en lugar de lentes.
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