Page 720 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

36.3 Formación de imágenes mediante lentes delgadas 701

Formación de imágenes mediante lentes delgadas

Para entender cómo se forman las imágenes por medio de lentes hay que presentar ahora
métodos de trazado de rayos similares a los estudiados para los espejos esféricos. El método
consiste en trazar dos o más rayos a partir de un punto seleccionado sobre el objeto y utilizar
el punto de intersección como la imagen de ese punto. Puede considerarse que la desviación
completa de un rayo que pasa por una lente delgada se lleva a cabo en un plano a través del
centro de la lente. En la sección 36.2 se hizo notar que una lente tiene dos puntos focales.
Definimos el primer punto focal F{ como el que se ubica del mismo lado de la lente donde
incide la luz. El segundo punto focal F, se halla en el lado opuesto o más distante de la lente.
Con estas definiciones en mente, hay tres rayos principales que pueden trazarse fácilmente a
través de la lente. Estos rayos se ilustran en la figura 36.9 para una lente convergente y en la
figura 36.10 para una lente divergente:
Rayo 1: Es un rayo paralelo al eje que pasa por el segundo punto focal F2 de
una lente convergente o que parece provenir del primer punto focal de una
lente divergente.

Rayo 2: Un rayo que pasa por el primer punto focal F1 de una lente convergen­
te o avanza hacia el segundo punto focal F2 de una lente divergente se refracta
paralelamente al eje de la lente.

Rayo 3: Un rayo que pasa por el centro geométrico de una lente no se
desvía.

La intersección de cualquiera de estos rayos (o sus extensiones) que provienen de un
objeto puntual representa la imagen de ese punto. Puesto que una imagen real producida por
una lente se forma mediante rayos de luz que en realidad pasan por la lente, una imagen real
siempre se forma del lado de la lente opuesto al objeto. Una imagen virtual aparecerá del
mismo lado de la lente donde se encuentra el objeto.
Para ilustrar el método gráfico y, al mismo tiempo, entender la formación de diversas
imágenes mediante lentes, consideraremos algunos ejemplos. Las imágenes formadas por
una lente convergente se muestran en las ubicaciones de los objetos descritos en la figura
36.1 la a e.
Observe que las imágenes formadas por una lente convexa son semejantes a las formadas
por un espejo cóncavo. Ello es así debido a que ambos hacen converger la luz. Puesto que las
lentes cóncavas la hacen divergir, cabe esperar que formen imágenes similares a las formadas
por un espejo divergente (espejo convexo). En la figura 36.12 se demuestra esta similitud.

Las imágenes de objetos reales formadas por lentes divergentes siempre son
virtuales, no invertidas y reducidas de tamaño.

Para evitar la confusión es preciso identificar' lentes y espejos como convergentes o divergentes.
Las lentes divergentes se usan mucho para disminuir o neutralizar el efecto de las convergentes.

Figura 36.9 Principales rayos para construir la imagen formada por Figura 36.10 Principales rayos para construir la imagen tor­
una lente convergente. mada por una lente divergente.