Antes de la década de 1590, los lentes simples que se remontan a los romanos y los vikingos permitían un aumento limitado y anteojos simples. Zacharias Jansen y su padre combinaron lentes de simples lupas para construir microscopios y, a partir de ahí, microscopios y telescopios cambiaron el mundo. Comprender la distancia focal de las lentes fue crucial para combinar sus poderes.
Tipos de lentes
Hay dos tipos básicos de lentes: convexas y cóncavas. Las lentes convexas son más gruesas en el medio que en los bordes y hacen que los rayos de luz converjan en un punto. Las lentes cóncavas son más gruesas en los bordes que en el medio y hacen que los rayos de luz diverjan.
Las lentes convexas y cóncavas vienen en diferentes configuraciones. Las lentes plano-convexas son planas en un lado y convexas en el otro, mientras que las lentes biconvexas (también llamadas doble convexas) son convexas en ambos lados. Las lentes plano-cóncavas son planas en un lado y cóncavas en el otro lado, mientras que las lentes bi-cóncavas (o cóncavas dobles) son cóncavas en ambos lados.
Una lente combinada cóncava y convexa llamada lentes cóncavo-convexas se denomina más comúnmente lente de menisco positivo (convergente). Esta lente es convexa en un lado con una superficie cóncava en el otro lado, y el radio en el lado cóncavo es mayor que el radio en el lado convexo.
Una lente combinada convexa y cóncava llamada lente convexo-cóncava se denomina más comúnmente lente de menisco negativo (divergente). Esta lente, como la lente cóncavo-convexa, tiene un lado cóncavo y un lado convexo, pero el radio en la superficie cóncava es menor que el radio en el lado convexo.
Física de la distancia focal
La distancia focal de una lenteFes la distancia desde una lente hasta el punto focalF. Los rayos de luz (de una sola frecuencia) que viajan paralelos al eje óptico de una lente convexa o cóncavo-convexa se encontrarán en el punto focal.
Una lente convexa converge rayos paralelos a un punto focal con una distancia focal positiva. Debido a que la luz atraviesa la lente, las distancias de imagen positivas (e imágenes reales) están en el lado opuesto de la lente al objeto. La imagen se invertirá (al revés) en relación con la imagen real.
Una lente cóncava separa los rayos paralelos de un punto focal, tiene una distancia focal negativa y forma solo imágenes virtuales más pequeñas. Las distancias de imagen negativas forman imágenes virtuales en el mismo lado de la lente que el objeto. La imagen estará orientada en la misma dirección (con el lado derecho hacia arriba) que la imagen original, solo que más pequeña.
Fórmula de distancia focal
Encontrar la distancia focal utiliza la fórmula de la distancia focal y requiere conocer la distancia entre el objeto original y la lente.tuy la distancia de la lente a la imagenv. La fórmula de la lente dice que la inversa de la distancia desde el objeto más la distancia a la imagen es igual a la inversa de la distancia focal.F. La ecuación, matemáticamente, está escrita:
\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}
A veces, la ecuación de la distancia focal se escribe como:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
dóndeose refiere a la distancia entre el objeto y la lente,Ise refiere a la distancia desde la lente a la imagen yFes la distancia focal.
Las distancias se miden desde el objeto o la imagen hasta el polo de la lente.
Ejemplos de distancia focal
Para encontrar la distancia focal de una lente, mida las distancias y conecte los números en la fórmula de la distancia focal. Asegúrese de que todas las mediciones utilicen el mismo sistema de medición.
Ejemplo 1: La distancia medida desde una lente al objeto es de 20 centímetros y desde la lente a la imagen es de 5 centímetros. Completar la fórmula de la distancia focal da como resultado:
\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {o} \; \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {Reducir la suma da} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}
Por tanto, la distancia focal es de 4 centímetros.
Ejemplo 2: La distancia medida desde una lente al objeto es de 10 centímetros y la distancia desde la lente a la imagen es de 5 centímetros. La ecuación de la distancia focal muestra:
\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Entonces} \; \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}
Reducir esto da:
\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3.33}
Por tanto, la distancia focal del objetivo es de 3,33 centímetros.