Lo cierto es que muchas veces te has podido preguntar qué tipos de lentes se utilizan para fabricar una óptica y la verdad es que es para preguntárselo, ya que la complejidad en la fabricación y en la compensación de aberraciones, hace que sea un tema a considerar.
Esta es una introducción que resulta algo compleja, ya que básicamente, los tipos de lentes se dividen en dos:
– Lentes convexas.
– Lentes cóncavas.
Todas las demás suelen ser variantes de éstas dos, así que si abriésemos una óptica de una cámara podríamos ver diferentes tipos de combinaciones de las mismas.
Lente convexa
Se distingue visualmente este tipo de lente porque la lente convexa es de mayor grosor por el centro que por sus extremos, por lo que cuando los rayos de luz la atraviesan, éstos se desvían hacia el centro del eje, o sea, converge hacia dentro.
En la figura siguiente, la lente 1 se denomina biconvexa, la 2 plano-convexa y la 3 cóncavo-convexa (menisco convergente).
Imagen@tilanotv.es Esto hace que se produzca una imagen en el lado contrario del cual procede la luz, pero de forma invertida. Si colocamos una pantalla a la distancia adecuada y si el foco de la lente esta colocado correctamente , (que va a depender de la distancia a la que esté el objeto), diremos que la imagen esta enfocada (ver siguiente figura).
Los rayos de luz que proceden de un punto concreto del objeto alcanza la lente con todos los ángulos posibles. En la figura siguiente se aprecian solamente tres rayos procedentes de la punta de la flecha de los infinitos que podrían tener, estos inciden en la cara anterior de la lente y se cruzan después de ésta en un punto el cual estará a foco.
Las líneas discontinuas representan lo mismo que las que proceden de la punta de la flecha. Cuando los rayos paralelos al eje, son refractados por la lente, se cruzan en un punto con este eje al cual se le denomina plano focal primario, y está a una unidad de longitud focal (F). Este es un punto muy importante, ya que en este plano, es donde se coloca el target del CCD, y también se le denomina plano focal.
Lente cóncava.
Al observar una lente cóncava, apreciamos que es de menor grosor en el centro que en los extremos. Cuando la luz atraviesa una lente cóncava esta se desvía hacia fuera, o sea, diverge.
Imagen@tilanotv.esEn la figura anterior, la lente 4 se denomina bicóncava, la lente 5 planocóncava y la lente 6 cóncavo-convexo (menisco divergente).
A diferencia de las lentes convexas, que producen imágenes reales, las cóncavas sólo producen imágenes virtuales, es decir, imágenes de las que parecen proceder los rayos de luz, pero en este caso la imagen no esta invertida.
En este caso es una imagen más pequeña situada delante del objeto (ver siguiente figura).
Imagen@tilanotv.es En conclusión, las lentes convergentes (convexas) tienen la distancia focal positiva, y las lentes divergentes (cóncavas) tienen la distancia focal negativa.
Potencia de una lente
Según hemos visto ya, podemos asegurar que un rayo de luz paralelo al eje óptico que incida sobre una lente, después de ser refractado, terminará por inclinarse hacia el punto focal . Así pues, podemos denominar longitud focal a la distancia que va desde el punto focal al centro óptico de la lente. Esto se representa por la fórmula siguiente:
F = (n-1) [ (1/R1)+(1/R2) ]
Donde “n” es el índice de refracción, R1 y R2 son los radios de las esferas. El valor de “n” depende del tipo de material del que se fabrique la lente y de la longitud de onda que consideremos, aún así podemos decir que en general es de aproximadamente 1.5 en todas las lentes(ver siguiente figura).
La potencia de una lente se define como S = 1/F estando “F” en metros y resultando “S” en dioptrías. Si se colocan en línea dos lentes con potencias S1 y S2 respectivamente, la potencia del conjunto será S1 + S2.
Cuando la lentes están separadas la imagen que forma la primera lente actúa como objeto de la segunda lente y así sucesivamente.
La fórmula que nos proporciona la geometría de la óptica es:
1/o + 1/p = 1/ F
donde “o” es la distancia al objeto, “p” es la distancia a la imagen y “F” es la longitud focal. En la figura anterior se puede comprobar que en las lentes convexas se obtiene una imagen invertida y real en el plano focal. Si observamos la figura de la lente cóncava la imagen que se obtiene esta derecha pero virtual (no se puede reproducir en una pantalla).
La capacidad que tiene una lente de magnificar o también llamada ampliación lineal de un objeto “N” será N = hp/ho, siendo “hp” y “ho” las alturas de la imagen y del objeto respectivamente, y por tanto N = p/o.
Como has podido ver, las lentes se dividen fundamentalmente en dos tipos y con la combinación de ambas se componen las diferentes ópticas y sus características asociadas. ¿Podrías decir con qué tipo de lentes trabajas normalmente y qué características más relevantes tienen?
