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Física · Glosario

¿Qué es Lente delgada?

También llamado: lente · lente convergente · lente divergente · centro óptico · eje principal

Definición 10.1 Física de secundaria · Capítulo 10 — Lentes, imágenes y el ojo

Una lente es un medio transparente limitado por dos superficies, al menos una de ellas curva. Si es más gruesa en el centro que en el borde, es convergente: los rayos paralelos se desvían unos hacia otros; si es más gruesa en el borde, es divergente: los rayos se separan. Una lente delgada tiene un grosor despreciable: la dibujamos como un segmento con puntas de flecha hacia fuera (convergente) o hacia dentro (divergente). Su centro OO es el centro óptico; la recta perpendicular que pasa por OO, el eje principal.

Ejemplos

Ejemplo 10.4 (Leer una receta)

Una lente con f′=0.50 mf' = 0.50\,\mathrm{m} tiene C=1/0.50=+2.0C = 1/0.50 = +2.0 D: convergente. Una receta de −4.0-4.0 D significa f′=−0.25 mf' = -0.25\,\mathrm{m}: divergente, de 25 cm25\,\mathrm{cm} de distancia focal.

Ejemplo 10.10 (La fórmula en acción)

Un objeto está 30 cm30\,\mathrm{cm} delante de una lente convergente con f′=10 cmf' = 10\,\mathrm{cm}: OA‾=−30 cm\overline{OA} = -30\,\mathrm{cm}, luego

1OA′‾=110−130=115,OA′‾=+15 cm,γ=15−30=−0.50:\frac{1}{\overline{OA'}} = \frac{1}{10} - \frac{1}{30} = \frac{1}{15}, \qquad \overline{OA'} = +15\,\mathrm{cm}, \qquad \gamma = \frac{15}{-30} = -0.50 :

una imagen real 15 cm15\,\mathrm{cm} detrás de la lente, invertida y de tamaño mitad — exactamente lo que dibujan los tres rayos.

Ejemplo 10.12 (La potencia óptica de tu ojo)

La retina está en OA′‾=+0.017 m\overline{OA'} = +0.017\,\mathrm{m}. Objeto lejano (1/OA‾≈01/\overline{OA} \approx 0): C=1/0.017≈59C = 1/0.017 \approx 59 D. Punto próximo (OA‾=−0.25 m\overline{OA} = -0.25\,\mathrm{m}): C=1/0.017+1/0.25≈63C = 1/0.017 + 1/0.25 \approx 63 D. Leer cuesta unas 44 D: el ojo es una lente de 5959 D con un ajuste fino incorporado de +4+4 D.

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Definición 3.10 Física universitaria — primer año · Capítulo 3 — Espejos y lentes delgadas

Una lente es un medio transparente limitado por dos superficies esféricas (o planas); es delgada cuando su espesor es despreciable frente a los radios y frente a las distancias en juego, de modo que sus dos vértices se funden en un único punto, el centro óptico OO. Un rayo que pasa por OO no se desvía. El foco imagen F′F' es la imagen de un punto del eje en el infinito; el foco objeto FF es el punto cuya imagen está en el infinito; ambos están a la misma distancia de OO: OF′‾=−OF‾=f′\overline{OF'} = -\overline{OF} = f', la distancia focal. La lente es convergente si f′>0f' > 0 (F′F' real, aguas abajo; bordes más finos que el centro), y divergente si f′<0f' < 0. Su vergencia V=1/f′V = 1/f' se mide en dioptrías (1 δ=1 m−11\,\delta = 1\,\mathrm{m}^{-1}).

Una lente convergente: objeto AB más allá de F. El rayo que pasa por O sigue recto, el rayo paralelo se desvía pasando por F' y el rayo que pasa por F sale paralelo; los tres se cortan en B': imagen real e invertida. Aquí OA = -1.5f', luego OA' = 3f' y = -2.
Una lente convergente: objeto ABAB más allá de FF. El rayo que pasa por OO sigue recto, el rayo paralelo se desvía pasando por F′F' y el rayo que pasa por FF sale paralelo; los tres se cortan en B′B': imagen real e invertida. Aquí OA‾=−1.5f′\overline{OA} = -1.5f', luego OA′‾=3f′\overline{OA'} = 3f' y γ=−2\gamma = -2.
Una lente divergente (F' aguas arriba, F aguas abajo): el rayo paralelo emerge como si viniera de F' y el rayo central sigue recto; sus prolongaciones hacia atrás se cortan en B' — una imagen virtual, derecha y reducida, sea cual sea la posición del objeto.
Una lente divergente (F′F' aguas arriba, FF aguas abajo): el rayo paralelo emerge como si viniera de F′F' y el rayo central sigue recto; sus prolongaciones hacia atrás se cortan en B′B' — una imagen virtual, derecha y reducida, sea cual sea la posición del objeto.

Ejemplos

Ejemplo 3.13 (La misma lente, tres usos)

Una lente convergente, f′=5.0 cmf' = 5.0\,\mathrm{cm}. Sello a 3.0 cm3.0\,\mathrm{cm}: 1/OA′‾=1/5−1/3=−2/151/\overline{OA'} = 1/5 - 1/3 = -2/15, OA′‾=−7.5 cm\overline{OA'} = -7.5\,\mathrm{cm}, virtual, γ=+2.5\gamma = +2.5: la lupa. Lámpara a 20 cm20\,\mathrm{cm}: OA′‾=6.7 cm\overline{OA'} = 6.7\,\mathrm{cm}, real, γ=−1/3\gamma = -1/3: una imagen invertida y reducida sobre una cartulina. Ventana a 4 m4\,\mathrm{m}: OA′‾≈f′\overline{OA'} \approx f', imagen invertida diminuta en el plano focal — la cámara. Tres usos, una relación.

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