La lente en física. Características y aplicación

Una lente es un dispositivo óptico simple que consta de uno o más bloques de material transparente (generalmente vidrio, pero también plásticos, minerales, geles, parafina) pegados entre sí. La mayoría de las veces ocurre en forma de un sector cilíndrico, y en el lugar de las bases está limitado por superficies esféricas. ¿Cuáles son los tipos de lentes? Cual es su uso?

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1. ¿Qué es una lente?

La lente suele estar hecha de vidrio, pero no siempre. Es transparente, el material del que está hecho tiene un índice de refracción de la luz diferente al medio en el que se encuentra. Más precisamente, el punto aquí es que la onda en frente de la lente cambie su dirección después de entrar en ella.

Hablando de la lente, no solo estamos tratando con la luz, por lo tanto, debemos usar el concepto universal de refracción de ondas, no la luz; también puede haber lentes acústicos diseñados para refractar ondas sonoras.

Por lo general, durante nuestra educación, aprendemos acerca de las lentes de vidrio, pero pueden estar hechas de cuerpos sólidos, líquidos o gaseosos.

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2. Tipos de lentes

Las lentes se dividen según su capacidad de enfoque. Según este criterio, podemos distinguir lentes:

  • enfoque;
  • distraer.

Otro criterio para clasificar las lentes es su diseño. En esta división, distinguimos lentes:

  • soltero (por ejemplo, vasos en vasos);
  • complejo (por ejemplo, lente de Fresnel utilizada en faros).

Sin embargo, la división más común de lentes es según su forma. Según este criterio, distinguimos lentes:

  • bicóncavo;
  • biconvexo;
  • plano - convexo;
  • plano - cóncavo;
  • cóncavo convexo.

3. Propiedades de la lente

Cada lente tiene un punto llamado punto focal y un eje óptico. Está limitado por superficies esféricas que son segmentos esféricos, y los centros de las esferas definen una línea recta que es el eje óptico de la lente.

La distancia focal de la lente está marcada con la letra F, es el punto en el eje óptico de la lente donde se cruzan las direcciones de las ondas o sus extensiones.

matemáticas

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Escribimos la descripción matemática de una lente delgada con la fórmula:

1f = 1x + 1y = (n2n1−1) (1r1 + 1r2)

Considerando que el ángulo entre el eje de la lente y los rayos de las ondas no es grande, y que:

  • f es la distancia focal desde la lente;
  • n1 es el índice de refracción del medio en el que se encuentra la lente;
  • n2 es el índice de refracción de la lente;
  • r1 y r2 son los radios de las superficies esféricas de la lente;
  • x es la distancia del objeto a la lente;
  • y es la distancia de la imagen al objetivo.

Para los radios de superficies esféricas, asumimos un signo negativo para superficies cóncavas y un signo positivo para superficies convexas. Para planar r = ∞ y para 1r = 1∞ = 0.

La distancia focal desde la lente es negativa para lentes dispersas y positiva para lentes de enfoque.

Vale la pena tener en cuenta que la descripción matemática muestra una lente delgada que, de manera simplificada, representa la realidad.

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4. Uso de lentes

Las lentes se utilizan en muchos instrumentos ópticos para dar forma a un haz de luz o crear una imagen. Se colocan en:

  • cámaras de película;
  • cámaras;
  • lunetas
  • microscopios;
  • prismáticos;
  • lupas;
  • vasos medicinales;
  • lentes de contacto para los ojos;
  • espectrofotómetros;
  • impresión lenticular;
  • semáforos de ferrocarril ligero.
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