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LENTES (ÓPTICA)
Las lentes son objetos transparentes (normalmente de
  vidrio), limitados por dos superficies, de las que al
                   menos una es curva.
  Las lentes más comunes están basadas en el distinto
grado de refracción que experimentan los rayos de luz
 al incidir en puntos diferentes de la lente. Entre ellas
   están las utilizadas para corregir los problemas de
  visión en gafas, anteojos o lentillas. También se usan
     lentes, o combinaciones de lentes y espejos, en
     telescopios y microscopios. El primer telescopio
 astronómico fue construido por Galileo Galilei usando
una lente convergente (lente positiva) como objetivo y
 otra divergente (lente negativa) como ocular. Existen
  también instrumentos capaces de hacer converger o
divergir otros tipos de ondas electromagnéticas y a los
que se les denomina también lentes. Por ejemplo, en los
  microscopios electrónicos las lentes son de carácter
                        magnético.
En astrofísica es posible observar fenómenos de lentes
ETIMOLOGÍA

• La palabra lente proviene del latín
  "lens, lentis" que significa "lenteja"
  con lo que a las lentes ópticas se las
  denomina así por parecido de forma
  con la legumbre.
• En el siglo XIII empezaron a
  fabricarse pequeños discos de vidrio
  que podían montarse sobre un marco.
  Fueron las primeras gafas de libros o
  gafas de lectura.
LENTES EN GEOMETRÍA
• En física, la óptica geométrica nace apatir
  del siglo IV a.c Snell (o Descartes según
  otras fuentes) de la reflexión y la
  refracción. A partir de ellas, basta hacer
  geometría con los rayos luminosos para la
  obtención de las fórmulas que
  corresponden a los espejos, dioptrio y
  lentes (o sus combinaciones), obteniendo
  así las leyes que gobiernan los instrumentos
  ópticos a que estamos acostumbrados.
PROPAGACIÓN DE LA LUZ
• Como se indicó anteriormente, en la óptica
  geométrica, la luz se propaga como una
  línea recta a una velocidad aproximada de
  3*108 ms-1. La naturaleza ondulatoria de la
  luz puede ser despreciada debido a que
  aquí la luz es como un chorro lineal de
  partículas que pueden colisionar
  y, dependiendo del medio, se puede conocer
  cual es su camino a seguir. Éstos rayos
  pueden ser absorbidos, reflejados o
  desviados siguiendo las leyes de la
  mecánica.
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN


• Reflexión de la luz, un haz choca contra un espejo y se
  refleja.
• El fenómeno más sencillo de esta teoría es la de la
  reflexión, si pensamos unos minutos en los rayos luminosos
  que chocan mecánicamente contra una superficie que puede
  reflejarse. La proporción entre los rayos que chocan y los
  que salen expedidos está regulada por los ángulos de éstos
  en relación con una línea perpendicular a la superficie en la
  que se reflejan. Entonces la ley de reflexión nos dice que el
  ángulo incidente es igual al ángulo reflejado con la
  perpendicular al espejo:1

• La segunda ley de la reflexión nos indica que el rayo
  incidente, el rayo reflejado y la normal con respecto a la
  superficie reflejada están en el mismo
LEY DE SNELL
• El índice de refracción "n" de un medio viene dado por la
  siguiente expresión, donde v es la velocidad de la luz en ese
  medio, y "c" la velocidad de la luz en el vacío:


• Ya que la velocidad de la luz en los materiales depende del
  índice de refracción, y el índice de refracción depende de la
  frecuencia de la luz, la luz a diferentes frecuencias viaja a
  diferentes velocidades a través del mismo material. Esto
  puede causar distorsión de ondas electromagnéticas que
  consisten de múltiples frecuencias, llamada dispersión.
• Los ángulos de incidencia (i) y de refracción (r) entre dos
  medios y los índices de refracción están relacionados por la
  Ley de Snell. Los ángulos se miden con respecto al vector
  normal a la superficie entre los medios:
LENTES
•   Las lentes con superficies de radios de curvatura pequeños tienen distancias focales cortas.
    Una lente con dos superficies convexas siempre refractará los rayos paralelos al eje óptico de
    forma que converjan en un foco situado en el lado de la lente opuesto al objeto. Una superficie
    de lente cóncava desvía los rayos incidentes paralelos al eje de forma divergente; a no ser que
    la segunda superficie sea convexa y tenga una curvatura mayor que la primera, los rayos
    divergen al salir de la lente, y parecen provenir de un punto situado en el mismo lado de la lente
    que el objeto. Estas lentes sólo forman imágenes virtuales, reducidas y no invertidas.
•   Si la distancia del objeto es mayor que la distancia focal, una lente convergente forma una
    imagen real e invertida. Si el objeto está lo bastante alejado, la imagen será más pequeña que
    el objeto. Si la distancia del objeto es menor que la distancia focal de la lente, la imagen será
    virtual, mayor que el objeto y no invertida. En ese caso, el observador estará utilizando la lente
    como una lupa o microscopio simple. El ángulo que forma en el ojo esta imagen virtual
    aumentada (es decir, su dimensión angular aparente) es mayor que el ángulo que formaría el
    objeto si se encontrara a la distancia normal de visión. La relación de estos dos ángulos es la
    potencia de aumento de la lente. Una lente con una distancia focal más corta crearía una imagen
    virtual que formaría un ángulo mayor, por lo que su potencia de aumento sería mayor. La
    potencia de aumento de un sistema óptico indica cuánto parece acercar el objeto al ojo, y es
    diferente del aumento lateral de una cámara o telescopio, por ejemplo, donde la relación entre
    las dimensiones reales de la imagen real y las del objeto aumenta según aumenta la distancia
    focal.
•   La cantidad de luz que puede admitir una lente aumenta con su diámetro. Como la superficie que
    ocupa una imagen es proporcional al cuadrado de la distancia focal de la lente, la intensidad
    luminosa de la superficie de la imagen es directamente proporcional al diámetro de la lente e
    inversamente proporcional al cuadrado de la distancia focal. Por ejemplo, la imagen producida
    por una lente de 3 cm de diámetro y una distancia focal de 20 cm sería cuatro veces menos
    luminosa que la formada por una lente del mismo diámetro con una distancia focal de 10 cm. La
    relación entre la distancia focal y el diámetro efectivo de una lente es su relación
    focal, llamada también número f. Su inversa se conoce como abertura relativa. Dos lentes con la
TIPOS DE ESPEJOS
• Hay tres tipos de espejos:
• Planos: si el espejo no presenta curvatura
  diremos que es un espejo plano.
• Cóncavos o divergentes: si la curvatura de
  un espejo es "hacia adentro" desde el punto
  de vista observado diremos que es un
  espejo cóncavo.
• Convexos o convergentes: si la curvatura de
  un espejo esta "hacia afuera" desde el
  punto de vista observado diremos que es un
  espejo convexo.
PRIMAS
•   Un prisma es un objeto capaz de refractar, reflejar y descomponer la luz
    en los colores del arco iris. Generalmente, estos objetos tienen la forma de
    un prisma triangular, de ahí su nombre.
•   De acuerdo con la ley de Snell, cuando la luz pasa del aire al vidrio del
    prisma disminuye su velocidad, desviando su trayectoria y formando un
    ángulo con respecto a la interface. Como consecuencia, se refleja o se
    refracta la luz. El ángulo de incidencia del haz de luz y los índices de
    refracción del prisma y el aire determinan la cantidad de luz que será
    reflejada, la cantidad que será refractada o si sucederá exclusivamente
    alguna de las dos cosas.
•   1. Los prismas refractivos son los que únicamente reflejan la luz, como son
    más fáciles de elaborar que los espejos, se utilizan en instrumentos ópticos
    como los prismáticos, los monoculares y otros.
•   2. Los prismas dispersivos son usados para descomponer la luz en el
    espectro del arcoíris, porque el índice de refracción depende de la
    frecuencia (ver dispersión); la luz blanca entrando al prisma es una mezcla
    de diferentes frecuencias y cada una se desvía de manera diferente. La luz
    azul es disminuida a menor velocidad que la luz roja.
•   3. Los prismas polarizarte separan cada haz de luz en componentes de
    variante polarización.
ESPEJOS ESFÉRICOS
• Los espejos: Por definición, espejo es el nombre
  que recibe toda superficie o lamina de cristal
  azogado por la parte posterior, o de metal bruñido,
  para que se reflejen en ella los objetos. Por
  extensión se denomina “espejo” a toda superficie
  que produce reflexión de los objetos, por ej. : la
  superficie del agua.


• Son tema de este trabajo los llamados “espejos
  esféricos”, por lo tanto, y a partir de la definición
  que hemos establecido previamente, extendemos
  el concepto: un espejo esférico esta formado por
  una superficie pulida correspondiente a un
  casquete esférico .
ÓPTICA FÍSICA

• Cuando los fenómenos ondulatorios
  comienzan a cobrar importancia, como
  en rapero que no puede explicar la
  difracción e interferencia, se
  requiere de la óptica física, que
  considera a la luz como una onda
  transversal, teniendo en cuenta su
  frecuencia y longitud de onda .
RAYOS GAMMA
• Su longitud de onda (lambda)
  < 0.1Å, donde 1Å (Ångström) es
  igual a 10-10m. Se originan
  en las desintegraciones
  nucleares que emiten
  radiación gamma. Son
  radiaciones muy penetrantes y
  muy energéticas.
RAYOS X

• Se producen por oscilaciones de los
  electrones próximos a los núcleos y
  tienen longitudes de onda entre 0.1Å
  y 30Å.
• Son muy energéticos y
  penetrantes, dañinos para los
  organismos vivos, pero se utilizan de
  forma controlada para los
  diagnósticos médicos.
RAYOS UVA
• Se producen por saltos electrónicos entre
  átomos y moléculas excitados (30Å-
  4000Å).
• El Sol es emisor de rayos ultravioleta, que
  son los responsables del bronceado de la
  piel. Es absorbida por la capa de ozono, y si
  se recibe en dosis muy grandes puede ser
  peligrosa ya que impiden la división
  celular, destruyen microorganismos y
  producen quemaduras y pigmentación de la
  piel.
INTRODUCCIÓN
•   Si hacemos un razonamiento simple sobre la naturaleza de la luz, fácilmente
    deducimos que la luz es algo que sale del Sol, inunda nuestro medio y, con la ayuda de
    nuestros ojos, nos permite ver.


•   Estudiar este "algo" intangible fue un reto para los que se acercaban al conocimiento
    de la naturaleza. ¿Cómo hacerlo?... ¿Analizando el ojo? ¿Tratando de separar la luz en
    partes y manipulándola ? ¿Haciéndola chocar con los objetos? ¿Mirando qué le pasa
    cuando atraviesa algunos cuerpos que no la hacen desaparecer?.


•   Este fue el camino que dio lugar al nacimiento de una rama de la óptica, la Óptica
    Geométrica, en la que todas las deducciones se hacen basándose en razonamientos
    geométricos y no es necesario suponer nada sobre la naturaleza de la luz.


•   Está claro que la luz viene del Sol y también de una llama, pero ¿qué le ocurre a la
    materia ardiente para que emita luz?

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Lentes (óptica)

  • 1. LENTES (ÓPTICA) Las lentes son objetos transparentes (normalmente de vidrio), limitados por dos superficies, de las que al menos una es curva. Las lentes más comunes están basadas en el distinto grado de refracción que experimentan los rayos de luz al incidir en puntos diferentes de la lente. Entre ellas están las utilizadas para corregir los problemas de visión en gafas, anteojos o lentillas. También se usan lentes, o combinaciones de lentes y espejos, en telescopios y microscopios. El primer telescopio astronómico fue construido por Galileo Galilei usando una lente convergente (lente positiva) como objetivo y otra divergente (lente negativa) como ocular. Existen también instrumentos capaces de hacer converger o divergir otros tipos de ondas electromagnéticas y a los que se les denomina también lentes. Por ejemplo, en los microscopios electrónicos las lentes son de carácter magnético. En astrofísica es posible observar fenómenos de lentes
  • 2. ETIMOLOGÍA • La palabra lente proviene del latín "lens, lentis" que significa "lenteja" con lo que a las lentes ópticas se las denomina así por parecido de forma con la legumbre. • En el siglo XIII empezaron a fabricarse pequeños discos de vidrio que podían montarse sobre un marco. Fueron las primeras gafas de libros o gafas de lectura.
  • 3. LENTES EN GEOMETRÍA • En física, la óptica geométrica nace apatir del siglo IV a.c Snell (o Descartes según otras fuentes) de la reflexión y la refracción. A partir de ellas, basta hacer geometría con los rayos luminosos para la obtención de las fórmulas que corresponden a los espejos, dioptrio y lentes (o sus combinaciones), obteniendo así las leyes que gobiernan los instrumentos ópticos a que estamos acostumbrados.
  • 4. PROPAGACIÓN DE LA LUZ • Como se indicó anteriormente, en la óptica geométrica, la luz se propaga como una línea recta a una velocidad aproximada de 3*108 ms-1. La naturaleza ondulatoria de la luz puede ser despreciada debido a que aquí la luz es como un chorro lineal de partículas que pueden colisionar y, dependiendo del medio, se puede conocer cual es su camino a seguir. Éstos rayos pueden ser absorbidos, reflejados o desviados siguiendo las leyes de la mecánica.
  • 5. REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN • Reflexión de la luz, un haz choca contra un espejo y se refleja. • El fenómeno más sencillo de esta teoría es la de la reflexión, si pensamos unos minutos en los rayos luminosos que chocan mecánicamente contra una superficie que puede reflejarse. La proporción entre los rayos que chocan y los que salen expedidos está regulada por los ángulos de éstos en relación con una línea perpendicular a la superficie en la que se reflejan. Entonces la ley de reflexión nos dice que el ángulo incidente es igual al ángulo reflejado con la perpendicular al espejo:1 • La segunda ley de la reflexión nos indica que el rayo incidente, el rayo reflejado y la normal con respecto a la superficie reflejada están en el mismo
  • 6. LEY DE SNELL • El índice de refracción "n" de un medio viene dado por la siguiente expresión, donde v es la velocidad de la luz en ese medio, y "c" la velocidad de la luz en el vacío: • Ya que la velocidad de la luz en los materiales depende del índice de refracción, y el índice de refracción depende de la frecuencia de la luz, la luz a diferentes frecuencias viaja a diferentes velocidades a través del mismo material. Esto puede causar distorsión de ondas electromagnéticas que consisten de múltiples frecuencias, llamada dispersión. • Los ángulos de incidencia (i) y de refracción (r) entre dos medios y los índices de refracción están relacionados por la Ley de Snell. Los ángulos se miden con respecto al vector normal a la superficie entre los medios:
  • 7. LENTES • Las lentes con superficies de radios de curvatura pequeños tienen distancias focales cortas. Una lente con dos superficies convexas siempre refractará los rayos paralelos al eje óptico de forma que converjan en un foco situado en el lado de la lente opuesto al objeto. Una superficie de lente cóncava desvía los rayos incidentes paralelos al eje de forma divergente; a no ser que la segunda superficie sea convexa y tenga una curvatura mayor que la primera, los rayos divergen al salir de la lente, y parecen provenir de un punto situado en el mismo lado de la lente que el objeto. Estas lentes sólo forman imágenes virtuales, reducidas y no invertidas. • Si la distancia del objeto es mayor que la distancia focal, una lente convergente forma una imagen real e invertida. Si el objeto está lo bastante alejado, la imagen será más pequeña que el objeto. Si la distancia del objeto es menor que la distancia focal de la lente, la imagen será virtual, mayor que el objeto y no invertida. En ese caso, el observador estará utilizando la lente como una lupa o microscopio simple. El ángulo que forma en el ojo esta imagen virtual aumentada (es decir, su dimensión angular aparente) es mayor que el ángulo que formaría el objeto si se encontrara a la distancia normal de visión. La relación de estos dos ángulos es la potencia de aumento de la lente. Una lente con una distancia focal más corta crearía una imagen virtual que formaría un ángulo mayor, por lo que su potencia de aumento sería mayor. La potencia de aumento de un sistema óptico indica cuánto parece acercar el objeto al ojo, y es diferente del aumento lateral de una cámara o telescopio, por ejemplo, donde la relación entre las dimensiones reales de la imagen real y las del objeto aumenta según aumenta la distancia focal. • La cantidad de luz que puede admitir una lente aumenta con su diámetro. Como la superficie que ocupa una imagen es proporcional al cuadrado de la distancia focal de la lente, la intensidad luminosa de la superficie de la imagen es directamente proporcional al diámetro de la lente e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia focal. Por ejemplo, la imagen producida por una lente de 3 cm de diámetro y una distancia focal de 20 cm sería cuatro veces menos luminosa que la formada por una lente del mismo diámetro con una distancia focal de 10 cm. La relación entre la distancia focal y el diámetro efectivo de una lente es su relación focal, llamada también número f. Su inversa se conoce como abertura relativa. Dos lentes con la
  • 8. TIPOS DE ESPEJOS • Hay tres tipos de espejos: • Planos: si el espejo no presenta curvatura diremos que es un espejo plano. • Cóncavos o divergentes: si la curvatura de un espejo es "hacia adentro" desde el punto de vista observado diremos que es un espejo cóncavo. • Convexos o convergentes: si la curvatura de un espejo esta "hacia afuera" desde el punto de vista observado diremos que es un espejo convexo.
  • 9. PRIMAS • Un prisma es un objeto capaz de refractar, reflejar y descomponer la luz en los colores del arco iris. Generalmente, estos objetos tienen la forma de un prisma triangular, de ahí su nombre. • De acuerdo con la ley de Snell, cuando la luz pasa del aire al vidrio del prisma disminuye su velocidad, desviando su trayectoria y formando un ángulo con respecto a la interface. Como consecuencia, se refleja o se refracta la luz. El ángulo de incidencia del haz de luz y los índices de refracción del prisma y el aire determinan la cantidad de luz que será reflejada, la cantidad que será refractada o si sucederá exclusivamente alguna de las dos cosas. • 1. Los prismas refractivos son los que únicamente reflejan la luz, como son más fáciles de elaborar que los espejos, se utilizan en instrumentos ópticos como los prismáticos, los monoculares y otros. • 2. Los prismas dispersivos son usados para descomponer la luz en el espectro del arcoíris, porque el índice de refracción depende de la frecuencia (ver dispersión); la luz blanca entrando al prisma es una mezcla de diferentes frecuencias y cada una se desvía de manera diferente. La luz azul es disminuida a menor velocidad que la luz roja. • 3. Los prismas polarizarte separan cada haz de luz en componentes de variante polarización.
  • 10. ESPEJOS ESFÉRICOS • Los espejos: Por definición, espejo es el nombre que recibe toda superficie o lamina de cristal azogado por la parte posterior, o de metal bruñido, para que se reflejen en ella los objetos. Por extensión se denomina “espejo” a toda superficie que produce reflexión de los objetos, por ej. : la superficie del agua. • Son tema de este trabajo los llamados “espejos esféricos”, por lo tanto, y a partir de la definición que hemos establecido previamente, extendemos el concepto: un espejo esférico esta formado por una superficie pulida correspondiente a un casquete esférico .
  • 11. ÓPTICA FÍSICA • Cuando los fenómenos ondulatorios comienzan a cobrar importancia, como en rapero que no puede explicar la difracción e interferencia, se requiere de la óptica física, que considera a la luz como una onda transversal, teniendo en cuenta su frecuencia y longitud de onda .
  • 12. RAYOS GAMMA • Su longitud de onda (lambda) < 0.1Å, donde 1Å (Ångström) es igual a 10-10m. Se originan en las desintegraciones nucleares que emiten radiación gamma. Son radiaciones muy penetrantes y muy energéticas.
  • 13. RAYOS X • Se producen por oscilaciones de los electrones próximos a los núcleos y tienen longitudes de onda entre 0.1Å y 30Å. • Son muy energéticos y penetrantes, dañinos para los organismos vivos, pero se utilizan de forma controlada para los diagnósticos médicos.
  • 14. RAYOS UVA • Se producen por saltos electrónicos entre átomos y moléculas excitados (30Å- 4000Å). • El Sol es emisor de rayos ultravioleta, que son los responsables del bronceado de la piel. Es absorbida por la capa de ozono, y si se recibe en dosis muy grandes puede ser peligrosa ya que impiden la división celular, destruyen microorganismos y producen quemaduras y pigmentación de la piel.
  • 15. INTRODUCCIÓN • Si hacemos un razonamiento simple sobre la naturaleza de la luz, fácilmente deducimos que la luz es algo que sale del Sol, inunda nuestro medio y, con la ayuda de nuestros ojos, nos permite ver. • Estudiar este "algo" intangible fue un reto para los que se acercaban al conocimiento de la naturaleza. ¿Cómo hacerlo?... ¿Analizando el ojo? ¿Tratando de separar la luz en partes y manipulándola ? ¿Haciéndola chocar con los objetos? ¿Mirando qué le pasa cuando atraviesa algunos cuerpos que no la hacen desaparecer?. • Este fue el camino que dio lugar al nacimiento de una rama de la óptica, la Óptica Geométrica, en la que todas las deducciones se hacen basándose en razonamientos geométricos y no es necesario suponer nada sobre la naturaleza de la luz. • Está claro que la luz viene del Sol y también de una llama, pero ¿qué le ocurre a la materia ardiente para que emita luz?