¿El haz de luz real lo encuentra? ¿El haz de luz prolongado lo encuentra?
Si los rayos que emergen de una lente realmente convergen, forman una imagen real que puede proyectarse sobre una pantalla en esa posición. Si los rayos se dispersan, pero sus extensiones hacia atrás se encuentran, la imagen aparente es virtual y no puede proyectarse directamente sobre una pantalla en esa posición.
El método utiliza tres tipos de luz: luz que entra paralelo al eje óptico y pasa a través del foco opuesto; luz que pasa casi en línea recta a través del centro; y luz que entra hacia el foco frontal y luego procede en paralelo. Se determinan la posición de los puntos de intersección o las extensiones de estos rayos de luz.
¿Qué ocurre cuando un objeto se acerca al punto focal?
Para un objeto real y una lente convergente, toma a > 0 para la distancia del objeto y f > 0 para la focal. Con b > 0 para una imagen real y b < 0 para una virtual, se cumple 1/a + 1/b = 1/f. Si a > f, b es positiva y se forma una imagen real al otro lado de la lente.
Si a < f, b es negativa y aparece una imagen virtual derecha del mismo lado que el objeto. Si a = f, los rayos emergentes son paralelos y no se forma una imagen a distancia finita. La imagen no se encoge hasta desaparecer en el foco: es el límite donde la distancia de la imagen diverge.
Interpreta tanto la magnitud como el signo del aumento
El aumento es m = −b/a: un signo negativo indica una imagen invertida y uno positivo, una imagen derecha. Si |m| supera 1, la imagen está ampliada; si es menor, está reducida. Con a = 2f se forma en 2f una imagen real, invertida y de igual tamaño. Para f < a < 2f, la imagen real está ampliada.
Esta fórmula asume una lente delgada y un pequeño ángulo de incidencia de la luz sobre el eje óptico. Descarta el grosor real de la lente, la aberración cromática, la aberración esférica y la difracción. La traducción no concluye de inmediato que no hay imagen si las imágenes o los rayos de luz salen de la pantalla del diagrama; en cambio, considera el cálculo.
Relaciones y símbolos clave
1/a + 1/b = 1/f · b = af/(a − f) · m = −b/a
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| a | Distancia del objeto real a la lente | cm o m |
| b | Distancia de la imagen con signo | Mismas unidades que a |
| f | Distancia focal | Mismas unidades que a |
| m | altura de la imagen/altura del objeto | Adimensional |
Ejemplo resuelto
Con una distancia focal de 10 cm, si un objeto está a 30 cm de distancia, ¿qué ocurre?
b = 30 × 10/(30 − 10) = 15 cm y m = −15/30 = −0.5. Al otro lado de la lente se forma una imagen real e invertida de la mitad del tamaño del objeto. Al mover el objeto a 5 cm, b = −10 cm y m = 2: una imagen virtual ampliada.
Errores frecuentes
- Un lente cóncavo no siempre produce una imagen ampliada. Dependiendo de la distancia del objeto, también puede producir una imagen real reducida.
- Una imagen virtual puede ser vista, pero no puede proyectarse directamente sobre una pantalla en su posición aparente.