La LUZ y las LENTES

Continuando con la conceptualización de todos los elementos relacionados con la luz, digo: una lente es un medio transparente limitado por dos superficies, siendo al menos una de ellas curva. Es un medio que deja pasar la luz y en el proceso los rayos de luz incidentes sufren dos refracciones, siguiendo la ley de refracción.

Si el grosor de la lente es despreciable, comparándolo con los radios de curvatura de las caras que la forman, reciben el nombre de lentes delgadas. Según su forma las lentes delgadas pueden ser de dos tipos: convergentes o divergentes.

En la imagen superior puedes ver dos lentes de uso en laboratorios de óptica, la de la izquierda es la cóncava y la de la derecha la divergente. Las superficies curvas de las lentes suelen ser: esférica, cilíndrica o parabólica. Las superficies esféricas son las más fáciles de hacer por eso son las más comunes.

Las lentes convergentes son más gruesas por el centro que por los extremos, mientras que las divergentes son más gruesas por los extremos que por el centro.

Lentes Convergentes: Según el valor de los radios de las caras que la componen pueden ser: biconvexa, plano convexa o menisco convergente.

Lentes Divergentes: Según el valor de los radios de las caras que la componen pueden ser: bicócava, plano cóncava o menisco divergente.

Elementos de una lente:

Una lente esta compuesta por dos superficies, siendo al menos una esférica, cada una con su centro de curvatura. La línea que une los centros de curvatura se llama eje principal. El centro geométrico de la lente es el centro óptico. Todas las rectas que pasan por el centro óptico son ejes secundarios.

Foco principal imagen: en las lentes convergentes es el punto situado sobre el eje en el que inciden los rayos que vienen paralelos al eje principal. En las divergentes, es el punto del eje del que parecen diverger los rayos que vienen del infinito después de atravesarla. Existe un foco objeto y un foco imagen, como en los espejos. Las distancias focales son las distancias entre el foco principal y el centro óptico.

Pero como reza el dicho "una imagen vale más que mil palabras" veamos lo dicho hasta aquí en este breve vídeo.

A modo de síntesis el siguiente vídeo une lo visto sobre espejos y lentes. Parte contando que pasa con la luz en los espejos planos, sigue con los espejos cóncavos y convexos para finalizar mostrando las diferentes lentes apuntadas aquí, más arriba.

Se define la Potencia de una lente (P) como la inversa de su distancia focal imagen, es decir: P = 1 / f´ y mide la mayor o menor convergencia de los rayos emergentes, a mayor potencia mayor convergencia de los rayos. La unidad de potencia de una lente es la dioptría, que se define como la potencia de una lente cuya distancia focal es de un metro.

Para poner un ejemplo, si tengo una lente que llamaré (2) con una distancia focal menor que otra lente llamada (1), decimos entonces que la lente (2) tiene mayor potencia que la (1).

Las lentes convergentes se utilizan en muchos instrumentos ópticos y también para la corrección de la hipermetropía. Las personas hipermétropes no ven bien de cerca y tienen que alejar los objetos. Una posible causa de la hipermetropía es el achatamiento anteroposterior del ojo que supone que las imágenes se formarían con nitidez por detrás de la retina, como se indica en el ojo superior.

Las lentes divergentes, más gruesas por los bordes que por el centro, hacen diverger (separan) los rayos de luz que pasan por ellas, con lo cual sirven para corregir la miopía.

La miopía puede deberse a una deformación del ojo, consistente en un alargamiento anteroposterior que hace que las imágenes se formen con nitidez antes de alcanzar la retina, como se muestra en el ojo superior. Los miopes no ven bien de lejos y tienden a acercarse demasiado a los objetos.

Como nota de vanguardia, o de avanzada si lo prefieres, vale decir que Philips a fabricado unas diminutas lentes (3 mm) para cámaras digitales, incorporadas a teléfonos móviles, que son capaces de enfocar y obtener imágenes claras de manera similar a como enfoca el ojo humano. Fue presentada en la Feria CeBIT, en Hannover - Alemania, el 3 de marzo de 2004.

Es una lente cuya curvatura la modifican las cargas eléctricas de dos fluidos inmiscibles (no mezclables) que la rodean. Uno es un líquido no conductor (oleoso) y el otro es electrolítico, o sea una solución acuosa de conductores de la electricidad. El sistema ha sido llamado FluidFocus.

Se basa en un sistema de enfoque con una sola lente y sin partes móviles, inspirado en el funcionamiento del ojo humano. Esta formado por una única lente que cambia de concavidad en función de las cargas eléctricas que la rodean. Estas cargas las aportan dos líquidos que fluyen mediante un tubo transparente. Según se acumule un líquido en mayor o menor proporción en el centro o en los extremos, la curvatura de la lente varía y el enfoque se modifica. El rango de enfoque abarca desde los 5 centímetros al infinito y lo hace en un tiempo muy corto, 5 ms.

La lente es resistente a los golpes y a las temperaturas extremas y no se desajusta como sucede con las que tienen componentes mecánicos.

Como siempre, si quieres ampliar cualquiera de los conceptos detallados en esta entrada, te sugiero hacerlo en este sitio, o bien en este o este otro, sitios a los que he recurrido para armar esta entrada, aunque también hay muchos otros.