Introducción

Una lente es un cuerpo transparente limitado por dos caras esféricas o por una esférica y una plana. Su función es aumentar o reducir la imagen que se ve a través de ellos. Refractan los rayos luminosos que los atraviesan haciéndolos que diverjan o converjan.

Las lentes se utilizan en lupas, microscopios, anteojos, cámaras fotográficas, binoculares (prismáticos), cámaras de televisión, proyectores de cine, telescopios, etc. Son de dos tipos: convergentes o divergentes.

Elementos que forman una lente

Los elementos principales que integran una lente son: centro óptico (C), eje principal (EP), foco (F), doble distancia focal (2F) y eje secundario (ES). Su localización se muestra en la figura y su definición en la siguiente tabla. Son importantes para la construcción de todo tipo de lentes como los usados en anteojos y otros instrumentos, ya que en función del problema que presenten los ojos, el técnico sabrá que aumento se necesita, qué tipo de lente se requiere, convergente o divergente, y qué curvatura debe tener.

Figura 1.Esquema de una lente.

CCentro ópticoPunto de la lente en donde el rayo de luz que pasa por él no sufre desviación.
FFocoPunto por donde pasan los rayos de luz refractados o sus prolongaciones. Es la distancia focal.
EP Eje principalRecta que pasa por el centro óptico y los focos principales de la lente.
ESEje secundarioCualquier recta que pasa por el centro óptico (C).
2FDoble distancia focal Es el centro de curvatura de la lente.

Potencia de una lente

Al inverso de la distancia focal (d_F) se le denomina potencia de una lente. Se define como la capacidad de una lente o espejo para hacer converger un haz de rayos paralelos. Permite conocer qué distancia focal se le debe dar a la lente, para que después de que los rayos se refracten, se enfoquen, por ejemplo, en el lugar correcto del ojo y se formen nítidamente las imágenes. Sus unidades son las dioptrías (D) y la ecuación para calcularla es

\displaystyle P_L = \frac{1}{d_F}

Donde

  • P_L es la potencia de la lente, en dioptrías (D).
  • d_F es la distancia focal, en metros (m).

Características de las imágenes de las lentes

Las reglas y ecuaciones dadas para espejos esféricos son válidas, también, para lentes, con la salvedad de que, en lugar de ser rayos reflejados, son refractados. La imagen observada en estas lentes depende de la posición del objeto, pero siempre intervienen dos rayos que proceden de un mismo punto del objeto y que al refractarse y cortarse dan la imagen correspondiente.

Problema resuelto

Problema. El radio de curvatura de una lente es de 6 (m). ¿Qué potencia presenta?

Solución. El esquema es el siguiente

Figura 2.

La doble distancia focal es el radio de curvatura, por tanto

\displaystyle F = \frac{2F}{2}

\displaystyle F = \frac{6 \ (m)}{2}

\displaystyle F = 3 \ (m)

El foco (F) representa la distancia focal

d_F = F = 3 \ (cm)

Tomando la fórmula para calcular la potencia de una lente

\displaystyle P_L = \frac{1}{d_F}

Sustituyendo

\displaystyle P_L = \frac{1}{3 \ (m)}

\displaystyle \therefore P_L = 0.333 (Dioptrías)


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