Lentes convergentes y divergentes

Conoce cómo se da la formación de imágenes en lentes convergentes y divergentes.

La formación de imágenes en los lentes, es producto de la refracción de los haces de luz en una superficie transparente. Para determinar dónde se formará la imagen de un objeto es que existe la óptica geométrica, que es la parte de la óptica que nos permite, mediante el trazado de rayos, explicar la formación de imágenes en diversas clases de lentes. Existen dos tipos de lentes, convergentes o biconvexas y divergentes o bicóncavas.

¿Qué es un lente?

Las primeras lentes fueron construidas hace muchos años por los Griegos y Romanos, estas lentes primarias consistían en esferas de vidrio llenas de agua que servían para encender fuego. Las lentes como las conocemos hoy en día fueron desarrolladas a finales del siglo XIII en Europa, al menos lo relacionado a su forma, pues el gran desarrollo de la industria del plástico y sus procesos de modelación ha llevado a la creación de lentes más livianas, baratas y menos frágiles que las de vidrio.

Las lentes convergentes son gruesas en el centro y más delgadas en los extremos superior e inferior, pueden tener ambas caras convexas o una plana y una convexa.

Las lentes divergentes son delgadas en el centro y más gruesas en los extremos superior e inferior, pueden tener ambas caras cóncavas o una plana y una cóncava.

Elementos de las lentes:

Foco (F): Punto por el que pasan todos los rayos refractados por la lente –en el caso de la lente convergente-, o las prolongaciones de éstos –en el caso de la lente divergente-. Llamaremos primer foco al foco que está antes de la lente y segundo foco al que está detrás.

Centro de la curvatura (C): Cada lente está compuesta por dos superficies esféricas, el centro de esas esferas es el centro de curvatura.

Eje óptico: Línea horizontal que pasa por el foco y el centro de curvatura

Centro óptico (O): Centro geométrico de la lente

Trazado de rayos

Como dijimos anteriormente, la óptica geométrica establece que para determinar dónde se formará la imagen de un objeto producida por un lente, es necesario trazar algunos rayos usando la ley de refracción.

Lente convergente

Para saber dónde se formará la imagen producida por un lente convergente basta con trazar dos de estos tres rayos desde el punto más alto del objeto:

Un rayo de luz que viaja paralelo al eje óptico se refracta pasando por el segundo foco
Un rayo de luz que pasa por el primer foco se refracta paralelo al eje óptico
Un rayo de luz que pasa por el centro óptico no se desvía

Lente divergente

Basta con trazar dos de estos tres rayos para ubicar la imagen producida por un lente divergente:

Un rayo de luz que viaja paralelo al eje óptico se refracta como si viniera del primer foco
Un rayo de luz que viaja en dirección al segundo foco se refracta paralelo al eje óptico
Un rayo de luz que pasa por el centro óptico no se desvía

Características de las imágenes

Las características de las imágenes producidas por los lentes convergentes dependerán de la ubicación del objeto:

Más allá del foco: Imagen real, más pequeña e invertida

Justo en el foco: NO se produce imagen

Entre el foco y el centro óptico: Imagen virtual, más grande y derecha

La distancia a la que se formará la imagen dependerá de la distancia focal del lente y de la distancia a la que ubiquemos el objeto, podemos calcularla usando la siguiente fórmula:

Dónde:

f = distancia focal del lente
do = distancia objeto-lente
di= distancia imagen-lente

Las imágenes producidas por los lentes divergentes siempre tendrán las mismas características:

Virtuales, más pequeñas y derechas