Lentes

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F CULT D DETECNOLOG MDIC

ESPECI LID D DE OPTOMETRICurso: OPTICA FISICA Y GEOMETRICA

Temas: LENTES

Alumnos:

AQUINO MEJICO ARNOLD

CUTIPA HUILLCA ALEXANDER

FAUSTINO VALERIO RICHARD

LUJAN HUAMAN MIGUEL

LLERENA QUISPE YARITZA

MORENO YAURI ARLIE

VALLADARES BARRON JUAN F.

Docente: GUILLERMO AGUILAR

Ao: SEGUNDO

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UNFV-FTM-OPTOMETRA | LENTES 2

INTRODUCCION

En este trabajo presentaremos datos relevantes, sealando aspectosimportantes sobre lentes.

Una lente es un objeto transparente delimitado por dos superficies, de lascuales una es plana.

Una lente gruesa puede considerarse un sistema ptico, permitiendo conello la posibidad de que este formada por varias lentes, simples ocompuestas.

Cuando la luz pasa por dos o ms lentes, la accin combinada puededeterminarse si se considera la imagen formada por la primera lente comoel objeto de la segunda, y as sucesivamente.

La ampliacin total producida por un sistema de lentes es el producto delos aumentos o ampliaciones producida por cada lente en el sistema.

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INDICE

1. Lentes2. Caractersticas de las lentes3. Clasificacin

3.1. Segn su forma3.1.1.Lentes convergentes3.1.2.Lentes divergentes

3.2. Segn su grosor

3.2.1.Lentes delgadas3.2.2.Lentes gruesas

Elementos de la lentes gruesasPlanos principales de una lente gruesaElementos cardinales de una lente gruesa

3.3. Segn su composicin3.3.1.Lentes simple3.3.2.Lentes compuestas

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1. LENTES

Son objetos transparentes (normalmentedevidrio), limitados por dos superficies, delas que al menos una es curva.

Las lentes ms comunes estn basadas en eldistinto grado de refraccin queexperimentan los rayos al incidir en puntosdiferentes del lente. Entre ellas estn lasutilizadas para corregir los problemas devisin engafas,anteojos olentillas. Tambinse usan lentes, o combinaciones de lentesyespejos,entelescopios ymicroscopios.

2. CARACTERIZACIN DE LAS LENTES:Las caractersticas pticas de las lentes sencillas (nicas) o compuestas(sistemas de lentes que contienen dos o ms elementos individuales)vienen determinadas por dos factores: la distancia focal de la lente y larelacin entre la distancia focal y el dimetro de la lente. La distancia focalde una lente es la distancia del centro de la lente a la imagen que formade un objeto situado a distancia infinita. La distancia focal se mide de dosformas: en unidades de longitud normales, como por ejemplo 20 cm o 1 m,o en unidades llamadas dioptras, que corresponden al inverso de ladistancia focal medida en metros. Por ejemplo, una lente de 1 dioptra

tiene una distancia focal de 1 m, y una de 2 dioptras tiene una distanciafocal de 0,5 m. La relacin entre la distancia focal y el dimetro de unalente determina su capacidad para recoger luz, o "luminosidad". Estarelacin se conoce como nmero f, y su inversa es la abertura relativa.
http://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gafashttp://es.wikipedia.org/wiki/Anteojohttp://es.wikipedia.org/wiki/Lente_de_contactohttp://es.wikipedia.org/wiki/Espejohttp://es.wikipedia.org/wiki/Telescopiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Microscopiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Microscopiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Telescopiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Espejohttp://es.wikipedia.org/wiki/Lente_de_contactohttp://es.wikipedia.org/wiki/Anteojohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gafashttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidrio

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3. CLASIFICACIN DE LAS LENTES:

3.1. Segn su forma:

Atendiendo a la forma de las superficies que constituyen los dioptriosy, por tanto, segn el signo de los radios de curvatura de los dos

dioptrios, las lentes pueden ser convergenteso divergentes.3.1.1. Lentes convergentes o positivos

Son ms gruesas por su parte central y ms estrechas en losbordes. Se denominan as debido a que unen (convergen), en unpunto determinado que se denominafoco imagen,todo haz derayos paralelos al eje principal que pase por ellas. Pueden ser:

Biconvexas Planoconvexas Cncavo-convexas

Cuando se aplican estas reglas sencillas para determinar la imagen de unobjeto por una lente convergente, se obtienen los siguientes resultados:

- Si el objeto est situado respecto del plano ptico a una, la imagen esreal, invertida y de menor tamao.

- Si el objeto est situado a una distancia del plano ptico igual a 2f, laimagen es real, invertida y de igual tamao.

- Si el objeto est situado a una distancia del plano ptico comprendida

entre 2f y f, la imagen es real, invertida y de mayor tamao.- Si el objeto est situado a una distancia del plano ptico inferior a f, laimagen es virtual, directa y de mayor tamao.

3.1.2. Lent

3.1.3.
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Foco_imagen&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Foco_imagen&action=edit&redlink=1

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3.1.4. Lentes divergentes o negativos

Son ms gruesas por los bordes y presentan una estrechez muypronunciada en el centro. Se denominan as porque hacendivergir (separan) todo haz de rayos paralelos al eje principal quepase por ellas, sus prolongaciones convergen en el foco imagenque est a la izquierda, al contrario que las convergentes, cuyofoco imagen se encuentra a la derecha. Pueden ser:

Bicncavas Planocncavas Convexo-cncavas

La construccin de imgenes formadas por lentes divergentes se lleva acabo de forma semejante, teniendo en cuenta que cuando un rayo

incide sobre la lente paralelamente al eje, es la prolongacin del rayoemergente la que pasa por el foco objeto F. Asimismo, cuando un rayoincidente se dirige hacia el foco imagen F' de modo que su prolongacinpase por l, el rayo emergente discurre paralelamente al eje. Finalmente yal igual que sucede en las lentes convergentes, cualquier rayo que se dirijaa la lente pasando por el centro ptico se refracta sin sufrir desviacin.

Aunque para lentes divergentes se tiene siempre que la imagen resultantees virtual, directa y de menor tamao, la aplicacin de estas reglaspermite obtener fcilmente la imagen de un objeto situado a cualquierdistancia de la lente.

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3.2. Segn su grosor:

Teniendo en cuenta el grosor de las lentes, stas se clasificanen delgadasy gruesas.

3.2.1. Lentes delgadas: su grosor es despreciable en comparacin

con los radios de curvatura de los dioptrios que las forman.Podemos considerar que O1= O2y que ambos poloscoinciden en un punto que llamaremos centro ptico ogeomtricode la lente, O.

3.2.2. Lentes gruesas: son aquellas lentes en las que, dado sugrosor, no es despreciable la distancia que separa los dosdioptrios que la forman.

Elementos de las lentes gruesas: Planos principales:son dos planos paralelos entre s. Dichos

planos son conjugados y el aumento para ellos es igual a la unidad.

(La imagen de un objeto colocado en uno de ellos ser de igual

tamao, siendo adems derecha y real).

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Puntos nodales:son dos, cuya caracterstica es, que todo rayo

que penetra siguiendo una direccin que pasa por uno de ellos,

emerge siguiendo una direccin cuya prolongacin pasa por el

otro, paralelamente al incidente.

Distancias focales:Se define habitualmente como distancias

focales a las distancias que existen entre los focos y los puntos H y

H`, denominados puntos principales.

Distancias frontales:Se denomina distancias frontales a las que

existen entre los focos y los vrtices de las lentes. Cuando la lente

no es simtrica, dichas distancias F V y F V` no son iguales.

Potencia y poder de las lentes gruesas:

- Hemos definido el poder focal como el valor inverso a la

distancia focal; anlogamente se define el poder frontal, como el

valor inverso a la distancia frontal.

En resumen, las lentes oftlmicas gruesas tienen los siguientes

poderes convergentes:

* Poder esferomtrico

* Poder focal

* Poder frontal anterior

* Poder frontal posterior

En las lentes oftlmicas el poder que ms se aplica es el poder

frontal posterior, por ser el que se halla directamente relacionado

a la convergencia de los rayos luminosos que penetran en el ojo.

La importancia de expresar la potencia de las lentes oftlmicas

por medio de su poder frontal, se relaciona en la convergencia o

inclinacin de los rayos, a la lente misma; en cambio, el poderfocal relaciona dicha convergencia a los planos principales sin

darnos ms que una idea aproximada sobre la posicin de la

lente en el espacio.

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Planos principales de una lente gruesa:

Una lente gruesa es un sistema ptico centrado formado por dossuperficies (dioptrios) esfricas o una esfrica y otra plana. Segn se havisto, los planos principales de cada una de las superficies coinciden con

sus respectivos vrtices:

El plano principal objeto de la lente viene definido por los puntos deinterseccin de la direccin de los rayos incidentes por F con la direccinde sus respectivos emergentes paralelos al eje. De igual forma, el planoprincipal imagen de la lente viene definido por los puntos de interseccinde la direccin de los rayos incidentes paralelos al eje con la direccin delos emergentes por F'.

Ntese que los planos H y H' pueden estar situados tanto fuera como

dentro de la lente dependiendo su posicin, como se ver posteriormente,de la geometra de la lente (radios y espesor), de su ndice de refraccin ydel de los medios en que se encuentra sumergida.

En el caso de las lentes que tienen una cara plana (plano-cncavas yplano-convexas), uno de los planos principales es tangente a la cara curvade la lente independientemente de los ndices de refraccin de los mediosy de la lente.

Por ltimo sealar que losplanos H y H' de un sistemaen general, pueden estarsituados en este orden o en

el contrario, dependiendola posicin relativa de H yH de la geometra delsistema y de su naturaleza.

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Elementos cardinales de una lente gruesa

El punto y el plano focal objeto (F, O)El punto y el plano focal objeto (O, F)Los puntos y planos principales (H, H )

Los puntos y planos antiprincipales (h, h )Los puntos nodales (N, N): Es cuando los medios externos seaniguales, es decir, cuando los puntos nodales coinciden con lospuntos principales.Los puntos antinodales (n, n) : Se determina mediante el trazadografico de rayos.Potencia Efectiva o Potencia de Vrtice Posterior.En optometra, el instrumento que mide la potencia de vrticeposterior es el FRONTOFOCOMETRO.

3.3. Segn su composicin:

3.3.1. lente simpleest compuesta de un slo elemento ptico,una sola lente.

3.3.2. lente compuesta consta de varios elementos pticos(lentes convexas, biconvexas, bicncavas, plano convexas,meniscos, etc) de distintas formas y de materiales condistintos ndices de refraccin, los cuales estn colocadosuno tras otro en un mismo eje.

Los elementos pticos de una lente compuesta puedenestar fsicamente en contacto o separados y en conjunto secomportan como si fueran una lente simple, pero con unmenor grado de aberraciones en la imagen que forman.

La finalidad del diseo de una lente compuesta es corregirlos problemas de aberracin de una lente simple(aberracin cromtica, esfrica...) mediante el uso deelementos pticos de diversos materiales, de manera que

se compensen las aberraciones de un material con las deotro y asi al final tener una imagen ms precisa.

La diferencia entre una lente simple y una compuesta es:- La lente simple solo tiene un elemento, la compuestavarios- El diseo de una lente compuesta reduce en mayor omenor grado las de aberraciones de una lente simple.

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CONCLUSIONES

Se define como lente gruesa cuando la separacin entre los vrticesde las superficies refractoras de una lente es diferente de cero. Un rayo de luz incide sobre una lente gruesa de ndice de refraccin

n en forma perpendicular a la cara plana. A partir de este modelo sepuede obtener una expresin para su distancia focal en el caso quese supongan vlidas ciertas aproximaciones.

Una lente gruesa se caracteriza por su radio de curvatura, sundicede refraccin,y su espesor.

Un lente grueso, con un espesor significativo en relacin a sudistancia focal, obliga a hacer clculos mucho ms complejos paradeterminar donde caen exactamente los rayos refractados.

Son lentes de espesor no despreciable, de forma que puntos yplanos principales ya no coinciden con el centro de la lente.

La potencia y el poder focal de las lentes gruesas se definen como elvalor inverso a la distancia focal; anlogamente se define el poderfrontal, como el valor inverso a la distancia frontal.

En resumen, las lentes oftlmicas gruesas tienen los siguientespoderes convergentes: Poder esferometrico Poder focal Poder focal anterior

Poder focal posterior
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/geoopt/refr.html#c2http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/geoopt/refr.html#c2http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/geoopt/refr.html#c2http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/geoopt/refr.html#c2

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NEXOS

PRACTICA DE LABORATORIO:Caracterizacin de parmetros pticos en sistemas compuestos y lentesgruesas

Objetivo: El alumno determinar puntos pticos principales de sistemascompuestos en la aproximacin gaussiana.

Introduccin:

Una lente gruesa es aquella cuyo espesor no es despreciable encomparacin con su longitud(es) focal(es). Un sistema pticocompuesto (SOC) es aquel que est constituido por una o variaslentes gruesas y/o delgadas.

Para una lente gruesa o SOC, las frmulas de Gauss de lentes delgadas

siguen valiendo salvo un cambio respecto de la interpretacin dedistancias.En la figura, todas las distancias ahora estn convencionalmente referidasa los planos principalesHy H; una lente delgada significa d = 0 de manera que Hy H coincidencon el plano de la lente delgada.La convencin de signos es ahora:

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f, s0:

H

H

dederecha

deizquierda

0

0 f, si:

H'

H'

deizquierda

dederecha

0

0

soy si= distancias objeto e imagen

f y f = distancias focales primaria y secundariaNy N = puntos nodales

En la aproximacin gaussiana (ngulos pequeos), los planos principalesHy Hse definen como:Hes el plano principal primario obtenido como la interseccin de todos losrayos paralelos provenientes de , con la proyeccin hacia atrs de losrayos que convergeran (divergiran) en F despusde atravesar el SOC.Hes el plano principal secundario obtenido como la interseccin de todoslos rayos paralelos provenientes de , con la proyeccin hacia atrs de losrayos que convergeran (divergiran) en F despus de atravesar el SOC.N y N son los puntos nodales del SOC, que quedan definidos comoaquellos puntos para los cuales todo rayo incidente que (se propaguehacia el centro ptico) emerja del SOC no sufra ninguna desviacinangular respecto al eje ptico. Cuando el ndice de refraccin es el mismoantes y despus del SOC (en y ), entonces Ny N coincidirn con HyH.Un SOC puede considerarse como formado por 2 superficies refractorasesfricas separadas por una distancia d entre sus vrtices por lo que laexpresin para los puntos conjugados (objeto-imagen) puede ser puestaen la forma gaussiana:

fss io111 ;

siempre y cuando so & si estn medidos desde el primer y segundo planosprincipales, respectivamente . La distancia focal f puede encontrarsetambin por la expresin newtoniana :

xoxi = f 2 (demostrar la expresin )

Experimento:a) Mtodo del doble desplazamiento:

Parte de este experimento utiliza el mtodo de autocolimacin, por lo quecomo se indica en la figura primero se localiza, con la ayuda de un espejo,el punto focal primario F, al quedar definida al lado de la rendija unaimagen ntida de la misma. Con la ayuda del riel ptico y su escala anotelas posiciones de la rendija, el espejo y el SOC, tomando en cuenta en esteltimo sus dimensiones y bordes.

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ii) Substituya el espejo por una pantalla y desplace hacia la derecha elSOC hasta que se forme en pantalla una imagen ntida de la rendija. A ladistancia as desplazada la denotaremos como xo

iii ) Ponga la lmpara y la rendija en la posicin B y el espejo en la posicinA, repita el punto i) y determine Fiv ) Sustituya pantalla en punto A y repita ii ) para obtener x i. Cadaintegrante de equipo de trabajo deber realizar el procedimientocompleto al menos 2 veces.

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Haga la siguiente tabla de datos y encuentre lo que all se pide.

TABLA

N xo xi xoxi = f 2 f

1

2

3

b) Mtodo del deslizador nodal.- Monte como se indica en la figura, y conla ayuda de un lser y una pantalla localice el mejor punto de enfoque delSOC sobre la pantalla. Aplique giros pequeos al SOC (indicada como laflecha curva en la figura). Si la imagen sobre la pantalla se muevelateralmente, entonces desplace el SOC sobre su montura y repita los giroshasta que la imagen sobre la pantalla ya no se mueva, entonces el centrode giro es uno de los puntos principales, en este caso H. Invierta la cara deincidencia del SOC al lser para repetir procedimiento y encontrar H.

Obtenga y f

y compare datos

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Haga la siguiente tabla de datos:

TABLA DE RESULTADOS

NFH (cm.)

H'F' HH' f

1

2

3

Haga un grfica de la localizacin de todos los puntos F, F,H y H y de lasdistancias focales, anotando las dimensiones en centmetros y para los 2experimentos.

Obtenga f

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CUESTIONARIO

1. De algunos ejemplos de aparatos o instrumentos de uso comn que usensistemas pticos compuestos.

2. Se pueden combinar dos lentes delgadas positivas para formar un SOCque tenga distancia focal negativa? Si su respuesta es afirmativa,indique como hacerlo.

3. Lo mismo que la pregunta 2 pero usando dos lentes delgadas negativaspara formar un SOC con distancia focal positiva.

4. Lo mismo que la pregunta 4 pero ahora para formar un SOC condistancia focal infinita.

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BIBLIOGR FI LentesPDF

Lentes gruesas y delgadasPDF Manual de pticaPDF - J.V. Santos ([email protected])

ptica GeomtricaPDFTecnun

Archivo de OpticaPDFinaoep
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]

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