LUZ, REFRACCIÓN Y LENTES

Se denomina refracción luminosa al cambio que experimenta la dirección de propagación de la luz cuando atraviesa oblicuamente la superficie de separación de dos medios transparentes de distinta naturaleza. Las lentes, las máquinas fotográficas, el ojo humano y, en general, la mayor parte de los instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este fenómeno óptico.

El fenómeno de la refracción va, en general, acompañado de una reflexión, más o menos débil, producida en la superficie que limita los dos medios transparentes. El haz, al llegar a esa superficie límite, en parte se refleja y en parte se refracta, lo cual implica que los haces reflejado y refractado tendrán menos intensidad luminosa que el rayo incidente. Dicho reparto de intensidad se produce en una proporción que depende de las características de los medios en contacto y del ángulo de incidencia respecto de la superficie límite. A pesar de esta circunstancia, es posible fijar la atención únicamente en el fenómeno de la refracción para analizar sus características.

Las leyes de la refracción

Al igual que las leyes de la reflexión, las de la refracción poseen un fundamento experimental. Junto con los conceptos de rayo incidente, normal y ángulo de incidencia, es necesario considerar ahora el rayo refractado y el ángulo de refracción o ángulo que forma la normal y el rayo refractado.

Sean 1 y 2 dos medios transparentes en contacto que son atravesados por un rayo luminoso en el sentido de 1 a 2 y e1 y e2 los ángulos de incidencia y refracción respectivamente. Las leyes que rigen el fenómeno de la refracción pueden, entonces, expresarse en la forma:

1.ª Ley. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.

2.ª Ley. (ley de Snell) Los senos de los ángulos de incidencia e1 y de refracción e2 son directamente proporcionales a las velocidades de propagación v1 y v2 de la luz en los respectivos medios.

Recordando que índice de refracción y velocidad son inversamente proporcionales la segunda ley de la refracción se puede escribir en función de los índices de refracción en la forma:

Lentes convergente y divergentes

Un lente convergente o biconvexo, es un lente donde los rayos de luz convergen, hacia el foco del lente, y donde su distancia focal ( f), es mayor que cero.

La imagen en un lente convergente puede ser real o virtual, dependiendo de la posicion del objeto, si el objeto esta entre el foco y el lente, entonces, la imagen sera virtual y mas grande que el objeto.

En un lente divergente, la distancia focal es menor que cero, donde la imagen siempre sera virtual, es por eso que es un lente divergente, los rayos de luz, no convergen, sino luego de chocar con la superficie del lente, se separan, divergen, esto hace una imagen por lo general mas pequeña y virtual.

Las reglas generales paratrazar diagramas de rayos con lentes se parecen a la de los espejos esféricos,pero se necesitan algunas modificaciones, Porque:

“laluz atraviesa la lente, y no se refleja en ella”.

Los tres rayos de un punto de un objeto se trazan como sigue:

Lentes Convergentes

1. Un rayo paralelo

Pasa por el foco del lado de la imagen de una lente convergente

2. Un rayo central o rayo principal es el que pasa por el centro dellente y no se desvía.

3. Un rayo focal

Pasa por el foco del lado del objeto en una lente convergente, y después

de atravesarla, es paralelo al eje óptico de ella

Acción de una sección delente convergente sobre un haz de rayos paralelos.

Laslentes convergentes pueden formar imágenes virtuales mayores que el objeto 

(Lupa).

Lentes Divergentes

1. Rayo Paralelo parece emanar del foco, del lado del objeto, en el ladodel objeto de una lente divergente

2. Un rayo central o rayo principal es el que pasa por el centro dellente y no se desvía.

3. Un rayo focal es paralelo al eje óptico de una lente divergente y despuésde atravesarla parece provenir del foco del lado del objeto en una lentedivergente.