LUPA

Microscopio Simple

Cuanto más acercamos un objeto al ojo, mayor es el ángulo aparente con que se le ve. Pero existe una distancia mínima llamada punto próximo (25 cm) por delante de la cual no se ven nítidamente. En ese punto la imagen alcanza su máximo tamaño en la retina y aún la percibimos con nitidez.

Punto Ptóximo

Un objeto situado en el punto próximo del ojo, se ve del mayor tamaño que es posible verlo a simple vista y bajo el mayor ángulo.

Una lente convergente puede conseguir que la imagen de un objeto se vea ampliada, y, por lo tanto, verla bajo un ángulo aparente mayor.

lupa

Debemos poner el objeto entre la lente y el foco. La amplificación máxima se produce cuando está en el foco.

El sistema así formado se llama lupa o microscopio simple.

Cuanto más convergente (más ancha en el centro) sea la lente, más aumento dará .

Una lente muy convergente tendrá una distancia focal pequeña.

Para conocer la distancia focal de una lente convergente se coloca frente a un haz de luz y se mueve hasta que la luz que viene del infinito se concentre en un círculo mínimo. Cuando eso se logra, subiéndola y bajándola (enfocando y desenfocando), sólo tenemos que medir la distancia desde ese punto a la lente.

¿Utilizaste alguna vez una lupa para quemar un papel?

Recuerda que los rayos paralelos que llegan desde el infinito se concentran en el foco.

 foco lupa

 

Esta es la construcción geométrica de la imagen para un objeto situado entre una lente convergente y su foco:

formación de imaxe

El máximo aumento de la lupa se produce cuando el objeto se sitúa en el foco. Entonces los rayos que atraviesan la lente salen paralelos al que pasa por el centro óptico. La imagen se formaría en el infinito pero el sistema óptico del ojo normal, sin esfuerzo de acomodación, concentra en la retina esos rayos que parecen venir del infinito.

 

aumento

El ojo observa un objeto situado a una distancia x bajo un ángulo aparente Qi

Como para ángulos pequeños la tangente y el ángulo coinciden

tg Qi = Qi= y / x

Par un ojo normal, un objeto situado a la distancia x = 0,25 m, el ojo lo ve bajo un ángulo aparente máximo.

Cuando situamos la lupa delante del ojo, y el objeto entre el punto focal y la lupa, la imagen se forma grande y hacia atrás y la vemos bajo un ángulo aparente mayor.

aumento

Si el objeto se sitúa en el punto focal, la lente forma la imagen en el infinito, pero, para la córnea y el cristalino del ojo, esa imagen viene del infinito y concentran la luz en la retina sin esfuerzo de acomodación. El ángulo aparente con que se logra ver el objeto es:

tg Qf = Qf = y / f

aumento

Hemos logrado acercar el objeto hasta la distancia focal de la lupa y verlo nítido. Al ponerlo ahí lo vemos con un ángulo aparente mucho mayor.

Por lo tanto la Amplificación angular, la relación del ángulo visual bajo el que vemos el objeto ahora y lo veíamos cuando lo acercábamos al punto próximo, será el cociente de los dos ángulos visuales:

Qf / Qi = x / f

Aumento Lupa

Como la distancia del ojo al punto próximo es 0,25 m y el inverso de la distancia focal medida en metros es la potencia:

Aumento

Aumento

Cuanto más convergente (más ancha en el medio) sea una lente más aumento dará .

Si el objeto se sitúa en el foco de la lente, el ojo situado en cualquier posición detrás de la lupa ve la imagen sin acomodación. La imagen que produce la lupa se forma en el infinito pero la imagen del sistema lupa + ojo se forma en la retina.

 

Muchas personas acercan el objeto demasiado a la lupa dentro de la distancia focal, entonces la imagen no se forma en el infinito y el observador debe acomodar el cristalino del ojo, con lo cual instintivamente modifica la posición del objeto de tal manera que su imagen se forma en el punto próximo y la nitidez es máxima.

El aumento en este caso es:

Aumento

En estas condiciones el aumento es máximo pero no compensa el esfuerzo de acomodación. Se recomienda siempre poner el objeto en el foco.

En la práctica no suelen utilizarse lupas de más de 25 aumentos por la dificultad que supone corregir las aberraciones que producen. Para mayores aumentos se utiliza el microscopio compuesto.

Como jugar con una lupa