Conceptos Esenciales de Óptica: Luz, Lentes e Imágenes

Óptica: El Estudio del Comportamiento de la Luz

Se conoce por óptica el estudio del comportamiento de la luz. La óptica divide los problemas que se le plantean en tres tipos, y los estudia y resuelve por separado, creando así tres conjuntos de reglas para explicar el comportamiento de la luz.

Ramas Fundamentales de la Óptica

• Óptica Física: Estudia la luz partiendo del supuesto de que se comporta como ondas.
• Óptica Geométrica: Postula la existencia de rayos de luz, representados como líneas rectas a lo largo de las cuales se propaga la energía lumínica.
• Óptica Cuántica: Presupone que la luz está compuesta básicamente por cuantos de energía y se emplea para estudiar en detalle los efectos de la absorción o emisión de luz por parte de la materia, como sucede en las emulsiones fotográficas o en otros materiales sensibles.

Formación de una Imagen Óptica

Cuando la luz de un sujeto pasa a través de un sistema óptico, al observador le puede parecer que el objeto se encuentra en un lugar diferente y probablemente le parecerá de tamaño distinto. Ello se debe a la formación de una imagen óptica.

Esta imagen es una imagen real, es decir, que puede proyectarse sobre una pantalla dado que los rayos que proyecta pasan a través del agujero.

• Como la luz viaja en línea recta, la imagen se forma invertida lateral y verticalmente si la observamos desde detrás de la pantalla de enfoque.
• Debido a la difracción, la imagen tiene poca definición y queda oscura, ya que la misma cantidad de luz cubre una mayor superficie.

Luminosidad de una Lente y Números f

La luminosidad de un objetivo depende de la abertura, que se expresa en valores llamados números f. El número f es igual al cociente de la distancia focal dividida por el diámetro.

A veces, los objetivos están equipados con diafragmas calibrados en unidades de abertura relativa. Este concepto se representa mediante un número N, definido como la distancia focal del objetivo dividida por el diámetro de la pupila de entrada.

Distancia Focal: Concepto y Efectos

La distancia focal puede definirse como la distancia entre la lente y la película cuando el objetivo está enfocado al infinito.

Existe una relación directa entre la distancia focal y el tamaño de la imagen del sujeto que se registra sobre la película: a mayor distancia focal, mayor es la imagen sobre la película.

Y el ángulo de cobertura del objetivo es inversamente proporcional a la distancia focal: a mayor distancia focal, menor ángulo de visión y viceversa.

Círculos de Confusión: Claridad y Desenfoque

La luz que proviene de otras partes del sujeto enfocado, más o menos alejadas del objetivo, aparece más o menos cerca del plano de enfoque, formando discos de luz en lugar de puntos, lo que provoca una imagen borrosa o desenfocada.

Cada uno de estos círculos desenfocados que se forman sobre la película recibe el nombre de círculos de confusión.

Profundidad de Foco: Perspectiva del Fabricante

La profundidad de foco es un dato más interesante para el fabricante de la cámara que para el propio fotógrafo. Es la distancia que puede alejarse la película de la imagen óptica del objetivo, dando aún resultados con nitidez aceptable.

Tipos de Objetivos: Diseño y Aberraciones

Objetivos de un Solo Elemento

Estos objetivos constituyen el primer tipo de diseño. El representante inicial fue la lupa de aumento (biconvexa). Se adaptó a la cámara oscura para hacer más luminosa la imagen formada por el orificio.

Un objetivo simple, es decir, de un solo elemento con superficies esféricas, presentará todas las aberraciones primarias.

Las aberraciones cromáticas, esférica, coma, astigmatismo y curvatura de campo se combinarán, contribuyendo a una pobre calidad de la imagen, mientras que la distorsión creará imágenes deformes.