Principios de Óptica Geométrica y Sistemas de Imagen

Fundamentos de la Óptica Geométrica

La óptica geométrica es la parte de la óptica que trata los cambios de dirección que experimentan los rayos luminosos en las reflexiones y refracciones sucesivas. Un sistema óptico está formado por un conjunto de superficies especulares o transparentes que separan medios de diferentes índices de refracción.

Tipos de Sistemas Ópticos

• Sistema óptico estigmático: Se produce cuando los rayos emitidos por un punto objeto originan un único punto imagen después de atravesar un sistema óptico.
• Sistema astigmático: Por el contrario, si un punto objeto origina varios puntos imagen, el sistema se denomina astigmático.

El Dioptrio y sus Elementos

Un dioptrio es un sistema óptico formado por una sola superficie que separa dos medios de distinto índice de refracción.

Dioptrio Esférico

Es el conjunto formado por dos medios transparentes, isótropos y homogéneos, con diferente índice de refracción, separados por una superficie esférica. Sus componentes principales son:

• Eje del dioptrio, eje principal o eje óptico: Es el eje de simetría de la superficie esférica.
• Polo, vértice o centro óptico: Es el punto de corte del eje óptico con el casquete esférico.
• Centro de curvatura: Es el centro de la superficie esférica a la que pertenece el dioptrio.
• Radio de curvatura: Es la distancia medida sobre el eje óptico desde el centro de curvatura (C) hasta el vértice (O) del dioptrio.
• Eje secundario: Es cualquier recta que pase por el centro de curvatura y corte al casquete esférico.
• Distancia objeto: Es la medida sobre el eje desde el punto objeto (A) hasta el vértice (O).
• Distancia imagen: Es la distancia medida sobre el eje desde el punto imagen hasta el vértice.

Dioptrio Plano

Consiste en un conjunto formado por dos medios transparentes, isótropos y homogéneos, separados por una superficie plana.

Espejos y Lentes

Los espejos son superficies opacas y pulimentadas capaces de reflejar la luz. Pueden ser planos, esféricos, entre otros tipos.

Una lente es un sistema óptico centrado formado por dos dioptrios, uno de los cuales, al menos, es esférico, y en el que los dos medios refringentes externos poseen el mismo índice de refracción. Estas pueden clasificarse en:

• Convergentes: Son más gruesas por el centro y más estrechas por los bordes.
• Divergentes: Son más gruesas por los bordes que por el centro.

La Cámara Oscura

La cámara oscura consiste en una zona cerrada cuya fuente de luz es un pequeño orificio situado en una de sus paredes. Los rayos que entran por dicho orificio proyectan en la pared opuesta la imagen del exterior, invirtiéndola tanto vertical como horizontalmente. Este dispositivo es uno de los antepasados fundamentales de la cámara fotográfica.