Las lentes son objetos transparentes, limitados por dos superficies, de las que al menos una es curva Las lentes más comunes se basan en el distinto grado de refracción que experimentan los rayos de luz al incidir en puntos diferentes de la lente.

Además de en un par de anteojos, también se usan lentes, o combinaciones de lentes y espejos, en telescopios y microscopios. Existen también instrumentos capaces de hacer converger o divergir otros tipos de ondas electromagnéticas y a los que también se denomina lentes. Por ejemplo, en los microscopios electrónicos las lentes son de carácter magnético.

http://www.youtube.com/watch?v=r1pUipwSEsg

Una lente es un trozo de vidrio capaz de desviar los rayos

paralelos de luz de manera que forman una imagen

Introducción

Los lentes son componentes ópticos transparentes que usan la refracción para enfocar o colimar la

radiación electromagnética.

Propiedades de los lentes

Los lentes se caracterizan por su distancia focal. La distancia focal esta dada por la formula del

fabricante:

1/f(lambda) = [n(lambda) - 1][1/R1 - 1/R2]

Donde f es la distancia focal, n es el índice de refracción y R1 y R2 son los radios de la curvatura de

los lentes.

Ilustración de las propiedades de los lentes:

El tamaño de la marca de foco de la luz proveniente del infinito:

Diámetro de la marca = * f / * D

Donde λ es la longitud de onda, f la distancia focal, y D es el diámetro del haz entrante.

Imágenes y trazado de rayos

La posición de una imagen puede ser determinada por tres líneas trazadas en un diagrama:

Paralela al eje óptico a través del punto focal. A través del centro de la lente. A través del punto focal a los lentes y luego paralela al eje óptico.

Encontrando una imagen por medio del trazo de líneas.

La posición de una imagen se puede encontrar de un trazado de líneas o de:

1/f = 1/X0 + 1/Xi

Donde f es la distancia focal, X0 es la distancia del objeto desde el lente, y Xi es la distancia de la

imagen desde el lente.

La magnificación M, es la relación del tamaño de la imagen al tamaño del objeto, y es igual a:

M = Xi / X0

Donde Xi y X0 son las distancias de la imagen y el objeto desde el lente respectivamente

Las lentes son ejemplos típicos de óptica secundaria y se montan directamente en los LED. Generalmente producen un haz con gran ángulo. De este modo, se forma un haz circular. Además, se montan reflectores en las lentes para direccionar mejor y focalizar el haz luminoso. El resultado es una luz muy focalizada, como un foco de luz. La calidad de los reflectores se refleja en bajas pérdidas por dispersión de luz. Por ejemplo, si se usan con linternas, al cambiar la posición de la lente del reflector, se focaliza o desfocaliza la luz

LAS LENTESPor definición, una lente es un “medio” transparente, de vidrio, de cristal, etc., generalmente de contorno circular, limitado por caras curvas o, por una plana y otra curva.Las caras curvas de una lente, pueden ser esféricas, cilíndricas,Parabólicas, etc., nosotros nos limitaremos a analizar aquellas lentes que tienen caras esféricas.Si partimos de la base que la superficie esférica que limita una lente puede ser convexa o cóncava e, incluso, una de las caras puede ser plana, podemos clasificar las lentes de la siguiente manera:(I)                biconvexa, (II) plana convexa, (III) menisco convergente;

(IV) bicóncava, (V) plana cóncava, (VI) menisco divergente:LENTES CONVERGENTES:Estas lentes reciben este nombre porque al ser atravesadas por un haz de rayos paralelos los hacen “converger” en un punto determinado y dan una imagen “real”, excepto el caso en que el objeto se encuentre entre el foco y la lente.La imagen aumentada de un objeto que se ve utilizando una lente corriente de aumento es siempre “virtual”, porque el objeto esta ubicado detrás de la lente y de su foco, no obstante ello nosotros podemos verlo gracias a que el cristalino de nuestro ojo la convierte en imagen “real” en nuestra retina.En toda lente convergente concurren los siguientes elementos:-         Eje principal: Es la recta que une los centros de las superficies esféricas a las cuales

pertenecen las caras de la lente.

-         Centro óptico: Es un  punto perteneciente al eje principal y que tiene como propiedad que

todo rayo de luz que pasa por el no se desvía al atravesar la lente.

-         Eje secundario: Es toda recta que pasa por el centro óptico, siendo distinta del eje principal.

-         Foco principal: Es el punto, perteneciente al eje principal, por donde pasan todos los rayos

refractados que inciden en la lente en forma paralela al eje principal.

Teniendo en cuenta que toda lente es transparente, se concluye que los rayos de luz pueden incidir sobre ella por cualquiera de las dos caras y, entonces, resulta que toda lente tiene dos focos principales. Uno de ellos es el “foco objeto” y el otro el “foco imagen” de acuerdo al paso, por ellos, de rayos incidentes o refractados, respectivamente.Para toda lente convergente se cumple que ambos focos son reales.-         Plano principal: Es el plano perpendicular al eje principal que pasa por el centro óptico.

-         Planos focales: Son planos, también perpendiculares al eje principal pero que pasan por

cada uno de los focos de la lente.

En cuanto al aspecto, a simple vista, que presenta una lente convergente es de notar la diferencia de espesor entre el centro y los bordes, siendo el mayor el del centro.Trayectoria de los rayos de luz en una lente convergente:1°) Todos los rayos que sean paralelos al eje principal se refractan pasando por el foco imagen. La distancia entre la lente y el foco es la llamada distancia focal.2°) Cualquier rayo que pase por el foco objeto, al atravesar la lente refracta paralelamente al eje principal.3°) Los rayos de luz que pasan por el centro óptico, al atravesar la lente, no se desvían.Las imágenes que se forman cuando la luz atraviesa una lente,Pueden clasificarse en: (a) imágenes reales; (b) imágenes virtuales.Las “reales” son aquellas imágenes que pueden ser recibidas en una pantalla ubicada de manera tal que la lente quede entre el objeto y dicha pantalla. Estas imágenes “reales” aparecen en la pantalla en forma invertida.

Las “virtuales” no pueden ser recibidas sobre una pantalla porque se forman con la prolongación de los rayos refractados.“Fuerza” o “Potencia” de una lente convergente:La potencia de una lente convergente es inversamente proporcional a su distancia focal. Esto, simplemente, significa que una lente es más potente cuanto menor es su distancia focal y, se ha establecido –por convención- que a una distancia focal de 1 metro se le asigna una potencia de 1 “dioptría” (unidad utilizada internacionalmente para determinar la potencia de una lente).LENTES DIVERGENTES:Estas lentes se caracterizan porque al ser atravesadas por un haz de rayos luminosos, provocan que el haz se disperse –los rayos se separan entre sí-. Por este motivo, tanto las imágenes que se obtienen como los focos de las lentes son virtuales.El hecho de generar focos virtuales hace que las lentes divergentes sean también conocidas como “lentes negativas”.Trayectoria de los rayos en las lentes divergentes:La trayectoria, esta sujeta a las siguientes condiciones: (a) Cualquier rayo que sea paralelo al eje principal refracta de manera tal que sus prolongaciones pasan por el foco. (b) Todorayo con dirección hacia el foco objeto se refractara en forma paralela al eje principal. (c) Los rayos que pasan por el centro óptico, no se desvían.En el caso de las lentes divergentes, las imágenes resultan siempre “virtuales”, menores que el objeto, de igual sentido que este y situadas entre la lente y el objeto.“Potencia” de una lente divergente:En forma similar a lo que hemos establecido para las lentes convergentes, la potencia de una lente divergente es inversamente proporcional a la distancia focal medida en metros. Teniendo en cuenta que la distancia focal siempre es negativa (para lentes divergentes) resulta que la potencia de una lente divergente toma siempre valores negativos.Las aplicaciones y usos de las lentes son innumerables, pero, en general podemos decir que se utilizan, fundamentalmente, para formar imágenes de objetos, a veces aumentadas y a veces disminuidas.No obstante ello, las lentes que se usan para los “anteojos” humanos, mas que a formar imágenes, están destinadas a corregirlas y a procurar que sean nítidas y precisas las imágenes formadas por nuestro cristalino.ALGUNAS LENTES:        El ojo humano:

      Es el órgano de la visión.El ojo propiamente dicho, incluye también elementos protectores (párpados, cejas, etc.). Nos interesa, básicamente, el aspecto óptico del ojo humano. En este aspecto, el “globo ocular” esta formado por  membranas  que encierran medios transparentes: las “lentes”

naturales del hombre. La retina es la membrana mas interna del ojo y se la reconoce como una prolongación del nervio óptico, esta formada por fibras nerviosas que la hacen sensible a la luz. Las terminaciones nerviosas de la retina son los “conos” y “bastoncillos” que, junto con la púrpura retiniana, reciben y transmiten al nervio óptico la sensación luminosa que este lleva al cerebro. La cornea es, también, una membrana transparente, de espesor variable y con un índice de refracción de 1,376. El cristalino es una verdadera lente convergente con un índice de refracción de 1,4085 y la capacidad de cambiar de forma según los estímulos exteriores que recibe. El iris, actúa como diafragma regulando la cantidad de luz que penetra en el ojo.Veamos de que manera accionan los rayos de luz en la formación de imágenes en el ojo humano, los siguientes esquemas nos muestran los elementos fundamentales y la trayectoria correspondiente:

        La lupa (lente de aumento):

Es una sencilla lente convergente biconvexa o plana convexa, generalmente montada sobre una armadura que permite sostenerla en la mano o en un pie especial. Comúnmente se utiliza para examinar detalles de objetos, para leer impresos con caracteres de letra muy pequeños, etc. La imagen lograda con una lupa es virtual, mayor y de igual sentido que el objeto observado. En la lupa simple, disminuye la distancia focal y, por lo tanto, la amplificación aumenta, pero también aumentan las aberraciones (distorsiones) esféricas, por lo cual siempre debe restringirse el campo.

        El microscopio:

Es un instrumento óptico formado básicamente por dos lentes convergentes: el ocular y el objetivo. El objetivo tiene distancia focal pequeña y esta ubicado próximo al objeto que se observa.El ocular tiene mayor distancia focal y esta ubicado al lado del ojo del observador. Las dos lentes están ubicadas de forma que sus ejes coincidan.La imagen que se obtiene con un microscopio es virtual, mayor y de sentido contrario al objeto observado.En la actualidad existen muy diversos tipos de microscopios, cada uno de ellos con distintas tecnologías de avanzada y que incluyen las ultimas mejoras que, día a día, los científicos van descubriendo.Podemos observar en los gráficos y dibujos siguientes, la descripción de un microscopio y de que forma trabajan las lentes que lo componen:

        El anteojo de Galileo (telescopio simple):

Este fue el primer instrumento para realizar observaciones a distancia. En forma similar al microscopio, también consta de dos lentes pero, en este caso, una es divergente (el ocular) y la otra es convergente (el objetivo). La imagen que se obtiene, es virtual.

El vocablo “anteojos”, acepta varios significados, que van desde los que se utilizan delante del ojo humano, hasta los comunes “largavistas”. Sin embargo, todos ellos tienen por finalidad contribuir de una u otra manera a mejorar la calidad de la visión que el ser humano puede tener sobre el mundo que lo rodea, ya sea por corrección de las imágenes, por aproximación de ellas o por amplificación.

Las lentes, según la forma que adopten pueden ser convergentes o divergentes.

Las lentes convergentes (o positivas) son más gruesas por su parte central y más estrechas en

los bordes. Se denominan así debido a que unen (convergen), en un punto determinado que se

denomina foco imagen, todo haz de rayos paralelos al eje principal que pase por ellas. Pueden ser:

Biconvexas

Planoconvexas

Cóncavo-convexas

Las lentes divergentes (o negativas) son más gruesas por los bordes y presentan una estrechez

muy pronunciada en el centro. Se denominan así porque hacen divergir (separan) todo haz de

rayos paralelos al eje principal que pase por ellas, sus prolongaciones convergen en el foco imagen

que está a la izquierda, al contrario que las convergentes, cuyo foco imagen se encuentra a la

derecha. Pueden ser:

Bicóncavas

Planocóncavas

Convexo-cóncavas

Se suele denominar lentes artificiales a las construidas con materiales artificiales no homogéneos, de modo que su comportamiento exhibe índices de refracción menores que la unidad (conviene recordar que la velocidad de fase sí puede ser mayor que la velocidad de la luz en el vacío), con lo que, por ejemplo, se tienen lentes biconvexas divergentes. Nuevamente este tipo de lentes es útil en microondas y sólo últimamente se han descrito materiales con esta propiedad a frecuencias ópticas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Lente

Clasificación de las lentes[editar]

a) Lentes convergentes o positivos

b) Lentes divergentes o negativos

Formación de imágenes a través de las lentes[editar]

Las lentes con superficies de radios de curvatura pequeños tienen distancias focales cortas. Una

lente con dos superficies convexas siempre de corazones los rayos paralelos al eje óptico de forma

que converjan en un foco situado en el lado de la lente opuesto al objeto. Una superficie de lente

cóncava desvía los rayos incidentes paralelos al eje de forma divergente; a no ser que la segunda

superficie sea convexa y tenga una curvatura mayor que la primera, los rayos divergen al salir de la

lente, y parecen provenir de un punto situado en el mismo lado de la lente que el objeto. Estas

lentes sólo forman imágenes virtuales, reducidas y no invertidas.

Si la distancia del objeto es mayor que la distancia focal, una lente convergente forma una imagen

real e invertida. Si el objeto está lo bastante alejado, la imagen será más pequeña que el objeto. En

ese caso, el observador estará utilizando la lente como una lupa o microscopio simple. El ángulo

que forma en el ojo esta imagen virtual aumentada (es decir, su dimensión angular aparente) es

mayor que el ángulo que formaría el objeto si se encontrara a la distancia normal de visión. La

relación de estos dos ángulos es la potencia de aumento de la lente. Una lente con una distancia

focal más corta crearía una imagen virtual que formaría un ángulo mayor, por lo que su potencia de

aumento sería mayor. La potencia de aumento de un sistema óptico indica cuánto parece acercar

el objeto al ojo, y es diferente del aumento lateral de una cámara o telescopio, por ejemplo, donde

la relación entre las dimensiones reales de la imagen real y las del objeto aumenta según aumenta

la distancia focal. La cantidad de luz que puede admitir una lente aumenta con su diámetro. Como

la superficie que ocupa una imagen es proporcional al cuadrado de la distancia focal de la lente, la

intensidad luminosa de la superficie de la imagen es directamente proporcional al diámetro de la

lente e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia focal. Por ejemplo, la imagen

producida por una lente de 3 cm de diámetro y una distancia focal de 20 cm sería cuatro veces

menos luminosa que la formada por una lente del mismo diámetro con una distancia focal de 10

cm. La relación entre la distancia focal y el diámetro efectivo de una lente es su relación focal,

llamada también número f. Su inversa se conoce como abertura relativa. Dos lentes con la misma

abertura relativa tienen la misma luminosidad, independientemente de sus diámetros y distancias

focales.

Fabricación de Lentes:[editar]

La mayoría de las lentes están hechas de variedades especiales de vidrio de alta calidad,

conocidas como vidrios ópticos, libres de tensiones internas, burbujas y otras imperfecciones. El

proceso de fabricación de una lente a partir de un bloque de vidrio óptico implica varias

operaciones. El primer paso consiste en cerrar una lente en bruto a partir del bloque de vidrio. Para

ello se presiona el vidrio contra una delgada placa metálica circular que se hace girar. El borde de

la placa se carga con polvo de diamante. Después, se le da una primera forma a la pieza en bruto

prepulimentándola sobre una placa plana de hierro colado cubierta con una mezcla de granos

abrasivos y agua. Para formar la superficie redondeada de la lente se la talla con herramientas

cóncavas o convexas cargadas con abrasivos. La superficie de una lente convexa se forma

mediante una herramienta cóncava y viceversa. Generalmente se emplean dos o más

herramientas en este proceso de tallado, utilizando grados de abrasivo cada vez más finos. El

último proceso de acabado de la superficie de la lente es el pulido, que se realiza mediante una

herramienta de hierro cubierta de brea y bañada con mordiente rojo y agua. Tras el pulido, la lente

se 'remata' rectificando el borde hasta que el centro físico coincida con su centro óptico (el centro

óptico es un punto tal que cualquier rayo luminoso que pasa por él no sufre desviación). Durante

este proceso se coloca la lente en el bastidor de un torno, de forma que su centro óptico se

encuentre en el eje de giro, y se rectifican los bordes con una tira de latón cargada con abrasivo.

Caracterización de las Lentes:[editar]

Las características ópticas de las lentes sencillas (únicas) o compuestas (sistemas de lentes que

contienen dos o más elementos individuales) vienen determinadas por dos factores: la distancia

focal de la lente y la relación entre la distancia focal y el diámetro de la lente. La distancia focal de

una lente es la distancia del centro de la lente a la imagen que forma de un objeto situado a

distancia infinita. La distancia focal se mide de dos formas: en unidades de longitud normales,

como por ejemplo 20 cm o 1 m, o en unidades llamadas dioptrías, que corresponden al inverso de

la distancia focal medida en metros. Por ejemplo, una lente de 1 dioptría tiene una distancia focal

de 1 m, y una de 2 dioptrías tiene una distancia focal de 0,5 m. La relación entre la distancia focal y

el diámetro de una lente determina su capacidad para recoger luz, o "luminosidad". Esta relación

se conoce como número f, y su inversa es la abertura relativa.

Historia:[editar]

Las primeras lentes, que ya conocían los griegos y romanos, eran esferas de vidrio llenas de agua.

Estas lentes rellenas de agua se empleaban para encender fuego. En la antigüedad clásica no se

conocían las auténticas lentes de vidrio; posiblemente se fabricaron por primera vez en Europa a

finales del siglo XIII. Los procesos empleados en la fabricación de lentes no han cambiado

demasiado desde la edad media, salvo el empleo de brea para el pulido, que introdujo Isaac

Newton. El reciente desarrollo de los plásticos y de procesos especiales para moldearlos ha

supuesto un uso cada vez mayor de estos materiales en la fabricación de lentes. Las lentes de

plástico son más baratas, más ligeras y menos frágiles que las de vidrio.

Tipos de Lentes[editar]

Clasificación de las Lentes Convergentes y Divergentes

Las lentes convergentes tienen el espesor de su parte media mayor que el de su parte marginal.

I. Biconvexa o convergente.

II. Plano convexo.

III. Menisco convexa o convergente.

IV. Bicóncava.

V. Plano cóncava.

VI. Menisco cóncava o divergente.

Elementos de una Lente[editar]

a) Centro Óptico, donde todo rayo que pasa por él, no sufre desviación.

b) Eje Principal, es la recta que pasa por el centro óptico y por el foco principal.

c) Foco Principal, punto en donde pasan los rayos que son paralelos al eje principal.

d) Eje Secundario, es la recta que pasa por los centros de curvatura.

e) Radios de Curvatura(R1,R2):Son los radios de las esferas que originan la lente.

f) Centros de Curvatura(C1,C2):Son los centros de las esferas que originan la lente.

Rayos notables en las lentes convergentes[editar]

1º. Rayo paralelo al eje principal se refracta y pasa por el foco.

2º. El rayo que pasa por el foco principal se refracta y sigue paralelo al eje principal.

3º. Todo rayo que pase por el centro óptico no sufre desviación.

Formación de Imágenes en las Lentes[editar]

Para estudiar la formación de imágenes por lentes, es necesario mencionar algunas de las

características que permiten describir de forma sencilla la marcha de los rayos.

Plano óptico. Es el plano central de la lente.

Centro óptico O. Es el centro geométrico de la lente. Tiene la propiedad de que todo rayo que

pasa por él no sufre desviación alguna.

Eje principal. Es la recta que pasa por el centro óptico y es perpendicular al plano óptico.

Focos principales F y F' (foco objeto y foco imagen, respectivamente). Son un par de puntos,

correspondientes uno a cada superficie, en donde se cruzan los rayos (o sus prolongaciones)

que inciden sobre la lente paralelamente al eje principal.

Distancia focal f. Es la distancia entre el centro óptico O y el foco F.

Lentes convergentes. Para proceder a la construcción de imágenes debidas a lentes

convergentes, se deben tener presente las siguientes reglas:

Cuando un rayo incide sobre la lente paralelamente al eje, el rayo emergente pasa por el foco

imagen F'. Inversamente, cuando un rayo incidente pasa por el foco objeto F, el rayo emergente

discurre paralelamente al eje. Finalmente, cualquier rayo que se dirija a la lente pasando por el

centro óptico se refracta sin sufrir ninguna desviación.

Lente convergente

Cuando se aplican estas reglas sencillas para determinar la imagen de un objeto por una lente

convergente, se obtienen los siguientes resultados:

- Si el objeto está situado respecto del plano óptico a una, la imagen es real, invertida y de menor

tamaño.

- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico igual a 2f, la imagen es real, invertida y

de igual tamaño.

- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico comprendida entre 2f y f, la imagen es

real, invertida y de mayor tamaño.

- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico inferior a f, la imagen es virtual, directa y

de mayor tamaño.

Lentes divergentes.

La construcción de imágenes formadas por lentes divergentes se lleva a cabo de forma semejante,

teniendo en cuenta que cuando un rayo incide sobre la lente paralelamente al eje, es la

prolongación del rayo emergente la que pasa por el foco objeto F. Asimismo, cuando un rayo

incidente se dirige hacia el foco imagen F' de modo que su prolongación pase por él, el rayo

emergente discurre paralelamente al eje. Finalmente y al igual que sucede en las lentes

convergentes, cualquier rayo que se dirija a la lente pasando por el centro óptico se refracta sin

sufrir desviación.

Aunque para lentes divergentes se tiene siempre que la imagen resultante es virtual, directa y de

menor tamaño, la aplicación de estas reglas permite obtener fácilmente la imagen de un objeto

situado a cualquier distancia de la lente.

Construcción gráfica de imágenes en las lentes convergentes

¤ Imágenes reales, son aquellas capaces de ser recibidas sobre una pantalla ubicada en tal forma

de que entre ella y el objeto quede la lente.

¤ Imagen virtual, está dada por la prolongación de los rayos refractados, no se puede recibir la

imagen en una pantalla.

1º. El objeto está a una distancia doble de la distancia focal. La imagen obtenida es: real, invertida,

de igual tamaño, y también a distancia doble de la focal.

2º. El objeto está a distancia mayor que el doble de la distancia focal. Resulta una imagen: real

invertida, menor, formada a distancia menor que el objeto.

3º. El objeto está entre el foco y el doble de la distancia focal. La imagen obtenida es: real invertida,

mayor, y se forma a mayor distancia que el doble de la focal.

4º. El objeto está entre el foco y el centro óptico. Se obtiene una imagen: virtual, mayor, derecha,

formada del lado donde se coloca el objeto.

5º. El objeto está en el foco principal, no se obtiene ninguna imagen.

Lentes convergentes[editar]

En los lentes convergentes las imágenes pueden ser reales o virtuales. Fórmula:

Lentes divergentes[editar]

En las lentes divergentes las imágenes siempre resultan virtuales, de igual sentido y situados entre

la lente y el objeto.

Lentes divergentes. Fórmula:

Potencia de una Lente. Dioptrías.[editar]

La potencia de una lente es la inversa de su distancia focal, y la unidad de medida es la

dioptría. 

claro que depende de las formulas que veremos.

Aplicaciones[editar]

Las lentes de contacto o las lentes de las gafas o anteojos corrigen defectos visuales. También se

utilizan lentes en la cámara fotográfica, el microscopio, el telescopio y otros instrumentos ópticos.

Otros sistemas pueden emplearse eficazmente como lentes en otras regiones del espectro

electromagnético, como ocurre con las lentes magnéticas usadas en los microscopios electrónicos.

(En lo relativo al diseño y uso de las lentes. En lo relativo a la lente del ojo).

http://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%ADsica/%C3%93ptica/Lentes

http://www.educaplus.org/luz/lente1.html

http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/alfonso_perez_garcia/optoelectronica/texto/opto.pdf

http://www.ua.es/personal/mj.caturla/Curso0/Leccion-10.pdf

http://www.alipso.com/monografias/lenteespejo/