Imagen virtual y real

Imagen virtual: es aquella que se forma cuando, tras pasar por el sistema óptico, los rayos divergen. Para nuestro sentido de la vista los rayos parecen venir desde un punto por el que no han pasado realmente. La imagen se percibe en el lugar donde convergen las prolongaciones de esos rayos divergentes. Es el caso de la imagen formada por un espejo plano. Las imágenes virtuales no se pueden proyectar sobre una pantalla.

Imagen real: es aquella que se forma cuando tras pasar por el sistema óptico, los rayos de luz son convergentes. Esta imagen no la podemos percibir directamente con nuestro sentido de la vista, pero puede registrarse colocando una pantalla en el lugar donde convergen los rayos.

Los espejos y las Lentes

Las propiedades ópticas de los espejos y las lentes se basan en los principios de la reflexión y la refracción de la luz, los usos prácticos de los espejos y las lentes son en instrumentos ópticos como por ejemplo: los microscopios, los telescopios, las cámaras.

Los espejos

Los espejos son una superficie pulida en la que al incidir la luz se refleja, siguiendo las leyes de la reflexión.

Los espejos  pueden ser:

1. Planos: son lo que tienen una superficie plana muy pulimentada que puede reflejar la luz que le llega con una capacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente. Los espejos planos se utilizan con mucha frecuencia pues  son los que usamos cada mañana para mirarnos. En ellos vemos nuestro reflejo, una imagen que no está distorsionada.

2. curvos: se refiere a los espejos esférico que pueden ser :

-Espejos Cóncavos: Un espejo cóncavo es una superficie esférica que presenta en la parte ingresa su lado reflector. Dependiendo de la posición que el objeto ocupa delante de ese espejo podemos obtener una imagen conjugada real o aún virtual, cuando el objeto se sitúa sobre el plan focal del espejo. Su orientación puede presentarse derecha o invertida, respectivamente, para imágenes virtuales y reales, dependiendo de la posición del objeto en relación al espejo                                                                                          .                                                                                                  

- Espejos Convexos: Un espejo convexo es un espejo que se caracteriza físicamente por presentar su superficie esférica externa como faz reflectora. Los rayos de luz incidentes en ese espejo reflejan de forma divergente y tiene sus prolongamientos direccionados para lo que se encuentra en el lado posterior del espejo. Así, las imágenes conjugadas por un objeto real, tiene naturaleza virtual y su tamaño es siempre más pequeño en relación al objeto siendo orientadas en el mismo sentido del objeto, por lo tanto derechas.

Características de los espejos convexos:

·         Todo rayo que incide pasando por el foco es reflejado paralelamente.

·         Todo rayo que incide paralelamente es reflejado pasando por el foco.

·         El rayo que incide encima del vértice tiene el mismo ángulo de incidencia y reflexión, si tomáramos como referencia la línea imaginaria que pasa por cima del centro de curvatura y consecuentemente por el vértice.

·         Cuando el rayo incide pasando por el centro de la curvatura él es reflejado en la misma dirección.

- Espejos esféricos: un espejo esférico es una sección  de una esfera. La superficie exterior (convexa) o la interior (cóncava) de la sección esférica  pueden ser la superficie reflejante.

 

Lentes

Una lente óptica está formada por un material transparente (el más común es el vidrio, aunque a veces es de plástico o de cristal). Una de ambas superficies tiene por lo general un contorno esférico.

Las propiedades de las lentes se deben a la refracción de la luz que pasa a través de ellas. Cuando los rayos de luz pasan  a través de una lente, se desvían de refracción mediante prismas y según sea la forma de las superficies que la limitan, las lentes pueden ser convergentes y divergentes.

 

Formas de lentes: la amplia  gama de formas de lentes se clasifica por lo general como convergentes y divergentes. En general, una lente convergente es más gruesa en su centro que en su periferia, y una lente divergente es más delgada en su centro que en su periferia.

-Lentes convergentes: son más gruesas en el centro que en los extremos. Se representan esquemáticamente con una línea con dos puntas de flecha en los extremos.

Según el valor de los radios de las caras pueden ser: (1): biconvexas (2): plano convexo (3): menisco convergente

·         En las lentes convergentes el foco imagen está a la derecha de la lente.

Las lentes convergentes, para objetos alejados, forman imágenes reales, invertidas y de menor tamaño que los objetos 

Lentes convergentes: convexas

-Lentes divergentes: Son más delgadas en la parte central que en los extremos. Se representan esquemáticamente por una línea recta acabada en dos puntas de flecha invertidas.

Según el valor de los radios de las caras (que son dioptrios) pueden ser:
(4)  bicóncavas
(5) plano cóncavas
 (6) menisco divergente 

Las imágenes producidas por las lentes divergentes son virtuales, derechas y menores que los objetos

Lentes divergentes: cóncavas 

La Reflaccion

La refracción  es el cambio de dirección de un haz de luz  cuando pasa de un medio a otro. En general, cuando un rayo incide en un objeto, parte de su energía es reflejada y la otra parte es refractada o trasmitida. Por ejemplo cuando la luz viaja en el aire incide en un material transparente, como el vidrio, se refleja y se transmite parcialmente .pero la dirección de propagación de la luz transmitida es diferente de la dirección de la luz incidente, y se dice que la luz se ha refractado o desviado. Según  sea la forma de las superficies de las lentes, estas pueden ser convergentes y divergentes.

El arcoiris producido cuando la luz atraviesa un prisma óptico es un buen ejemplo de refracción de la luz. Es debido a que la luz está formada por numerosas ondas de diferentes longitudes; cada una de ellas se refracta de una manera diferente.

Las leyes fundamentales de la refracción son:

·       El rayo refractado, el incidente y la normal se encuentran en un mismo plano.

·      El rayo refractado se acerca a la normal cuando pasa de un medio en el que se propaga a mayor velocidad a otro en el que se propaga a menor velocidad. Por el contrario, se aleja de la normal al pasar a un medio en el que se propaga a mayor velocidad.

Cuando un observador situado en un medio menos denso, como el aire, parece estar más cerca de la superficie de separación de lo que está en realidad. Un ejemplo habitual es el de un objeto sumergido, observado desde encima del agua

Con la refracción se asocia las ilusiones ópticas la cuales los objetos lejanos aparecen reflejados en una superficie lisa como si se estuviera contemplando una superficie líquida que, en realidad, no existe.

Partes de la refracción

Medio refringente: es el medio en el que ocurre la refracción.

     Recta normal: es la línea imaginaria que parte desde el punto de incidencia del rayo de luz y se mantiene de forma perpendicular a la superficie de separación de los dos medios.

     Rayo incidente: es el rayo de la luz que llega a la superficie de separación de los dos medios distintos.

     Rayo refractado: es el rayo de luz que sufre el cambio de dirección en el segundo medio.

     Angulo de incidencia: es el Angulo que forma el rayo incidente con la recta normal

     Angulo de refracción: es el Angulo que forma el rayo refractado con la recta normal.

La Reflexión

La reflexión es el cambio de dirección de un rayo  luminoso cuando choca con una superficie de tal forma que regresa al medio inicial, al igual que por medio de la reflexión es que podemos ver los objetos que nos rodean, Esta  explica la incidencia de las ondas contra un material y su curso posterior cuando el material sobre el cual incide no absorbe la onda, por lo que esta se devuelve formando un ángulo de incidencia  el cual es igual al ángulo de reflexión.

La reflexión de la luz es un fenómeno  óptico de gran importancia ya que si los objetos de nuestro entorno no reflejaran la luz hacia nuestros ojos, no podríamos verlos. 

La reflexión se divide en:

- Reflexión regular (especular):cuando se refleja un rayo de luz en una superficie lisa, y los rayos reflejados son paralelos o salen en la misma dirección, se dice que la reflexión es regular o especular. 

- Reflexion irregular (difusa):  

los rayos reflejados en una superficie con cierta rugosidad no son paralelos y salen reflejados en todas las direcciones, por esto se dice que la reflexión es irregular o difusa.

 Ley de la reflexión:

 De acuerdo con la ley de la reflexión el ángulo de incidencia es igual al ángulo de  reflexión.

Optica

El sentido  de la visión es el medio de comunicación con el mundo exterior más importante que tenemos, lo que quizá pueda explicar por qué la óptica es una de las ramas más antiguas de la ciencia.

La óptica es el estudio de la luz y la visión con sus características y manifestaciones  ya que la vista establece un contacto más amplio con las coas que nos rodean, permite distinguir la diversidad de  formas, colores, posiciones, movimientos, etc. 

Dentro de la óptica  se abarca el estudio de la reflexión, la refracción, los lentes (convergentes y divergentes) los instrumentos ópticos, el ojo humano y sus enfermedades,  el color y la interacción de la luz con la materia.