Fundamentos de Óptica: Lentes e Instrumentos Ópticos

Lentes

Las lentes tienen variadas aplicaciones. Una lente produce una imagen distorsionada y está construida por un material transparente que puede ser vidrio o policarbonato.

Una lente es un sistema óptico constituido por un medio transparente que se encuentra limitado por dos superficies refractarias de las que, al menos una, está curvada y a través de la refracción provoca una reconfiguración de los rayos de luz.

Trazado de Rayos Principales

Se trazan tres rayos para encontrar la imagen de un objeto. En los lentes encontramos dos focos simétricos a cada lado del vértice. El objeto se ubica a la izquierda y el observador a la derecha del lente.

1) Rayo Paralelo al Eje Óptico

Si el rayo incide paralelo en un lente convergente, se refracta pasando por el segundo foco. Pero si el lente es divergente, el rayo se refracta como si su prolongación pasara por el primer foco.

2) Rayo que Pasa por el Primer Foco

El segundo rayo pasa por el primer foco en un lente convergente y se refracta continuando paralelo al eje óptico. Para que desde un lente divergente el rayo continúe paralelo, tiene que recorrer la trayectoria cuya prolongación pasa por el segundo foco.

3) Rayo que Pasa por el Vértice

El tercer rayo pasa por el vértice en ambos lentes. El rayo continúa en la misma dirección.

Instrumentos Ópticos

El Ojo

El ojo es el principal instrumento óptico, ya que cualquier imagen que se quiera “ver” pasa por este. Su anatomía lo convierte en un verdadero sistema óptico.

Partes Principales del Ojo:

• Córnea: Membrana transparente y curva ubicada en la parte frontal del ojo, que recubre y protege a la pupila y al resto del ojo.
• Iris: Músculo con forma de disco perforado en el centro que se regula con la luz ambiental.
• Pupila: Apertura circular en el centro del iris, varía su diámetro de acuerdo con la intensidad de la luz. A mayor luz, la pupila disminuye su diámetro y en lugares oscuros aumenta.
• Cristalino: Lente convergente que modifica su curvatura para que la imagen que se forme en la retina quede enfocada. Este proceso se llama acomodación.
• Retina: Tejido ubicado en la parte posterior del ojo, formado por neuronas y terminaciones nerviosas. Las terminaciones están formadas por células que transforman la luz en impulsos eléctricos, transmitiendo a través del nervio óptico hasta el cerebro, donde se produce la visión.

En el ojo se produce el fenómeno de refracción, como en las lentes.

Defectos de la Visión

• Miopía: Defecto que impide la visión correcta de objetos lejanos. Se debe a una deformación del ojo en un alargamiento anteroposterior. Se corrige con lentes divergentes.
• Hipermetropía: Defecto contrario a la miopía, es decir, se forman imágenes borrosas de los objetos cercanos. El globo ocular es más corto, por lo que los rayos llegan atrás de la retina, formándose la imagen por detrás de la misma. Se corrige con lentes convergentes.
• Presbicia: Defecto asociado a la pérdida de la capacidad de acomodación del cristalino. Con la edad, el cristalino se torna rígido, lo que dificulta la visión cercana. Se corrige con lentes convergentes.
• Astigmatismo: Problema refractivo que se produce cuando la córnea no presenta la misma curvatura en todas sus zonas, por lo que la luz que entra se enfoca en más de un punto. Provoca visión borrosa y distorsionada. Se puede corregir con ambos tipos de lentes.