Secundaria problema con lentes

[pjgd]

me acabo de registrar en el foro con la intención de referirme a los entendidos del tema para satisfacer una duda que me surgió en la clase de física (2 bach) y que mi profesor, que es químico, no ha podido responder.
Antes de nada pedir perdón si la pregunta esta respondida (no la he encontrado), si he hecho algo que el foro no permita, si considerais una trivialidad lo que voy a preguntar o si mi vocabulario no es muy preciso. Sin mas dilación ahi va:

Según lo que me han explicado, en una lente convergente(la experiencia la hicimos con una lupa) la imagen se aumenta si se coloca el objeto entre la propia lente y el foco; si te colocas en el foco no se ve nada y si pasas del foco no se ve tampoco pero en la experiencia vimos que la imagen aparecía al revés si se miraba un objeto que estuviese mas allá del foco. No he conseguido encontrar en Internet una respuesta fiable, he preguntado en otros foros y la respuesta ha sido... llamemosla inservible. La pregunta en si: ¿ a que se debe que si miras a través de una lupa algo que esta a una distancia superior al foco de la lupa la imagen se da la vuelta?

Si no es molestia y para no abrir otro hilo tengo otra pregunta: ¿por que se ven las imágenes virtuales y las reales no?

Adecuen las respuesta a un nivel de segundo de bachillerato y haganlo lo mas comprensible posible. Gracias

[Umbopa]

Re: problema con lentes

La primer pregunta, basta que te dibujes los diagramas de rayos y te darás cuenta porque. La diferencia entre una imagen derecha y una invertida en una lente convergente se debe a la convergencia de los rayos. Si lo rayos que provienen de un objeto no convergen después de pasar una lente (convergente), pero si convergen sus prolongaciones entonces la imagen es virtual y esta derecha. Al contrario, Sí convergen los rayos la imagen es real y esta invertida. Dibujate los diagramas y lo entenderás.

A la segunda pregunta, no es cierto que las imágenes reales no se vean. Una imagen se ve, siempre y cuando tu ojo sea capaz de recoger los rayos que provienen de un objeto (ya sea real o virtual) y si no me crees prueva a coger una lupa poner tu ojo detras de la lente a una distancia mayor que la distancia focal y apuntar a un objeto lejano . Verás una imagen REAL y invertida ya que tu ojo esta detrás de la lente y es capaz de recoger los rayos (después de que se forme la imagen real por eso has de colocar tu cabeza detrás y a una distancia mayor que la distancia focal, si al contrario colocas tu cabeza a una distancia menor que la distancia focal verás la imagen derecha y desenfocada ya que no han covergido los rayos).

[arivasm]

Re: problema con lentes

Comenzaré por la segunda pregunta: es falso que sólo se puedan ver (directamente) las imágenes virtuales. No confundamos esto con algo que sí es cierto: sólo son proyectables las imágenes reales.

Las imágenes, reales o virtuales, se comportan "como si" fuesen objetos que estuviesen en el lugar donde ser forman. El ejemplo más común está en las imágenes (virtuales) que forma un espejo plano: es como si hubiese otros objetos situados tras el espejo.

Bien, quizá haya que señalar una obviedad: el "como sí" no se puede llevar demasiado lejos, pues mientras que un objeto real emite luz en todas direcciones, en el caso de una imagen la luz que parece salir de ella lo hace sólo en unas direcciones determinadas (esas que aparecen en los diagramas de rayos que habréis hecho en clase).

El ejemplo más impactante que tengo en mi colección de cachivaches físicos que demuestra que una imagen real sí es perfectamente visible es este juguete (el que tengo yo no es tan grande, pero funciona igual de impactante):

Por si alguien duda de que la imagen es real y no virtual, he aquí cómo se forma:

Lo que hace diferente este juguete de, por ejemplo, mirar a través de una lente convergente es que la imagen carece de aberración esférica lo que permite que la veamos con total nitidez.

Cuando miramos a través de una lente las imágenes están afectadas por dos formas de aberración, la esférica y la cromática. Prescindiendo de esta última, la primera implica, dicho de un modo sencillo, que la imagen de un punto no será un solo punto. Dicho de otra manera: a diferencia de un objeto de verdad, en el que cada punto es un punto y punto (perdón por el juego de palabras) si una imagen tiene aberración esférica cada punto del objeto real da lugar a una línea. En el dispositivo del vídeo anterior eso no sucede y por ello podemos ver la imagen sin problema alguno.

Por supuesto, en el caso de las lentes y espejos esféricos, la distorsión que causa la aberración puede ser bastante tolerable si la línea que corresponde a cada punto es pequeña o insufrible si es grande. El que suceda una cosa u otra depende de varias cosas: la distancia entre el objeto y la lente o espejo, en qué lugar se forma la imagen respecto de nosotros y el tamaño transversal del propio objeto con relación al del espejo o lente.

En otras palabras: la aberración esférica, además de distorsionar la forma de la imagen de un objeto, puede hacer que no haya manera de verla, incluso aunque sea virtual.


De todos modos, vamos a la primera pregunta, porque no deja de ser continuación de lo anterior.

¿Por qué se ve el mundo al revés si miramos a través de una lente esférica objetos que estén situados más allá de su longitud focal? Por la simple razón de que, como habréis estudiado, las imágenes de esos objetos son invertidas.

Eso sí, dejando de lado las complicaciones que añada la aberración, una condición obvia para que podamos ver alguna de esas imágenes y que se producen del lado de la lente en el que estamos nosotros, es que se formen ante nosotros y no a nuestras espaldas o tan cerca de nosotros que no podamos enfocarlas (por culpa del maldito punto próximo de nuestros ojos -lo de maldito es porque llevo gafas a causa de que a mis años ya no está tan próximo como quisiera-).

Consecuencia: sólo veremos las imágenes de objetos que estén más alejados de la lente que la longitud focal de la lupa, y que se formen entre nosotros y la lente, pero no demasiado cerca de nosotros, lo que significa que los objetos aún deben estar más lejos de la lupa que estrictamente su longitud focal.

¡Ah! y, evidentemente, tampoco veremos nada si no nos situamos a una distancia de la lente que como mínimo sea la suma de la longitud focal de la lente (que será donde se formen las imágenes de los objetos en el infinito) *más* la distancia que corresponda al punto próximo del ojo de quien observe.

Moraleja final: tenemos que ponernos a cierta distancia de la lupa para ver las imágenes de objetos que estén también relativamente alejados de ella y, por supuesto, dichas imágenes estarán invertidas.

Espero que con tanto discurso no haber liado las cosas. Aclararé encantado lo que haga falta.

Saludos!


Edito: lo malo de hacer mensajes tan largos es que, como en este caso, quizá conteste antes algún compañero. Mi mensaje es en respuesta del primero, no del de Atrode.

[pjgd]

Re: problema con lentes

Muchas gracias a ambos por responder tan rapido, no lo esperaba la verdad y gracias por el esfuerzo que supone una respuesta de este calibre. Me lo ha aclarado todo, el problema lo tenia porque en mi libro de 2 bach pone que las imágenes reales se caracterizan por no poderse ver a simple vista ( si quieren adjunto una imagen)