Informe fisica. Ek estudio de la formación de imágenes en lentes delgadas

Resumen del trabajo

En este trabajo/informe te daremos a conocer una revisión clave relacionada con las lentes delgadas; además analizaremos las fórmulas que gobiernan la formación de imágenes y discutiremos ejemplos prácticos que ilustran cómo estos principios se aplican en situaciones reales. La comprensión de estos fenómenos es esencial para el diseño y la optimización de sistemas ópticos en diversas áreas de la ciencia y la tecnología.

Formación de imágenes en lentes delgadas

Es cuando el rayo de luz pasa por el centro de una lente delgada y se desvía en una cantidad insignificante y se supone que emerge paralelo a su trayectoria original.

Breve introducción histórica

Los lentes ópticos o lentes delgadas son conocidos gracias a Aristófanes en su obra ‘’Las nubes’’ (423 a. C), donde este menciona el uso de estas para enfocar rayos de sol y fundir cera. A pesar de ello, este conocimiento se postulo desde los principios ópticos a partir del siglo XV lo que permite desarrollarlas según el fin concreto al que se destinen.

Desarrollo del marco teórico

Como bien sabemos, los lentes (en términos generales) son una combinación de 2 interfases refractantes, donde una de ellas es curva. Según la investigación del laboratorio de la facultad de ciencias en la universidad católica del norte, se centraron en lentes cuyas superficies sean esféricas donde pueden ser biconvexas (convergente) o bicóncavas (divergente). Además de considerar esto, utilizaron la ley de Snell y la ecuación de Gauss:

La ecuación de Gauss, también conocida como ecuación de los puntos conjugados, es la expresión matemática que relaciona la distancia del objeto, la distancia de la imagen y la distancia focal de una lente delgada: Ecuación Gauss 1/f = 1/do + 1/di En esta ecuación, f representa la distancia focal, do es la distancia del objeto a la lente y di es la distancia de la imagen a la lente. La ecuación de Gauss es un hito en el estudio de la física que ayuda a comprender cómo los lentes, los ojos y otros dispositivos son capaces de ver y captar imágenes.

La ley de Snell postula sobre cuando un rayo de luz pasa de un material a otro, ósea cambia de dirección, esto pasa porque la luz se mueve más rápido en algunos materiales que otros. La formula de la ley de Snell es n1 x sen (01) = n2 x sen (02)

• N1=Índice de refracción del primer material, por ej. aire
• N2=Es el índice de refracción del segundo material, por ej. Agua
• 01=Angulo en que la luz entra al agua
• 02=Angulo en que la luz sigue su camino en el agua

Foco objeto imagen

Características: 

1. Objeto: es cualquier fuente de la que proceden los rayos. Son puntuales cuando todo su volumen se concentra en un único punto o no son puntuales.
2. Centro de curvatura: es el centro geométrico de la superficie esférica a la que pertenece el espejo. En algunos casos se sitúa como infinito. Se designa por la letra C
3. Eje óptico: eje de simetría en torno al cual se sitúan el sistema óptico (lentes o espejos).
4. Imagen: es el objetivo principal de los sistemas ópticos en la formación de imágenes. Cuando todos los rayos de un objeto puntual pasan por el sistema óptico y convergen en un punto, decimos que dicho punto es la imagen del objeto. En el caso de los no puntuales, los distintos puntos de la superficie de este convergerán en distintos puntos de la imagen, formando una replica del objeto original.

Puede ser clasificada en 3 puntos según su orientación, tamaño y procedencia de los rayos.

• Para realizar estas ecuaciones en la física, la dyn es el símbolo de la dina, unidad de medida de fuerza en el sistema cegesimal de unidades (CGS).
• Dina (dyn): fuerza necesaria para mover una masa de 1 gramo a 1 centímetro por segundo al cuadrado.

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Conclusión

En conclusión, el estudio de la formación de imágenes en lentes delgadas es crucial para comprender cómo los sistemas ópticos manipulan la luz para crear imágenes. Las fórmulas como la ecuación de Gauss y la ley de Snell nos permiten predecir el comportamiento de los rayos de luz al pasar a través de lentes convergentes o divergentes, lo cual es esencial para el diseño de dispositivos ópticos. A lo largo de la historia, las lentes han sido fundamentales en el desarrollo de tecnologías en áreas como la medicina, la astronomía y la comunicación. Este conocimiento no solo optimiza los sistemas ópticos, sino que también impulsa la innovación tecnológica, mejorando nuestra capacidad de observar y entender el entorno.

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