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Lente delgada: posición y tamaño de la imagen

Usa la ecuación de las lentes 1/f = 1/do + 1/di para hallar la posición de la imagen, el aumento y su tamaño.

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Resultados

Distancia de la imagen a la lente

15,00 cm

Imagen real, al otro lado de la lente

Aumento lateral

-0,50

Imagen invertida
Tamaño de la imagen
-1,00 cm
Potencia
10,00 dioptrías

Cómo forma imágenes una lente

Las lentes desvían la luz para formar imágenes: así funcionan las gafas, las cámaras, los proyectores, los microscopios y el propio ojo. Una lente delgada es una lente cuyo grosor es pequeño frente a sus distancias focales, lo que permite usar una ecuación sencilla.

Las fórmulas

Ecuación de las lentes: 1/f = 1/do + 1/di

Distancia de la imagen: di = f × do ÷ (do − f)

Aumento lateral: M = −di ÷ do

Tamaño de la imagen = M × tamaño del objeto

Potencia (dioptrías) = 1 ÷ f (en metros)

Con este criterio, las distancias reales son positivas y la focal de una lente divergente es negativa. En bachillerato en España se usa a menudo el criterio de signos DIN, con la ecuación 1/s’ − 1/s = 1/f’; los resultados son los mismos con otros signos.

Ejemplo resuelto

Una lente convergente de 10 cm de focal y un objeto de 2 cm a 30 cm de la lente:

  • Distancia de la imagen: 10 × 30 ÷ (30 − 10) = 15 cm, al otro lado: imagen real.
  • Aumento: −15 ÷ 30 = −0,5: imagen invertida y de la mitad de tamaño.
  • Tamaño de la imagen: −1 cm.
  • Potencia: 10 dioptrías.

Los casos de una lente convergente

Posición del objeto Imagen
Más lejos que 2f Real, invertida, más pequeña (cámara de fotos)
En 2f Real, invertida, del mismo tamaño
Entre f y 2f Real, invertida, mayor (proyector)
En el foco No se forma imagen: los rayos salen paralelos
Entre la lente y el foco Virtual, derecha, mayor (lupa)

Una lente divergente siempre da imágenes virtuales, derechas y más pequeñas, como la mirilla de una puerta.

Imagen real o virtual

  • Real: la luz pasa de verdad por el punto de la imagen. Se puede proyectar en una pantalla.
  • Virtual: los rayos parecen venir de ese punto, pero no pasan por él. Solo se ve mirando a través de la lente.

Las gafas

La graduación de las gafas se expresa en dioptrías:

  • Miopía: lentes divergentes, con dioptrías negativas, porque el ojo enfoca delante de la retina.
  • Hipermetropía y vista cansada: lentes convergentes, con dioptrías positivas.
  • Una lente de −2 dioptrías tiene una focal de −50 cm.

Varias lentes

En un sistema de lentes delgadas juntas, las potencias se suman. Para lentes separadas, la imagen de la primera hace de objeto para la segunda: así se calculan un telescopio o un microscopio, paso a paso.

Límites

La ecuación supone rayos cerca del eje y lentes finas. Las lentes reales tienen aberraciones, como bordes borrosos o colores en los contornos, que los objetivos fotográficos corrigen combinando varias lentes.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la ecuación de una lente delgada?

Con las distancias positivas, 1/f = 1/do + 1/di, donde f es la distancia focal, do la distancia del objeto y di la de la imagen. El aumento vale −di ÷ do. En los libros de bachillerato en España suele escribirse con el criterio de signos DIN: 1/s' − 1/s = 1/f'.

¿Qué significa una distancia de imagen negativa?

Que la imagen es virtual: se forma del mismo lado que el objeto y no se puede proyectar en una pantalla, como la imagen que se ve a través de una lupa.

¿Cuándo funciona una lente convergente como lupa?

Cuando el objeto está entre la lente y su foco, más cerca que la distancia focal. La imagen es entonces virtual, derecha y mayor.

¿Qué es una dioptría?

La potencia en dioptrías es la inversa de la distancia focal en metros. Una lente de 10 cm de focal tiene 10 dioptrías; las graduaciones de las gafas usan la misma unidad.

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Resultados orientativos con fines informativos. No sustituyen el consejo de un profesional.