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dcv l unlppor solunart

LuzTeoras de la luz

Longitud de onda

ColorMatiz, saturacin, brilloDeniciones a partir del diagrama cromticoMezcla de color Modelo RGB Modelo CMYLa luz y la ptica geomtricaLa propagacin de la luzVelocidad e ndice de refraxin

ptica ptica geomtrica ptica fsica Rayos lumnicos

Leyes de Snell1ra Ley2da Ley: Reexin3ra Ley: RefraxinReexin interna totalngulo crtico

ngulo lmite y reexin total

Objetos e imgenes

LentesTipos de lentesElementos de una lenteInstrumentos pticos Lupa Lmina antireex Cmara fotogrca

Cmara oscuraDiferencias entre el ojo y la cmara

El ojo humanoFuncionamiento del ojoDefectos de la visin

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luz

El Realismo crtico pemite ver las cosas como realmente son:

color percepcin

Objeto SujetoLUZ

(fsica)COLOR

(perseptual)

Objeto: la conciencia de la representacin mental (las imgenes mentales): percepcin Sujeto: la fsica de la persona es el objeto externo. La fsica es todo lo que est afuera de nuestra mente.

La energa radiante es la energa que poseen las ondas electromagnticas como la luz visible, las ondas de radio, losrayos ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), etc. La caracterstica principal de esta energa es que se propagaen el vaco sin necesidad de soporte material alguno. Se transmite por unidades llamadas fotones.

El ojo humano la percibe a travs del estmulo visual de la retina y va entre 400 a 700 mm (minimicrones).

Retina: Bastiones: sensores nocturnosConos: sensores diurnos

TEORAS DE LA LUZ

Huygens: Segn Huygens, la luz se asemejaba al sonido y, por tanto, deba ser una onda, aunque de distinta natu-raleza. Con su teora pudo explicar casi todas sus propiedades, incluso la razn por la que los rayos de luz puedencruzarse sin chocar ni estorbarse unos con otros.Newton: Newton no admita que algo que se propaga en lnea recta pudiera avanzar vibrando como una onda, asque pens que la luz estara compuesta por unas nas partculas que se movan en lnea recta a altsimas veloci -dades. Haba partculas de los distintos colores del espectro: rojas, amarillas, verdes, azules y violetas.Einstein: la luz est formada por partculas: los fotones.Maxwell: la luz est formada por ondas electromagnticas.

Hoy en da se dice que la luz es una mezcla de la teora de Huygens y Einstein. La luz se mide en monimocrones

LONGITUD DE ONDA

La longitud de onda determina el color y la amplitud su energa.

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color Los colores son intransferibles.

Es un fenmeno fsico de la luz relacionado con las diferentes longitudes de onda en la zona visible del espectro elec-tromagntico que persiben las personas y algunos animales a travs de los rganos de la visin. El cuerpo iluminadoabsorve todas o parte de las ondas electromagnticas y reeja las restantes. Las ondas reejadas son analizadas porel ojo e interpretadas como colores segn las longitudes de onda correspondientes.

Los mtodos utilizados actualmente para la especicacin del color se encuadran en la especialidad llamadacolorimetra, y consisten en medidas cientcas precisas basadas en las longitudes de onda de tres colores primarios.

La luz visible est formada por vibraciones electromagnticas cuyas longitudes de onda van de unos 350 a unos750 nanmetros (milmillonsimas de metro). La luz blanca es la suma de todas estas vibraciones cuando sus inten -sidades son aproximadamente iguales. En toda radiacin luminosa se pueden distinguir dos aspectos: uno cuanti -tativo, su intensidad, y otro cualitativo, su cromaticidad. Esta ltima viene determinada por dos sensaciones queaprecia el ojo: la tonalidad y la saturacin. Una luz compuesta por vibraciones de una nica longitud de onda delespectro visible es cualitativamente distinta de una luz de otra longitud de onda.

El ojo humano distingue los distintos colores en virtud de tres variables determinadas en una serie de medidasobjetivas. Estas variables son:

Matiz (tono del color) determinada por la longitud de onda, es elcolor en s y dene su posicin en el espectro.Saturacin (grado de mezcla, fuerza) Est determinada por la purezadel color, cuanto mayor cantidad de blanco tenga, menos puro es. Semide en porcentajes (%)Brillo (ujo lumnico) Lo determina la luminancia del color, mide laenerga luminosa. En la percepcin subjetiva de esta energa lumi-nosa inuye enormemente el entorno.

DEFINICIONES A PARTIR DEL DIAGRAMA CROMTICO

Los colores ubicados sobre el arco o campana principal se denominan Colores Puros (no existe mezcla que losproduzca). Dentro de la campana estn todos los Colores Mezcla y fuera de la campana no existen colores. El puntoW es blanco y un color cualquiera (C) en el diagrama cromtico queda denido como un punto para el cual habrque especicar sus valores de ordenadas (Cy) y abscisas (Cx). Dado un color mezcla cualquiera (C) habr un colorpuro (D) que ser el color base para C y que se denomina Color Dominante. O sea que mezclando en proporcinadecuada el color D con blanco se puede obtener el color C. Y por ello se traza una lnea que una los puntos W y Chasta llegar al arco de colores puros. Como D es un punto del arco del diagrama se puede estimar su longitud deonda y con eso ya quedara perfectamente denido. Por otra parte el color C podr estar ms cerca de su color

dominante D o estar ms cerca del blanco. El porcentaje con que se aproxime a D se llamar Pureza de Color.Tambin habr para un color puro D otro color puro D tal que haciendo distintas combinaciones de D y D se puedaencontrar entre todas ellas al color blanco. Al color D lo llamaremos Color Complementario.

Diagrama cromtico xy de CIE 1931 mostrando el espectro del espacio sRGB y situacinde los colores primarios. El punto blanco D65 se encuentra en el centro.

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MEZCLA DE COLOR

El ojo humano no funciona como una mquina de anlisis espectral, y puede producirse la misma sensacin decolor con estmulos fsicos diferentes. As, una mezcla de luces roja y verde de intensidades apropiadas pareceexactamente igual a una luz amarilla espectral, aunque no contiene luz de las longitudes de onda asociadas alamarillo. Puede reproducirse cualquier sensacin de color mezclando aditivamente diversas cantidades de lucesroja, azul y verde. Por eso se conocen estos colores como colores aditivos primarios. Si se mezclan luces de estoscolores primarios con intensidades aproximadamente iguales se produce la sensacin de luz blanca. Tambin

existen parejas de colores espectrales puros, que si se mezclan aditivamente, producen la misma sensacin que laluz blanca, por lo que se denominan colores complementarios. Entre esos pares guran determinados amarillos yazules, o rojos y verdes azulados.

Todos los objetos tienen la propiedad de absorber y reejar ciertas radiaciones electromagnticas. La mayora delos colores que experimentamos normalmente son mezclas de longitudes de onda que provienen de la absorcinparcial de la luz blanca. Casi todos los objetos deben su color a los ltros, pigmentos o pinturas, que absorbendeterminadas longitudes de onda de la luz blanca y reejan o transmiten las dems; estas longitudes de ondareejadas o transmitidas son las que producen la sensacin de color, que se conoce como color pigmento.

Los colores pigmento que absorben la luz de los colores aditivos primarios se llaman colores sustractivos primarios.Son el magenta que absorbe el verde, el amarillo que absorbe el azul y el cyan (azul verdoso), que absorbeel rojo. Los colores sustractivos primarios pueden mezclarse en proporciones diferentes para crear casi cualquiertonalidad; los tonos as obtenidos se llaman sustractivos. Si se mezclan los tres en cantidades aproximadamenteiguales, producen una tonalidad muy oscura, aunque nunca completamente negra.

Modelo RGBcolores aditivos

Modelo CMYcolores sustractivos

LA LUZ Y LA PTICA GEOMTRICA

La ptica se ocupa del estudio de la luz, de sus caractersticas y de sus manifestaciones. La reexin y la refraccinpor un lado, y las interferencias y la difraccin por otro, son algunos, de los fenmenos pticos fundamentales. Losprimeros pueden estudiarse siguiendo la marcha de los rayos luminosos. Los segundos se interpretan recurriendo ala descripcin en forma de onda.

LA PROPAGACIN DE LA LUZ

La luz emitida por una fuente luminosa es capaz de llegar a otros objetos e iluminarlos. Este recorrido de la luz,desde la fuente luminosa hasta los objetos, se denomina rayo luminoso.

Las caractersticas de la propagacin de la luz son:

La luz se propaga en lnea recta. Por eso la luz deja de verse cuando se interpone un cuerpo entre el recorridode la luz y la fuente luminosa.

La luz se propaga en todas las direcciones. Esa es la razn por la cual el Sol ilumina todos los planetas del sistema

solar. La luz se propaga a gran velocidad.

La luz emitida por las fuentes luminosas es capaz de viajar a travs de materia o en ausencia de ella, aunque no todoslos medios permiten que la luz se propague a su travs.

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Desde este punto de vista, las diferentes sustancias materiales se pueden clasicar en opacas, transparentes ytraslucidas. Aunque la luz es incapaz de traspasar las opacas, puede atravesar las otras. Las sustancias transparentestienen, adems, la propiedad de que la luz sigue en su interior una sola direccin. ste es el caso del agua, el vidrioo el aire. En cambio, en las traslucidas la luz se dispersa, lo que da lugar a que a travs de ellas no se puedan ver lasimgenes con nitidez. El papel vegetal o el cristal esmerilado constituyen algunos ejemplos de objetos traslcidos.

En un medio que adems de ser transparente sea homogneo, es decir, que mantenga propiedades idnticas encualquier punto del mismo, la luz se propaga en lnea recta. Esta caracterstica, conocida desde la antigedad,

constituye unaley fundamental

de la ptica geomtrica. Dado que la luz se propaga en lnea recta, para estudiarlos fenmenos pticos de forma sencilla, se acude a algunas simplicaciones tiles. As, las fuentes luminosas seconsideran puntuales, esto es, como si estuvieran concentradas en un punto, del cual emergen rayos de luz o lneasrectas que representan las direcciones de propagacin. Un conjunto de rayos que parten de una misma fuente sedenomina haz. Cuando la fuente se encuentra muy alejada del punto de observacin, a efectos prcticos, los hacesse consideran formados por rayos paralelos. Si por el contrario la fuente est prxima la forma del haz es cnica.

VELOCIDAD E NDICE DE REFRACCIN

La velocidad con que la luz se propaga a travs de un medio homogneo y transparente es una constante caractersticade dicho medio, y por tanto, cambia de un medio a otro. En la antigedad se pensaba que su valor era innito, lo queexplicaba su propagacin instantnea.

Debido a su enorme magnitud la medida de la velocidad de la luz c ha requerido la invencin de procedimientosingeniosos que superarn el inconveniente que suponen las cortas distancias terrestres en relacin con tanextraordinaria rapidez. Mtodos astronmicos y mtodos terrestres han ido dando resultados cada vez msprximos. En la actualidad se acepta para la velocidad de la luz en el vaco el valor c = 300 000 km/s. En cualquiermedio material transparente la luz se propaga con una velocidad que es siempre inferior a c. As, por ejemplo, en elagua lo hace a 225 000 km/s y en el vidrio a 195 000 km/s.

En ptica se suele comparar la velocidad de la luz en un medio transparente con la velocidad de la luz en el vaco,mediante el llamado ndice de refraccin absoluto n del medio: se dene como el cociente entre la velocidad c de laluz en el vaco y la velocidad v de la luz en el medio, es decir:

Dado que c es siempre mayor que v, n resulta siempre mayor o igual que la unidad. Conforme se deduce de la propiadenicin cuanto mayor sea el ndice de refraccin absoluto de una sustancia tanto ms lentamente viajar la luzpor su interior.

Si lo que se pretende es comparar las velocidades v1 y v2 de dos medios diferentes se dene entonces el ndice derefraccin relativo del medio 1 respecto del 2 como cociente entre ambas:

o en trminos de ndices de refraccin absolutos,

Un ndice de refraccin relativo n12 menor que 1 indica que en el segundo medio la luz se mueve ms rpidamenteque en el primero.

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ptica

leyes de snell

Es la rama de la Fsica que se dedica al estudio de la luz. Es la ciencia que estudia cmo emiten luz los cuerpos lumi -nosos, cmo sta se propaga en los distintos medios y es absorbida por los cuerpos. La ptica, en sentido amplio,estudia las imgenes, incluidos actualmente los procesos digitales para crearlas.

ptica Geomtrica:Se ocupa de la propagacin en lnea recta de la luz y en medios pticamente homogneos.Parte de las leyes fenomenolgicas de Snell de la reexin y la refraccin. A partir de ellas, basta hacer geometra

con los rayos luminosos para la obtencin de las frmulas que corresponden a los espejos, dioptrio y lentes (o suscombinaciones), obteniendo as las leyes que gobiernan los instrumentos pticos a que estamos acostumbrados.La ptica geomtrica usa la nocin de rayo luminoso; es una aproximacin del comportamiento que corresponde alas ondas electromagnticas (la luz) cuando los objetos involucrados son de tamao mucho mayor que la longitudde onda usada; ello permite despreciar los efectos derivados de la difraccin, comportamiento ligado a la naturalezaondulatoria de la luz.

ptica Fsica:Estudia la propagacin de la luz como fuente de ondas o fenmeno ondulatorio.Es la rama de la ptica que toma la luz como una onda y explica algunos fenmenos que no se podran explicar to-mando la luz como un rayo. Estos fenmenos son:

Difraccin: es la capacidad de las ondas para cambiar la direccin alrededor de obstculos en su trayectoria,esto se debe a la propiedad que tienen las ondas de generar nuevos frentes de onda. Polarizacin: es la propiedad por la cual uno o ms de los mltiples planos en que vibran las ondas de luz se ltra

impidiendo su paso. Esto produce efectos como eliminacin de brillos.

Rayos luminosos: Se propagan en todas direcciones. Se propagan en lnea recta. Divergen

Bsico Rayo Incidente, es aquel que llega a la supercie de separacin de los medios trazados. Rayo Refractado, el rayo que pasa al otro medio. ngulo de Incidencia, el ngulo que se forma entre el incidente y la normal. ngulo de Refraccin, el ngulo formado por la normal y el rayo refractado. Normal, es la perpendicular a la supercie de separacin de los medios trazados.

PRIMERA LEY

El rayo incidente, la normal y el rayo refractado pertenecen al mismo plano (son coplanares).

SEGUNDA LEY: LEY DE REFLEXIN

Al igual que la reexin de las ondas sonoras, la reexin luminosaes un fenmeno en virtud del cual la luz al incidir sobre la superciede los cuerpos cambia de direccin, invirtindose el sentido de supropagacin.

La visin de los objetos se lleva a cabo precisamente gracias alfenmeno de la reexin. Un objeto cualquiera, a menos que no

sea una fuente en s mismo, permanecer invisible en tanto nosea iluminado. Los rayos luminosos que provienen de la fuentese reejan en la supercie del objeto y revelan al observador losdetalles de su forma y su tamao.

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De acuerdo con las caractersticas de la supercie reectora, la reexin luminosa puede ser regular odifusa. La reexin regular tiene lugar cuando la supercie es perfectamente lisa. Un espejo o una lminametlica pulimentada reejan ordenadamente un haz de rayos conservando la forma del haz. La reexindifusa se da sobre los cuerpos de supercies ms o menos rugosas.En ellas un haz paralelo, al reejarse, se dispersa orientndose los rayos en direcciones diferentes. sta esla razn por la que un espejo es capaz de reejar la imagen de otro objeto en tanto que una piedra, porejemplo, slo reeja su propia imagen.

Sobre la base de las observaciones antiguas se establecieron las leyes que rigen el comportamiento de laluz en la reexin regular o especular. Se denominan genricamente leyes de la reexin.

Si S es una supercie especular (representada por una lnea recta rayada del lado en que no existe la re-exin), se denomina rayo incidente al que llega a S, rayo reejado al que emerge de ella como resultadode la reexin y punto de incidencia O al punto de corte del rayo incidente con la supercie S. La recta N,perpendicular a S por el punto de incidencia, se denomina normal.

El ngulo de incidencia es el formado por el rayo incidente y la normal. El ngulo de reexin es el queforma la normal y el rayo reejado. Con la ayuda de estos conceptos auxiliares pueden anunciarse las leyes

de la reexin en los siguientes trminos:

1. Ley. El rayo incidente, la normal y el rayo reejado se encuentran sobre un mismo plano.

2. Ley. El ngulo de incidencia es igual al ngulo de reexin ( = ).

TERCERA LEY: LEY DE REFRAXIN

Los senos de los ngulo de incidencia y de refraccin son directamente proporcionales con las velocidades depropagacin de la luz en los respectivos medios.

La razn o cociente entre el seno del ngulo de incidencia y el seno del ngulo de refraccin es una constante, lla-mada ndice de refraccin, del segundo medio respecto del primero o sea:Consideremos dos medios caracterizados por ndices de refraccin n1 y n2 separados por una supercie S y en loscuales n2 > n1. Los rayos de luz que atraviesen los dos medios se refractarn en la supercie variando su direccin depropagacin dependiendo de la diferencia entre los ndices de refraccin n1 y n2.Para un rayo luminoso con un ngulo de incidencia 1 sobre el primer medio, ngulo entre la normal a la superciey la direccin de propagacin del rayo, tendremos que el rayo se propaga en el segundo medio con un ngulo derefraccin 2 cuyo valor se obtiene por medio de la ley de Snell.

Observese que para el caso de 1 = 0 (rayos incidentes de forma perpendicular a la supercie) los rayos refractadosemergen con un ngulo 2 = 0 para cualquier n1 y n2. Es decir los rayos que inciden perpendicularmente a un mediono se refractan.La simetra de la ley de Snell implica que las trayectorias de los rayos de luz es reversible. Es decir, si un rayo inci-dente sobre la supercie de separacin con un ngulo de incidencia 1 se refracta sobre el medio con un ngulo derefraccin 2, entonces un rayo incidente en la direccin opuesta desde el medio 2 con un ngulo de incidencia 2se refracta sobre el medio 1 con un ngulo 1.Una regla cualitativa para determinar la direccin de la refraccin es que el rayo en el medio de mayor ndice derefraccin se acerca siempre a la direccin de la normal a la supercie. La velocidad de la luz en el medio de mayorndice de refraccin es siempre menor.

El fenmeno de la refraccin va, en general, acompaado de una reexin, ms o menos dbil, producida en la su-percie que limita los dos medios transparentes. El haz, al llegar a esa supercie lmite, en parte se reeja y en partese refracta, lo cual implica que los haces reejado y refractado tendrn menos intensidad luminosa que el rayo inci-dente. Dicho reparto de intensidad se produce en una proporcin que depende de las caractersticas de los mediosen contacto y del ngulo de incidencia respecto de la supercie lmite. A pesar de esta circunstancia, es posible jarla atencin nicamente en el fenmeno de la refraccin para analizar sus caractersticas.

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n1 y n2 son los ndices de refraccin. de los materiales. La lneaentrecortada delimita la lnea normal, la cual es la lnea imagi-naria perpendicular a la supercie. Los ngulos son los ngu -los que se forman con la lnea normal, siendo 1 el ngulo de la

onda incidente y 2 el ngulo de la onda refractada

REFLEXIN INTERNA TOTAL

Los medios refringentes son los materiales que dejan pasar la luz.

En el ngulo lmite, el rayo sale por la misma supercie de separacin, otro rayo incidente, que forme con la normalun ngulo mayor que el del lmite, ya no saldr al otro medio, sino que quedar dentro del mismo medio. Los ngu-los que forman son iguales, como en la reexin, este fenmeno se llama reexin total. Por reejarse todos losrayos.

Condiciones. La reexin total se verica: Cuando el rayo va de un medio ms refringente hacia otro menos refringente. Cuando el ngulo de incidencia sea mayor que el del lmite.

NGULO CRTICO

Puesto que los rayos se alejan de la normal cuando entran en un medio menos denso, y la desviacin de la normalaumenta a medida que aumenta el ngulo de incidencia, hay un determinado ngulo de incidencia, denominadongulo crtico, para el que el rayo refractado forma un ngulo de 90 con la normal, por lo que avanza justo a lo largode la supercie de separacin entre ambos medios. Si el ngulo de incidencia se hace mayor que el ngulo crtico,los rayos de luz sern totalmente reejados. La reexin total no puede producirse cuando la luz pasa de un mediomenos denso a otro ms denso.

NGULO LMITE Y REFLEXIN TOTAL

Cuando un haz luminoso alcanza la supercie de separacin de dos medios transparentes, en parte refracta y enparte se reeja. Si el sentido de la propagacin es del medio ms refringente al medio menos refringente, el rayorefractado, de acuerdo con la ley de Snell, se alejar de la normal. Eso implica que si se aumenta progresivamente elngulo de incidencia, el rayo refractado se desviar cada vez ms de la normal, aproximndose a la supercie lmitehasta coincidir con ella. El valor del ngulo de incidencia que da lugar a este tipo de refraccin recibe el nombre dengulo lmite L.

La determinacin del ngulo lmite puede hacerse a partir de la ley de Snell. Dado que el ngulo de refraccin quecorresponde al ngulo lmite vale 90, se tendr:

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Cuando el ngulo de incidencia es mayor o igual al ngulo crtico, la luz no puede refractar-se y se reeja totalmente en la frontera. Los ngulos del dibujo corresponden a la frontera

aire-agua. los rayos dibujados en rojo estn en reexin total.

Esquema de trayectorias de rayos enreexin interna total

La expresin anterior pone de maniesto que slo cuando n2 sea menor que n1 tiene sentido hablar ngulo lmite,de lo contrario (n2 > n1) el cociente n2/n1 sera mayor que la unidad, con lo que L no podra denirse, ya que el senode un ngulo no puede ser mayor que uno.

Para ngulos de incidencias superiores al ngulo lmite no hay refraccin, sino slo reexin, y el fenmeno seconoce como reexin interna total. Tambin la reexin total puede ser explicada a partir de la ley de Snell, Puestoque sen 2 1 < = L

o en otros trminos, la ley de Snell slo se satisface, si n2 es mayor que n1, para ngulos de incidencia el menoreso iguales al ngulo lmite. Para ngulos de incidencia mayores, la refraccin no es posible y se produce la reexininterna total.

objetos e imgenes

En ocasiones los rayos de luz que, procedentes de un objeto, alcanzan el ojo humano y forman una imagen en l, hansufrido transformaciones intermedias debidas a fenmenos pticos tales como la reexin o la refraxin. Todos losaparatos pticos, desde el ms sencillo espejo plano al ms complicado telescopio, proporcionan imgenes ms omenos modicadas de los objetos.

La determinacin de las relaciones existentes entre un objeto y su imagen correspondiente, obtenida a travs decualquiera de estos elementos o sistemas pticos, es uno de los propsitos de la ptica geomtrica. Su anlisis

riguroso se efecta, en forma matemtica, manejando convenientemente el carcter rectilneo de la propagacinluminosa junto con las leyes de la reexin y de la refraccin. Pero tambin es posible efectuar un estudio grcode carcter prctico utilizando diagramas de rayos, los cuales representan la marcha de los rayos luminosos a travsdel espacio que separa el objeto de la imagen.

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lentesLos lentes son objetos transparentes (normalmente de vidrio), limitados por dos supercies, de las que al menosuna es curva.Las lentes ms comunes se basan en el distinto grado de refraccin que experimentan los rayos de luz al incidir enpuntos diferentes de la lente. Entre ellas estn las utilizadas para corregir los problemas de visin en gafas , anteojoso lentillas. Tambin se usan lentes, o combinaciones de lentes y espejos, en telescopios y microscopios.

La palabra lente proviene del latn lens, lentis que signica lenteja con lo que a las lentes pticas se las denomi-na as por parecido de forma con la legumbre.

TIPOS DE LENTES

De la combinacin de los tres posibles tipos de supercies lmites, cncava, convexa y plana, resultan las diferentesclases de lentes. Segn su geometra, las lentes pueden ser bicncavas, biconvexas, plano-cncavas, plano con-vexas y cncavo-convexas.

Lente convexa: Una lente convexa es ms gruesa en el centro que en los extremos. La luz que atraviesa una lenteconvexa se desva hacia dentro (converge). Esto hace que se forme una imagen del objeto en una pantalla situada alotro lado de la lente. La imagen est enfocada si la pantalla se coloca a una distancia determinada, que depende de

la distancia del objeto y del foco de la lente. La lente del ojo humano es convexa, y adems puede cambiar de formapara enfocar objetos a distintas distancias. La lente se hace ms gruesa al mirar objetos cercanos y ms delgada almirar objetos lejanos. A veces, los msculos del ojo no pueden enfocar la luz sobre la retina, la pantalla del globoocular. Si la imagen de los objetos cercanos se forma detrs de la retina, se dice que existe hipermetropa.

Lente cncava: Las lentes cncavas estn curvadas hacia dentro. La luz que atraviesa una lente cncava se desvahacia fuera (diverge). A diferencia de las lentes convexas, que producen imgenes reales, las cncavas slo produ-cen imgenes virtuales, es decir, imgenes de las que parecen proceder los rayos de luz. En este caso es una imagenms pequea situada delante del objeto (el trbol). En las gafas o anteojos para miopes, las lentes cncavas hacenque los ojos formen una imagen ntida en la retina y no delante de ella.

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Lente menisco: Un menisco es una lente formada por una supercie cncava y otra convexa. Tiene una longitud fo-cal positiva o negativa. Corrige la aberracin esfrica de una lente plano convexa.La orientacin ptima del menisco, para la mayora de las aplicaciones, se consigue con el radio de curvatura menorcomo primera supercie. El menisco es usado en combinacin con otros componentes, pudiendo aumentar o re -ducir la focal de un conjunto sin incrementar signicativamente las aberraciones axiales.

Desde el punto de vista de sus efectos sobre la marcha de los rayos es posible agrupar los diferentes tipos delentes en dos grandes categoras: lentes convergentes y lentes divergentes.

Las lentes convergentes (lente positiva) se caracterizan porque hacen converger, en un punto denominado foco,cualquier haz de rayos paralelos que incidan sobre ellas. En cuanto a su forma, son ms gruesas en el centro que enlos extremos.Si miras a travs de ellas, las cosas se ven ms grandes. Tambin se utilizan para compensar la hipermetropa. (En -fermedad ocular)En la lentes convergentes el foco imagen est a la derecha de la lente, f > 0.

Las lentes divergentes (lente negativa), por su parte, separan o hacen diverger los rayos de cualquier haz paraleloque incida sobre ellas, siendo las prolongaciones de los rayos emergentes las que conuyen en el foco. Al contrarioque las anteriores, son ms delgadas en el centro que en los extremos.Si miras a travs de ellas, vers los objetos ms pequeos. Se utilizan para compensar la miopa (Enfermedad ocular)

y para construir instrumentos pticos.En la lentes divergentes el foco imagen est a la izquierda de la lente, f < 0.

Las imgenes que se forman en las lentes convergentes y divergentes tienen caractersticas diferentes en funcinde dnde se coloque el objeto y el tipo de lente.Dependiendo del tipo de lente, convergente o divergentes de la posicin del objeto de cada una de ellas, las im -genes de los objetos que se observan a travs de ellas se pueden construir de diferentas formas.

ELEMENTOS DE UNA LENTE

Centro de curvatura: Centro de cada una de las caras esfricas que forman una lente.Centro ptico: Punto interior de la lente que se encuentra en la que surge de los centros de curvatura. Todo rayopasa por el.Eje principal: Es la recta que pasa por el centro ptico y los centros de curvatura.Eje secundario: Es cualquier recta que pasa por el centro ptico.Foco: Son los puntos del eje principal por donde pasan los rayos luminosos.Distancia focal: Es la distancia existente entre el centro ptico y el foco. Se representa por F1 F2

INSTRUMENTOS PTICOS

Lupa:es una lente convergente usada para facilitar la visin de objetos pequeos. Por ello, toda lupa puede serconsiderada un microscopio simple.La imagen que se obtiene es virtual y de menor tamao. Lo que permitehacer es acercar ms al objeto, sin cansar alojo si se coloca la lupa contra el mismo. Este recibeu haz de luz proveniente de la refraccin en la lente de los queparten del objeto. Si colocamos el objeto a la distancia focal de la lupa, los rayos saldrn paralelos.

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Las aberraciones que se pueden presentar son de esferidad, por la abertura de la lente, para evitarlo es necesarioacercar el ojo a la lupa, para que solo los rayos centrales lleguen.

Lmina antireex: consiste en un sistema multi-capas anti-reectantes destinadas a suprimir los reejos residuales.La capacidad de transmisin de la lente aumenta, incrementando la transparencia, se mejora la apariencia estticay tiene incorporada una capa hidrofbica. No se genera luz, porque una onda de luz sube, mientras otra baja. Lalmina se coloca sobre el vidrio, dejando algo de aire, por lo tanto el rayo que va a incidir en el vidrio, incide primeroen esta pelcula dejando pasar un rayo refractado y otro queda sin pasar reejado (r1) el refractado reeja contra el

vidrio (vuelve a subir) y pasa por la pelcula al exterior donde se supone que esta r1 pero este rayo ultimo r2 estadesfasado media longitud de onda con respecto de r1 por lo tanto se anulan entre si y no hay perdida de luz, por esose usa para las cmaras con muchas lentes.

Cmara fotogrca: La cmara reex combina un espejo y un pentaprisma (en otros casos espejos) que permitenque la imagen que entra por el objetivo sea exactamente la que se ve por el ocular eliminando de esta forma erroresde paralaje.Cuando se pulsa el disparador el espejo se gira hacia arriba permitiendo el paso de la luz que impresiona la pelcula ollega al sensor en el caso de las cmaras digitales. Esta es la razn por la que no se puede ver la imagen por el ocularen el momento del disparo.

Los rayos de luz que entran cerca del eje del objetivo (rayos paraxiales) se enfocan perfectamente, otro problemadistinto es el que se produce cuando estos rayos estn alejados del eje ptico producindose un enfoque de losmismos en puntos diferentes del enfoque de los rayos paraxiales. Se produce lo que se conoce como aberracinesfrica. Para evitar este problema se fabrican las lentes asfricas.

Diafragma: es el mtodo que regula la apertura de un sistema ptico. Suele ser un disco o sistema de aletasdispuesto en el objetivo de una cmara de forma tal que restringe el paso de la luz, generalmente de formaajustable. Las progresivas variaciones de apertura del diafragma se especican mediante el nmero f, que es larelacin entre la longitud focal y el dimetro de apertura efectivo,adems esta parte ha de ser de Plastico.

Obturador: es el dispositivo que controla el tiempo durante el que llega la luz al elemento sensible (pelcula osensor de imagen). Consiste normalmente en una cortinilla situada en el cuerpo de la cmara, justo delante de

este elemento fotosensible y obviamente detrs del objetivo; la cortinilla se abre y cierra el tiempo que estcongurado en la cmara para dejar pasar la luz hacia el elemento fotosensible.

Objetivo: Es la lente o conjunto de lentes que vienen a ser el cristalino de nuestro ojo.

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Cmara Oscura: La cmara oscura es un instrumento ptico que permite obtener una proyeccin plana de una ima-gen externa sobre la zona interior de su supercie. Constituy uno de los dispositivos ancestrales que condujieron aldesarrollo de la fotografa. Los aparatos fotogrcos actuales heredaron la palabra cmara de las antiguas cmarasoscuras.

Originalmente, consista en una sala cerrada cuya nica fuente de luz era un pequeo oricio practicado en uno delos muros, por donde entraban los rayos luminosos reejando los objetos del exterior en una de sus paredes. El ori-cio funciona como una lente convergente y proyecta, en la pared opuesta, la imagen del exterior invertida tantovertical como horizontalmente.

DIFERENCIAS ENTRE EL OJO Y LA CMARA

1. La imagen fotogrca obtenida es desde un solo punto de vista nico e inmvil. El ojo tiene dos puntos de vistaque estn en constante movimiento.

2.

La cmara da una imagen plana (bidimensional). Nuestra visin capta la tridimensionalidad del espacio.3. La imagen fotogrca capta los colores de una manera limitada. Nuestro ojo, por el contrario, es capaz de perci-bir los mil matices de los distintos colores, es decir, la calidad de nuestra visin para percibir los colores es mayorque la de la cmara.

4. La fotografa permite tener imgenes que el ojo humano no puede percibir. Ej:

Una cmara puede sacar una foto de un coche en movimiento por la noche en la que aparece la estela de su

trayectoria; Un proyectil que est en el aire,

La mquina fotogrca capta como el proyectil se incrusta en un objeto.

En cambio, la cmara necesita mas luz para conseguir la imagen, que el ojo humano.

5. Con diversas cmaras podemos captar imgenes diversas de un mismo encuadre, produciendo sensacionesdiferentes, y ello se consigue mediante la manipulacin de los mecanismos de esas cmaras.

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el ojo humano

El ojo en su conjunto, llamado globo ocular, es una estructura esfrica de aproximadamente 2,5 cm de dimetro conun marcado abombamiento sobre su supercie delantera. La parte exterior, o la cubierta, se compone de tres capasde tejido: la capa ms externa o esclertica tiene una funcin protectora, cubre unos cinco sextos de la supercieocular y se prolonga en la parte anterior con la crnea transparente; la capa media o vea tiene a su vez tres partesdiferenciadas: la coroides muy vascularizada, reviste las tres quintas partes posteriores del globo ocular con-tina con el cuerpo ciliar, formado por los procesos ciliares, y a continuacin el iris, que se extiende por la partefrontal del ojo. La capa ms interna es la retina, sensible a la luz.

La crnea es una membrana resistente, compuesta por cinco capas, a travs de la cual la luz penetra en el interiordel ojo. Por detrs, hay una cmara llena de un uido claro y hmedo (el humor acuoso) que separa la crnea de lalente del cristalino. En s misma, la lente es una esfera aplanada constituida por un gran nmero de bras transpar -entes dispuestas en capas. Est conectada con el msculo ciliar, que tiene forma de anillo y la rodea mediante unosligamentos. El msculo ciliar y los tejidos circundantes forman el cuerpo ciliar y esta estructura aplana o redondea lalente, cambiando su longitud focal.

El iris es una estructura pigmentada suspendida entre la crnea y el cristalino y tiene una abertura circular en el cen-tro, la pupila. El tamao de la pupila depende de un msculo que rodea sus bordes, aumentando o disminuyendocuando se contrae o se relaja, controlando la cantidad de luz que entra en el ojo.

Por detrs de la lente, el cuerpo principal del ojo est lleno de una sustancia transparente y gelatinosa (el humorvtreo) encerrado en un saco delgado que recibe el nombre de membrana hialoidea. La presin del humor vtreomantiene distendido el globo ocular.

La retina es una capa compleja compuesta sobre todo por clulas nerviosas. Las clulas receptoras sensibles a la luzse encuentran en su supercie exterior detrs de una capa de tejido pigmentado. Estas clulas tienen la forma deconos y bastones y estn ordenadas como los fsforos de una caja. Situada detrs de la pupila, la retina tiene unapequea mancha de color amarillo, llamada mcula ltea; en su centro se encuentra la fvea central, la zona del ojocon mayor agudeza visual. La capa sensorial de la fvea se compone slo de clulas con forma de conos, mientrasque en torno a ella tambin se encuentran clulas con forma de bastones. Segn nos alejamos del rea sensible, las

clulas con forma de cono se vuelven ms escasas y en los bordes exteriores de la retina slo existen las clulas conforma de bastones. Conos: Reciben este nombre por la forma conoidea que tiene su segmento externo. Estas clulas son las respon-

sables de la visin en colores. Bastones: responsable de la visin en condiciones de baja luminosidad. Presentan una elevada sensibilidad a la

luz aunque se saturan en condiciones de mucha luz y no detectan los colores.

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El nervio ptico entra en el globo ocular por debajo y algo inclinado hacia el lado interno de la fvea central, origi -nando en la retina una pequea mancha redondeada llamada disco ptico. Esta estructura forma el punto ciego delojo, ya que carece de clulas sensibles a la luz.

El ojo humano es receptivo a la radiacin electromagntica que denominamos luz visible y que notaremos comodistribucin espectral por L (), siendo la longitud de onda. Al intervalo de valores que va de 350nm (nanometros)a 780nm lo llamaremos luz visible. La distribucin de la sensibilidad del ojo a las distintas longitudes de onda tieneforma de campana con un valor mximo para los conos en torno a los 600 nm y un mximo para los bastones en

torno a los 500 nm.

FUNCIONAMIENTO DEL OJO

La lente del cristalino forma en la retina una imagen invertida de los objetos que enfoca y la retina se correspondecon la pelcula sensible a la luz.El enfoque del ojo se lleva a cabo debido a que la lente del cristalino se aplana o redondea; este proceso se llamaacomodacin. Para ver los objetos ms cercanos, el msculo ciliar se contrae y por relajacin del ligamento suspen-sorio, la lente se redondea de forma progresiva.

DEFECTOS DE LA VISIN

La mayora de los defectos de la visin se producen porque la imagen no se forma sobre la retina, y esto se puededeber a dos causas: El globo ocular, que normalmente no es perfectamente esfrico, resulta demasiado alargado o corto. El cristalino, que es una lente exible, no es capaz de ajustar su curvatura para que la imagen se forme en la

retina.

Visin Normal: se presenta cuando la luz se enfoca correctamente sobre la retina y no al frente o detrs de ella.Miopa: es un defecto de la capacidad que tiene el ojo para enfocar correctamente los objetos en el punto adecuadode la retina, en el caso de la miopa, la imagen del objeto visualizado no se proyecta justo en la retina sino por delantede ella. Lo hace incapaz de enfocar objetos lejanos. (La distancia focal es menor al tamao del ojo. Se corrije con unalente divergente)Hipermetropa: es un defecto ocular que consiste en que los rayos de luz que inciden en el ojo procedentes delinnito, se enfocan en un punto situado detrs de la retina, la consecuencia es que la imagen es borrosa y puede exi-stir por lo tanto una falta de agudeza visual. Tiene problemas de visin a distancias cortas, pudiendo ver con mayorclaridad a distancias largas. (La distancia focal es mayor al tamao del ojo. Se corrige con una lente convergente)Astigmatismo: es un estado ocular que generalmente proviene de un problema en la curvatura de la crnea, lo queimpide el enfoque claro de los objetos que se encuentran cercanos o lejanos. Condicin ptica en la cual, los rayosde luz paralelos que inciden en el ojo no son refractados igualmente en todos los meridianos del mismo. (Se corrigecon una lente cilndrica)