LENTES
BIOFSICA UNJFSC - HUACHO
Ao de las cumbres mundiales en el Per
FACULTAD
MEDICINAESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL
MEDICINA HUMANACICLO
IIAREABIOFSICA
DOCENTE
FIESTAS URBINA, Job.
INTEGRANTES
ANICAMA MENDOZA, Karent
BARRUETO GALLEGOS, Claudia
PALACIOS MARCELO, Jos
PICHILINGUE SALAS, Rafael
LENTESSon sustancias transparentes (el ms comn el vidrio, aunque
a veces, el plstico o cristal) limitados por dos superficies de las
cuales por lo menos una de ellas debe ser, por lo general la curva
es un contorno esfrico.
Las lentes tienen importantes aplicaciones, se usan para
corregir los defectos de la visin en el hombre (miopa,
hipermetropa), tambin en las cmaras fotogrficas, en los
telescopios, y ni que decir del microscopio, que ha permitido
descubrir la reproduccin de clulas, los elementos que integran la
sangre etc.
Telescopio RefractorEste telescopio solo utiliza una combinacin
de lentes para formar la imagen, mas no un espejo curvo a
diferencia de un telescopio reflector.
Las lentes se hicieron a partir del siglo XIII. En 1608 Hans
Lippershey construy y pidi la patente del primer telescopio que
luego fue mejorado por Galileo Galilei.
En 1610, Galileo combin dos lentes en un telescopio, con el que
descubri las lunas de Jpiter y en el mismo ao los anillos de
Saturno.
Una lente es un trozo circular y delgado de material
transparente, normalmente de vidrio, cuyo espesor varia del centro
al borde. Las dos superficies de una lente pueden ser planas,
cncavas o convexas, dando lugar a las cinco posibles formas de
lentes. Sin embargo, a pesar de estas diferencias en la forma, solo
existen dos tipos bsicos de lentes: lentes convergentes (positivas)
y divergentes (negativas). Las lentes convexas y planas convexas
son siempre convergentes; las lentes cncavas y plano-cncavas son
siempre divergentes; una lente menisco puede ser convergente o
divergente dependiendo de la curvatura relativa de sus superficies
cncava y convexa.
Una lente se parece a un prisma en que se desva un rayo de luz
que pasa a travs de ella. Sin embargo, se diferencia de un prisma
en que el ngulo de desviacin del rayo depende del lugar por donde
penetra el rayo en la lente.
Una lente convexa, o positiva, esta tallada de tal manera que
todos los rayos paralelos que inciden sobre ella son desviados
hacia el mismo punto. La lnea que pasa por el centro de la lente,
perpendicular al plano de la misma, recibe el nombre de eje ptico.
Todos los rayos incidentes que son paralelos al eje ptico son
desviados de modo que pasan por el punto del eje ptico. Todos los
rayos incidentes que son paralelos al eje ptico son desviados de
modo que pasan por el punto del eje ptico. Este es el punto focal o
foco de la lente.La desviacin de un rayo es la misma sea cual sea
el lado de la lente sobre el que incide. Por lo tanto, los rayos
paralelos que incidan sobre la lente por la derecha, cortan al eje
ptico que esta a la misma distancia a la izquierda. En consecuencia
una lente tiene dos focos, uno a cada lado, que se encuentra a la
misma distancia del centro de la lente.Un rayo sigue el mismo
camino a travs de un sistema ptico sin importar la direccin de su
movimiento a travs del sistema. Este principio de reversibilidad es
importante para el anlisis so los sistemas pticos.LENTES
CONVERGENTES O CONVEXAS
Son aquellas que se caracterizan por hacer converger (juntar) en
un punto, los rayos paralelos que inciden en una de las caras de la
lente. El punto donde convergen los rayos refractados en la lente,
se denomina foco (F).
Formas de lentes convergentes
LENTES DIVERGENTES O CNCAVAS
Son aquellas que se caracterizan por hacer divergir (separar)
los rayos paralelos que inciden en una de sus caras. La prolongacin
de los rayos divergidos concurre en un punto denominado foco
(F).
Formas de lentes divergentes
PLANO FOCALEs aquel plano donde se encuentran los focos
secundarios, pero tambin contiene al foco principal.
ELEMENTOS DE UNA LENTEToda lente tiene los siguientes
elementos:
RAYOS PRINCIPALESLos rayos principales trazados a continuacin
son de gran utilidad para facilitar la construccin de las imgenes
de un objeto en una lente.
Todo rayo que incide en una lente en forma paralela a su eje
principal, se refracta pasando por si foco principal (F).
Todo rayo que pasa por el centro ptico O de una lente, no
experimenta desviacin.
Todo rayo luminoso que incide en una lente pasando por el foco
(F), se refracta propagndose paralelamente al eje principal.
CONSTRUCCIN DE IMGENES EN UNA LENTE
Para construir la imagen de un objeto en una lente, se necesita
trazar como mnimo dos rayos principales; a continuacin se trazar el
1er y 2do rayo principal antes descrito. Para una lente
convergente: Existen cinco casos; veamos:
Cuando el objeto se ubica antes del centro (C).
La imagen es real invertida y de menor tamao. Cuando el objeto
se ubica en el centro (C).
La imagen es real, invertida y de igual tamao. Cuando el objeto
se ubica entre el centro (C) y el foco (F1). La imagen es real,
invertida y de mayor tamao.
Cuando el objeto se ubica en el foco (F1)
No hay imagen Porque los rayos refractados no se cortan.
Cuando el objeto se ubica entre el foco (F1) y el centro ptico
(O).
La imagen es virtual, derecha y de mayor tamao
Para una lente divergente: Existe slo un caso; veamos:
En una lente divergente la imagen siempre es: virtual derecha y
de menor tamao que el objetoECUACIONES DE LAS LENTES DELGADASEl
trazado del 1er y el 2do rayo es til para entender la funcin de un
sistema de lentes, pero a menudo no es lo bastante preciso para
calcular la distancia imagen. Por lo tanto, es necesario obtener
una frmula exacta que relacione la distancia imagen, la distancia
objeto y la distancia focal.
I) Ecuacin de los focos conjugados o de Gauss
II) Ecuacin del aumento (A) o magnificacin
Potencia de una lente ( Potencia ptica)
EJEMPLOS:1. En la figura se muestra una copa O y su imagen I. A
qu distancia de la lente est ubicada dicha copa?
2. Un objeto de 10cm de altura se encuentra ubicado a 60 cm de
una lente cuya potencia ptica es de -2,5 dioptras. Qu altura
presenta su imagen?
ECUACIN DEL FABRICANTE DE LENTESEsta ecuacin nos permite
calcular la distancia focal (f) conociendo las propiedades de las
lentes; es decir relacionando los radios de la curvatura R1 y R2,
el ndice de refraccin (nL y nm) y la distancia focal
(f).Considerando el siguiente caso:
EJEMPLOEn el siguiente diagrama se muestra una lente (nL=1,5);
determine la distancia focal de la lente.
COMBINACIN DE LENTES DELGADASMuchos instrumentos pticos como el
microscopio y el telescopio utilizan una combinacin de lentes o un
sistema compuesto de lentes. Cuando se utilizan en combinacin dos o
ms lentes, puede determinarse la imagen final producida, si se
considera las lentes en forma individual, tal como se muestra en la
figura.
EJEMPLODos lentes tal como se muestran estn separadas 40cm. La
distancia focal de la primera lente es de 20cm y de la segunda es
de -10cm. El objeto est a 60 cm y a la izquierda de la primera
lenta. Dnde est localizada la imagen final?
ECUACIN DE LA DISTANCIA FOCAL EQUIVALENTE DE UN SISTEMA DE
LENTESA) Lentes en contacto :
B) Lentes separadas :
EJEMPLOLa figura muestra dos lentes en contacto A y B, cuyos
ndices de refraccin son : nA = 1,4 y nB =1,5. Determine la
distancia focal de la lente equivalente del sistema ptico. (X =40;
Y=100).
EL OJO HUMANOEl ojo humano es el instrumento ptico ms
fundamental, puesto que sin l no existira el campo de la ptica. El
ojo humano es similar a una cmara fotogrfica sencilla, en varios
aspectos. Al igual que la cmara, un ojo normal enfoca la luz para
producir una imagen ntida; sin embargo, el mecanismo con el cual el
ojo controla la cantidad de luz admitida y el ajuste propio con el
que enfoca correctamente las imgenes, son ms complejos, intrincados
y efectivos que los utilizados en las cmaras ms sofisticadas. En
todos los sentidos el ojo es una estructura maravillosa. El ojo
humano dispone de dos elementos para enfocar, la crnea y el
cristalino. Sin embargo para el trazado del 1er y 2do rayo, la luz
que pasa a travs del ojo se comporta como si fuese refractada en un
plano nico, llamado plano principal, orientado perpendicularmente
al eje ptico. El punto donde el plano principal corta al eje ptico
se denomina punto principal P del sistema ptico. El plano principal
tiene todas las propiedades de una lente con dos excepciones:1.
Como el ojo est lleno de un fluido (humor vtreo) en lugar de aire,
los puntos focales anterior y posterior no estn a la misma
distancia del plano principal.2. El punto a travs del cual pasa un
rayo sin desviarse por el sistema ptico no es el punto principal P
sino un segundo punto llamado el punto nodal N. un rayo principal
es un rayo que pasa por N sin desviarse.En la figura se muestra las
posiciones de los puntos focal, principal y nodal del ojo humano
cuando est relajado (acomodacin a visin remota). El punto principal
est a 2,3cm delante de la retina, y el punto nodal se encuentra 0,6
cm detrs del punto principal. Los puntos focales anterior y
posterior distan del punto principal 1,7 y 2,3 cm respectivamente.
Observe que los rayos 1 y 2 se refractan en el plano principal del
mismo modo que lo haran en una lente nica pero en la que el rayo
principal (no desviado) pasa por el punto nodal N en lugar del
punto principal P.DEFECTOS DEL OJO HUMANOAunque el ojo humano es
uno de los rganos ms sorprendentes del cuerpo, puede presentar
algunas anomalas, que con frecuencia se pueden corregir con
anteojos, lentes de contacto o ciruga. Estos defectos son:
A) HIPERMETROPA: se da cuando un ojo produce la imagen de un
objeto distante, atrs de la retina, tal como se muestra en el
grfico, y la persona padece de vista cansada.
Con este defecto los objetos cansados se ven borrosos.
Este defecto se puede corregir con lentes convergentes.
EJEMPLOUna persona hipermtrope puede leer bastante bien sin
gafas a una distancia de 80cm, sus gafas tienen una potencia de 2,5
dioptras. Cul es la distancia de lectura cuando lleve puestas sus
gafas?ResolucinLa persona hipermtrope usa lentes convergentes.
La imagen debe ubicarse a 80cm de la persona, para que sta pueda
leer con claridad.
B) MIOPA: Se presenta cuando el ojo produce la imagen de un
objeto distante frente o delante de la retina, tal como se muestra
en la figura.Las caractersticas de este defecto es que los objetos
distantes (muy lejanos) no se distinguen con claridad.
Este defecto puede corregirse con lentes divergentes.
EJEMPLO
.La distancia mnima de visin de un miope es de 12 cm. Qu lente
ha de usar tal que el punto prximo de visin se aleje a 30cm?
Resolucin
Una persona con miopa debe usar una lente divergente para
corregir este defecto.Del dato del problema la persona puede ver
con claridad a una distancia mnima de 12cm.
Cuando el punto prximo es de 30 cm, es decir cuando el objeto se
aleje como mnimo 30 cm; se debe utilizar una lente divergente para
que la imagen del objeto se encuentre a 12 cm, de tal manera que la
persona pueda ver con claridad.
OBSERVACIN
En el estudio de las lentes, se considerar lentes esfricas
delgadas; es decir el espesor de la lente es despreciable en
comparacin con los radios de las superficies que limitan la lente y
con la distancia del objeto a la lente.
NOTA IMPORTANTE
Las lentes convergentes se identifican porque la parte central
es ms gruesa que en los extremos; siempre y cuando la lente est
rodeada de aire.
NOTA IMPORTANTE
Las lentes divergentes se identifican porque la parte central es
ms delgada que los extremos; siempre y cuando la lente est rodeado
de aire.
NOTA IMPORTANTE
Observe que toda lente tiene dos puntos focales (F1 y F2) que
equidistan del centro ptico O
OBSERVACIN
Toda lente divide al espacio en el cual se sita en dos zonas,
denominado zona real (Z.R.) a aquella donde se encuentra el
observador, y zona virtual (Z.V.) a aquella donde se sita el
objeto.
NOTA
Este es el caso de una lupa
NOTA IMPORTANTE
La distancia focal (F) no significa que es la mitad del radio de
la curvatura
.....(no siempre)
NOTA
En las ecuaciones se considera el signo de las distancias
focales segn el tipo de lentes
PAGE 1FACULTAD DE MEDICINA -- E.A.P. MEDICINA HUMANA
