Lente

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Tipos principales de lentes.

Una lente es un medio u objeto que concentra o hace divergir rayos de luz.

Entre las lentes más usadas se cuentan las utilizadas para corregir los problemas de visión en gafas, anteojos o lentillas. También se usan lentes, o combinaciones de lentes y espejos, en telescopios y microscopios. El primer telescopio astronómico fue construido por Galileo Galilei usando dos lentes convergentes.

Una lente.

Existen también instrumentos capaces de hacer convergir o divergir otros tipos de ondas electromagnéticas y a los que se les denomina también lentes. Por ejemplo, en los microscopios electrónicos las lentes son de carácter magnético.

En astrofísica es posible observar fenómenos de lentes gravitatorias cuando la luz procedente de objetos muy lejanos pasa cerca de objetos masivos, curvándose en su trayectoria.

Tabla de contenidos

1 Antecedentes históricos
2 Tipos de lentes
3 Corrección de defectos ópticos mediante lentes
4 Lente de Luneburg
5 Lentes artificiales
6 Véase también
7 Enlaces externos

[editar] Antecedentes históricos

Los registros históricos más antiguos indican que los griegos las utilizaban. En la obra teatral Las Nubes de Aristófanes, se mencionan unos vidrios que enfocan la luz solar para producir fuego (lentes convexas). Unos manuscritos de Plinio el Viejo mencionan que esos vidrios que producen fuego con la luz solar también fueron conocidos por los antiguos romanos y la posibilidad de utilizarlos para corregir problemas visuales.

Nerón contemplaba las peleas de gladiadores a través de una esmeralda moldeada en forma de lente concava, debido a su miopía. Séneca el Joven describió los magníficos efectos de un globo de vidrio lleno con agua. El matemático árabe Alhazen (Abu Ali al-Hasan Ibn Al-Haitham) escribió el primer tratado amplio sobre lentes, donde describe la imagen formada en la retina humana debido al cristalino. Sin embargo, el uso de los lentes no se extendió hasta la invención de los quevedos en Italia en la década de 1280.

[editar] Tipos de lentes

Existen dos tipos principales de lentes:

Lente convergente. Los rayos paralelos procedentes del infinito convergen sobre el plano focal imagen.

Lentes convergentes: Son aquellas cuyo espesor va disminuyendo del centro hacia los bordes. En este tipo de lentes, todo rayo que pase paralelamente al eje principal, al refractarse se junta en su foco. Las lentes convergentes forman imágenes reales de objetos. Existen tres clases de lentes convergentes:
- Lentes bi-convexas.
- Lentes plano-convexas.
- Lentes cóncavo-convexas.

Lente divergente. Los rayos procedentes de un mismo punto de un objeto divergen al atravesar la lente. Sus prolongaciones convergen a la izquierda de la lente formando una imagen virtual directa y reducida.

Lentes divergentes: Son aquellas cuyo espesor va disminuyendo de los bordes hacia el centro. En este tipo de lentes, todo rayo que pase paralelamente al eje principal, al refractarse se separa como si procediera de un foco principal. Las lentes divergentes forman imágenes virtuales de los objetos. Existen tres clases de lentes divergentes:
- Lentes bi-cóncavas.
- Lentes plano-cóncavas.
- Lentes convexo-cóncavas.

Lentes de Fresnel de un faro, Museo de la marina, París.

Lentes de Fresnel: Cuando las lentes son grandes, su grosor puede hacerse excesivo, pues hacen la lente muy pesada y cara. Por ello, se puede mantener los radios de curvatura de las lentes separándolas en anillos circulares. El grosor de la lente en cada anillo es diferente, eliminando el enorme espesor que tendría la lente de ser sus superficies contínuas, mientras que la superficie presenta un aspecto escalonado. Se emplean en lupas planas con formato de tarjeta de crédito, linternas de los faros, faros de los automóviles, indicadores de dirección, etc.

[editar] Corrección de defectos ópticos mediante lentes

La miopía se corrige por medio de lentes divergentes. La hipermetropía es corregida por medio de lentes convergentes. El astigmatismo es un defecto óptico que necesita corregirse mediante lentes con diferente curvatura en los ejes perpendiculares. Por otro lado la presbicia es un defecto óptico que surge de la pérdida de capacidad de acomodación del ojo y su corrección requiere de diferentes lentes para diferentes distancias o de lentes bifocales que permiten ver en distancias largas y cortas en diferentes zonas de la lente.

[editar] Lente de Luneburg

La lente de Luneburg consiste en una lente que tiene la propiedad de concentrar los rayos de una onda plana incidente en un punto de su superficie, diametralmente opuesto a la dirección de incidencia. Como la esfera tiene simetría de revolución, la propiedad se cumple con independencia de la dirección de incidencia.

La lente es una esfera de radio r₀ cuyo índice de refracción varía según la ley siguiente:

$n=\sqrt{\epsilon}=\sqrt{2-\left ( \frac{r}{r_0}\right ) ^2}$

En el centro de la esfera el índice de refracción vale $\sqrt{2}$ y disminuye gradualmente hasta la periferia, donde vale 1.

En óptica es difícil conseguir este control de los materiales, pero a frecuencias de microondas puede conseguirse, utilizándose lentes de Lunenberg modificadas como reflectores retrodirectivos para radar: Se recubre la semiesfera posterior de una lente de Lunenberg con un material reflectante (aluminio o cobre, por ejemplo), consiguiendo que la onda incidente y reflejada tengan la misma dirección.

[editar] Lentes artificiales

Se suele llamar 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 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.