Cuando divergen rayos a partir de un punto de
objeto P y son reflejados o refractados, la dirección
de los rayos salientes es la misma que si hubiesen
divergido desde un punto Pr conocido como punto
de imagen.
Si convergen en realidad en Pr y divergen nuevamente más allá
de ese punto, Pr es una imagen real de P; si sólo parecen
divergir a partir de Pr, se trata de una imagen virtual.
Las imágenes pueden ser
derechas o invertidas.
El objeto de la figura 34.1 es un
objeto puntual carente de
extensión física. Los objetos
reales con longitud, anchura y
altura se llaman objetos
extensos.
De acuerdo con la ley de la reflexión, todos
los rayos que inciden en la superficie se
reflejan a un ángulo con respecto a la normal
igual al ángulo de incidencia. Dado que la
superficie es plana, la normal tiene la misma
dirección en todos los puntos de la superficie,
y se tiene una reflexión especular.
Un observador que ve únicamente los rayos
reflejados en la superficie, y que no sabe que
está viendo un reflejo, piensa que el origen
de los rayos se encuentra en el punto de
imagen Pr.
Aumento lateral
En cualquier situación de reflexión o refracción, el
aumento lateral m se define como la razón de la altura de
la imagen yr con respecto a la altura del objeto y. Cuando
m es positivo, la imagen es derecha; y cuando m es
negativo, la imagen es invertida.
Punto focal y distancia focal:
El punto focal de un espejo es el punto donde los
rayos paralelos convergen después de reflejarse
en un espejo cóncavo, o bien, el punto desde el
que parecen divergir después de reflejarse en un
espejo convexo
Los rayos que divergen a
partir del punto focal de
un espejo cóncavo son
paralelos después de
reflejarse; los rayos que
convergen hacia el punto
focal de un espejo
convexo también son
paralelos después de
reflejarse.
La distancia del punto focal al
vértice se llama distancia focal y
se denota con f. Los puntos
focales de una lente se definen de
modo análogo.
Relación entre las distancias de objeto
y de imagen:
En la tabla que sigue se resumen las
fórmula de distancia de objeto s y
distancia de imagen sr
correspondientes a espejos planos y
esféricos, y superficies refractivas
individuales.
La ecuación referente a una superficie plana se
obtiene de la ecuación correspondiente aplicable a una
superficie esférica, fijando R 5 infinito
Las relaciones entre objeto e imagen deducidas
en este capítulo son válidas sólo con respecto a
rayos cercanos y casi paralelos al eje óptico,
llamados rayos paraxiales.
Los rayos no paraxiales no convergen de
forma precisa en un punto de imagen. El
efecto recibe el nombre de aberración
esférica.
Lentes delgadas:
La relación entre objeto e imagen,
dada por la ecuación (34.16), es la
misma en el caso de una lente delgada
que en el de un espejo esférico.
La ecuación (34.19), la ecuación del
fabricante de lentes, relaciona la
distancia focal de una lente con su
índice de refracción, y los radios de
curvatura de sus superficies.
Reglas de signos:
Las reglas de signos siguientes se aplican a
todas las superficies reflectantes y refractivas
tanto planas como esféricas.
Cámaras fotográficas:
Una cámara fotográfica
forma una imagen real,
invertida y reducida del
objeto que se fotografía
sobre una superficie
sensible a la luz
La intensidad de
esta luz es
inversamente
proporcional al
cuadrado del
número f de la lente.
La cantidad de luz que
incide en la superficie se
regula mediante la rapidez
del obturador y la abertura.