numero 1

Laboratorio de Física Universitaria 2: Lentes de aire delgadas
Enrique Sánchez y Aguilera. Rodolfo Estrada Guerrero.

LENTES DE AIRE

junio 2006

DELGADAS: DISTANCIA FOCAL Y RADIOS DE CURVATURA

OBJETIVO GENERAL:
•
•
•

Entender el concepto de distancia focal.
Entender los conceptos de convergencia y divergencia.
Aplicar la convención de signos para radios de curvatura de laslentes delgadas

INTRODUCCIÓN:
Lentes delgadas
Una lente es un sistema óptico formado por dos o más interfases refractoras en donde al menos
una de éstas está curvada. Cuando una lente consta de sólo dos superficies refractoras es una
lente simple. La presencia de más de un elemento la hace una lente compuesta. Las lentes
también se clasifican en delgadas y gruesas, ya sea que su gruesoefectivo sea despreciable o no.
Las lentes simples toman diversas formas como se muestra en la figura1.

Figura 1. Secciones transversales de varias lentes simples esféricas

Las lentes de aire convexas que se estudiarán en esta práctica son divergentes o negativas, en su
centro son más gruesas y así tienden a aumentar el radio de curvatura de los frentes de ondas, es
decir, la onda se hace másdivergentes conforme atraviesa la lente. Figura 2.

2006 Física, Departamento de Física y Matemáticas. Universidad Iberoamericana, México D.F.

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Enrique Sánchez y Aguilera. Rodolfo Estrada Guerrero.

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Figura 2.En una lente de aire divergente convexa los frentes de ondas aumentan su radio de curvatura al atravesarla lente.

Las lentes de aire cóncavas que se estudiarán en esta práctica son convergentes o positivas, en su
centro son más delgadas y así tienden a disminuir el radio de curvatura de los frentes de ondas, es
decir, la onda se hace más convergentes conforme atraviesa la lente. Figura 3.

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Figura 3.En una lente de aire convergente los frentes de ondas disminuyen su radio de curvatura al atravesar una la lente.

En los dos casos el índice de refracción de la lente de aire es menor que el del medio en está
sumergida
Distancia focal de una lente deaire simple:
Una lente de aire convergente tiene la propiedad de que, cuando un haz de rayos paralelos al eje
óptico atraviesa la lente, los rayos convergen en un punto F2 (figura 4a) y forman una imagen real
en ese punto. De modo análogo los rayos que pasan o emergen del punto focal F1 salen de la lente
en forma de un haz de rayos paralelos (figura 4). Los puntos F1 y F2 se conocen como primeroy
segundo puntos focales. La distancia f medida desde el centro de la lente a un punto focal es la
distancia focal. En una lente de aire convergente la distancia focal es positiva.

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1

2
a

b

2

F2

1
f

Figura 4a. Haz de rayos paralelos al eje óptico convergen en un punto después de atravesar la lente de aire. El punto de
convergencia F2 se conoce como punto focal secundario. Se supone que todos los rayos son paraxiales.

En la figura 4a. la línea ab es el eje óptico. El rayo que se propaga sobre el eje óptico y los rayos
marcados conel número 2 se llaman rayos paraxiales. Los rayos paraxiales son los que viajan
próximos al eje óptico.
Una lente de vidrio divergente tiene la propiedad de que, cuando un haz de rayos paralelos al eje
óptico atraviesa la lente, los rayos divergen y aparentan venir de un punto F1 (figura 4b) y forman
una imagen virtual en ese punto. De modo análogo los rayos que están dirigidos al punto...