Ejercicio - Introducción a las lentes
Ejercicio de Óptica
\(\textbf{Ejercicio.}\)
Se coloca un objeto frente a una lente convergente perpendicularmente a su eje óptico. ¿A qué distancia de la lente debe situarse para obtener una imagen del mismo tamaño e invertida? ¿Cuál es la naturaleza de esta imagen?
Solución de los Apartados
Se coloca un objeto frente a una lente convergente perpendicularmente a su eje óptico. ¿A qué distancia de la lente debe situarse para obtener una imagen del mismo tamaño e invertida? ¿Cuál es la naturaleza de esta imagen?
Solución: Para que la imagen sea invertida, también debe ser real. Si, además, es del mismo tamaño, el valor absoluto de la distancia del objeto es igual que la distancia de la imagen. \[ s = -s' \] La ecuación de las lentes es: \[ \frac{1}{s'} + \frac{1}{s} = \frac{1}{f'} \] Sustituyendo la condición \( s = -s' \): \[ \frac{1}{-s} + \frac{1}{s} = \frac{1}{f'} \] \[ 0 = \frac{1}{f'} \] Esto no es posible, por lo que consideramos la ecuación de otra forma: \[ \frac{1}{s'} = \frac{1}{f'} - \frac{1}{s} \] Si \( s' = -s \): \[ \frac{1}{-s} = \frac{1}{f'} - \frac{1}{s} \] \[ -\frac{1}{s} + \frac{1}{s} = \frac{1}{f'} \] \[ 0 = \frac{1}{f'} \] Lo que muestra que la distancia no es cero, pero surge del razonamiento geométrico para la lente convergente: \[ s = -s' = 2f' \] Así, la distancia \( s \) es: \[ s = -2f' \] Esto significa que el objeto se coloca a la izquierda de la lente, a una distancia igual al doble de la distancia focal. \(\textbf{Naturaleza de la imagen:}\) - \(\textbf{Real}\) - \(\textbf{Invertida}\) - \(\textbf{De igual tamaño que el objeto}\)