AndalucíaAndalucía
MadridMadrid
CataluñaCataluña
GaliciaGalicia
MurciaMurcia
ValenciaValencia
En construcciónAñadimos comunidades, materias, años y soluciones de forma progresiva y constante.
Lentes convergentes
Problema
2022 · Extraordinaria · Titular
A4
Examen

Se sitúa un objeto de altura hh a la izquierda de una lente convergente de distancia focal ff'. La imagen del objeto que se forma es real, invertida y de igual tamaño.

a) Determine, en función de ff', las posiciones del objeto y de la imagen con respecto a la lente.b) Realice el correspondiente trazado de rayos para la formación de la imagen.
Lentes delgadasFormación de imágenesTrazado de rayos+1
a) Determine, en función de ff', las posiciones del objeto y de la imagen con respecto a la lente.

Dado que la imagen es real, invertida y de igual tamaño, la magnificación lateral AxA_x debe ser igual a 1-1.

Ax=ss=1    s=sA_x = \frac{s'}{s} = -1 \implies s' = -s

Ahora, utilizamos la ecuación de Gauss para lentes delgadas:

1s1s=1f\frac{1}{s'} - \frac{1}{s} = \frac{1}{f'}

Sustituimos s=ss' = -s en la ecuación de Gauss:

1(s)1s=1f2s=1fs=2f\begin{gathered} \frac{1}{(-s)} - \frac{1}{s} = \frac{1}{f'} \\ -\frac{2}{s} = \frac{1}{f'} \\ s = -2f' \end{gathered}

Para la posición de la imagen, sustituimos el valor de ss en la expresión de la magnificación:

s=s=(2f)=2fs' = -s = -(-2f') = 2f'

Por lo tanto, la posición del objeto es s=2fs = -2f' y la posición de la imagen es s=2fs' = 2f'.

b) Realice el correspondiente trazado de rayos para la formación de la imagen.

Para un objeto situado a la izquierda de una lente convergente a una distancia 2f2f' del centro óptico, la imagen se forma en el lado opuesto de la lente, también a una distancia 2f2f', y es real, invertida y del mismo tamaño que el objeto. Los rayos principales son:1. Un rayo paralelo al eje óptico que incide en la lente, se refracta y pasa por el foco imagen FF'.2. Un rayo que pasa por el centro óptico de la lente no se desvía.3. Un rayo que pasa por el foco objeto FF (situado a f-f') incide en la lente y se refracta, emergiendo paralelo al eje óptico.

FF'ObjetoImagenLente convergente