Instrumentos-opticos

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Lentes delgadas 
 (aprox. paraxial + delgadas)
Formación de imágenes con lentes CONVERGENTES O POSITIVAS
Objeto más allá del foco:
Imagen REAL, INVERTIDA
Objeto más cerca del foco:
Imagen VIRTUAL, 
DERECHA, AUMENTADA
Objeto en el foco: NO SE FORMA IMAGEN 
(en el infinito)
Siempre que el objeto sea real
Imagen VIRTUAL, DERECHA, 
REDUCIDA
Lentes delgadas 
 (aprox. paraxial + delgadas)
Formación de imágenes con lentes DIVERGENTES O NEGATIVAS
Aberración: cuando todos los rayos de un objeto puntual no son 
enfocados en un sólo punto imagen
Aberraciones
Bibliografía: Tipler
1- Aberración esférica
lentes esféricas espejo esférico
espejo 
parabólico
corrección
Los rayos lejos del eje óptico son desviados mucho más que los que se encuentran 
cerca (región paraxial), no todos los rayos son enfocados en el mismo punto.
1- Aberración esférica: ejemplos
2- Aberración cromática
Ocurre solo en lentes, donde el índice de refracción depende de la longitud de onda. 
La distancia focal depende del índice de refracción y por lo tanto de la longitud de 
onda. Esto se corrige usando una combinación de lentes.
Instrumentos Ópticos
1- El Ojo
La luz entra a través de una apertura 
variable: la pupila. El iris regula la 
entrada de luz que controla el tamaño de 
la pupila. Índice de refracción del humor 
acuoso y vítreo 1.336, para el cristalino 
1.437
La luz converge por la cornea y el 
cristalino, para formar una imagen real 
en la retina. !
La retina transmite la información a lo 
largo del nervio óptico al cerebro.!
El cristalino puede alterarse levente por el 
músculo ciliar, variando la longitud focal.!
cristalino
Nervio
óptico
Pupila
Músculo 
ciliar
1- El Ojo
cristalino
Nervio
óptico
Pupila
Músculo 
ciliar
Proceso de acomodación:
•  Cuando el ojo enfoca un objeto muy 
lejano, el músculo se relaja adquiere su 
longitud focal máxima 2.5 cm, que es 
la distancia entre la cornea y la retina!
•  Cuando el objeto se encuentra 
cercano al ojo, el músculo ciliar se 
tensa aumentando la curvatura de 
la lente, disminuyendo la longitud focal, 
para enfocar nuevamente.!
•  Objeto muy cercano al ojo, el cristalino 
no puede enfocar la luz en la retina y 
la imagen se ve borrosa.!
•  Punto próximo: !
 distancia mínima de enfoque.
 
 7 cm a los 10 años
 200 cm a los 60 años. (presbicia) !
d0
1.1- Defectos oculares: Hipermetropía
La imagen se forma detrás de la retina. Tiene problemas para ver objetos cercanos. Es 
corregida usando lentes convergentes.
correccióndefecto
1.2- Defectos oculares: Miopía
correccióndefecto
Enfoca objetos lejanos frente a la retina. Puede ver claramente objetos cercanos, pero 
tiene problemas para ver objetos distantes. Es corregida usando lentes divergentes.
1.3- Defectos oculares: Astigmatismo
La cornea no es esférica tiene un plano con diferente curvatura. Refracción diferente 
entre dos meridianos oculares. Se corrige con lentes que son combinación de 
esféricas y cilíndricas.
No puede ver enfocadas todas las 
líneas al mismo tiempo!
1.3- Formación de la imagen
•  Existe hipermetropía, un libro deberá situarse a 75cm para que la letra quede 
enfocada en la retina. Una lente convergente permite que el libro se acerque al ojo 
de modo que la imagen resulte mayor.!
•  Una lente convergente forma una imagen virtual y derecha cuando el objeto está 
entre la lente y el punto focal.!
Ejemplo.
Suponga que el punto próximo del ojo es 75 cm. ¿Qué potencia deberán tener unos 
lentes de lectura para acercar el punto próximo a 25cm?
Ejemplo.
Suponga que el punto próximo del ojo es 75 cm. ¿Qué potencia deberán tener unos 
lentes de lectura para acercar el punto próximo a 25cm?
2- la Lupa o microscopio simple 
2- la Lupa o microscopio simple 
d0 d0
•  Agregamos una lente convergente (lupa) y el objeto en el foco. Los rayos salen 
paralelos de la lente, la imagen en el infinito. El ojo enfoca, relajado, en la retina!!
Aumento angular 
de la lupa!
d0
•  Punto próximo: !d0 (aprox. 25 cm)
•  El tamaño de un objeto está determinado por el tamaño de su imagen en la retina. Este 
tamaño depende del ángulo que subtiende el objeto en el ojo: tamaño angular!
No es igual al 
aumento lateral!!
( á n g u l o s 
pequeños)
3- Microscopio compuesto
3- Microscopio compuesto
•  Formado por dos lentes convergentes. !
Objetivo: forma una imagen real del objeto. Esta imagen está aumentada y es invertida.
Objetivo! Ocular!
Ocular: se utiliza como una lupa para observar la imagen formada por el objetivo. Se 
coloca tal que la imagen del objetivo cae en el foco del ocular, los rayos llegan paralelos al 
ojo y este relajado enfoca en la retina. Imagen final Invertida.
Longitud de Tubo: L , distancia entre los focos de las lentes (alrededor de 16 cm).
•  Usado para ver objetos pequeños a distancias cortas.!
Objeto: ubicado inmediatamente después del foco del objetivo.
tan� =
y
f0
= �y
0
L
3- Microscopio compuesto
Objetivo! Ocular!
Me =
d0
fe
M = m
o
M
e
= � L
f
o
d0
f
e
Poder amplificador 
o aumento angular 
del Microscopio!
 La ampliación del 
ocular es la de la lupa 
(angular)
A partir del rayo que sale 
paralelo al eje óptico….
 La ampliación del 
objetivo (lateral)
Punto próximo: !d0 (aprox. 25 cm)
4- Telescopio
4- Telescopio (refractor)
•  Formado por dos lentes convergentes (lupa) y objeto en el infinito. La imagen del 
objetivo se forma en su plano focal. !
•  Usado para ver objetos muy grandes lejanos.!
Objetivo! Ocular!
•  El objetivo no necesita ampliar la imagen sino acercarla para que pueda observarse 
mediante el ocular.!
Objetivo! Ocular!
4- Telescopio
Aumento angular o 
poder amplificador 
del Telescopio!
Se consigue una gran amplificación con un objetivo de gran distancia focal y un ocular de 
distancia focal pequeña. Por eso los telescopios son largos.
(signo - imagen final 
invertida)!
tan ✓e =
y0
fe
⇡ ✓e