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OPTICA GEOMETRICA
OPTICA GEOMETRICA
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OBJETIVOS
1. Saber qué estudia la Optica
Geométrica y cuales son sus
aproximaciones.
2. Conocer el Principio de Fermat.
3. Conocer las bases de la Optica
paraxial en sistemas ópticos
centrados.
4. Conocer el invariante de Abbe y la
ecuación del constructor de lentes.
5. Saber resolver problemas simples
de
sistema
catadióptricos,
analítica y gráficamente.
6. Conocer los instrumentos ópticos
elementales.
OPTICA GEOMETRICA
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INDICE
1. Conceptos básicos.
2. Principio de Fermat.
3. Óptica paraxial en sistemas
centrados.
4. El dioptrio.
5. Lentes delgadas.
6. Métodos gráficos de obtención
de imágenes.
7. El ojo.
8. Instrumentos de visión lejana
y cercana.
OPTICA GEOMETRICA
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Conceptos básicos
La óptica geométrica es la rama de
la Optica que estudia la formación
de imágenes. Es una aproximación
en la que se desprecian los
fenómenos de difracción, debidos al
carácter ondulatorio de la luz.
•Luz: rayos luminosos.
•Medio: índice de refracción.
Principio de Fermat
La trayectoria seguida por la luz
para ir de un punto a otro es una
extremal (generalmente mínimo) del
camino óptico.
A partir de él pueden deducirse las
leyes de reflexión y refracción.
Actividades: Simulación
OPTICA GEOMETRICA
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Sistemas centrados
Sistema óptico: conjunto de superficies
que separan medios de distintos índices
de refracción.
Sistema
centrado:
formado
por
casquetes esféricos con sus centros
alineados.
Sistema óptico perfecto:
•Todos los rayos que parten de un
objeto O concurren real o virtualmente
en su imagen O’.
•La imagen de un plano es otro plano
•Cualquier figura contenida en un
plano objeto se representa en una figura
semejante en su plano imagen. La razón
de semejanza es constante entre
cualquier par de figuras objeto e
imagen de una pareja dada de planos.
OPTICA GEOMETRICA
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Óptica paraxial
Ningún sistema óptico centrado es
estrictamente perfecto, pero en
ciertas condiciones todos pueden
aproximarse a ellos.
Óptica paraxial:
•Los ángulos de incidencia y
refracción o reflexión son pequeños.
•Todos los rayos son casi paralelos al
eje del sistema.
•Los radios de curvatura de las
superficies son grandes frente a la
apertura del sistema.
•La ley de Snell: n  n' 
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Dioptrio
Invariante de Abbe:
1 1
1 1 
n    n '   
r s
 r s' 
Aumento lateral:
y' ns'
'  
y n's
n = índice del primer medio
r = radio del dioptrio
s = posición de O
n’= índice del segundo medio
s’= posición de O’
y = tamaño del objeto
y’= tamaño de la imagen
Espejo esférico: n’=-n
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Lentes delgadas
Lente delgada inmersa en aire:
1 1 1
1 1
  n  1   
a' a
 r1 r2  f '
a'
Aumento lateral: ' 
a
n=
r1 =
r2 =
a=
a’=
índice de la lente
radio del primer dioptrio
radio del segundo dioptrio
posición de O
posición de O’
f’>0 lente convergente
f’<0 lente divergente
Actividades: Problemas 3, 6 y 8
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El ojo
Es un sistema óptico complejo que
puede simplificarse sustituyendo todos
sus elementos por una lente convergente
de focal variable, situada a 22 mm de la
retina, donde deben formarse las
imágenes:
•Punto próximo (PP): menor distancia
para ver un objeto nítidamente.
•Punto remoto (PR): mayor distancia
para ver un objeto nítidamente.
Ojo Normal
Miope
Hipermetrope
PP
25 cm
<25 cm
>25 cm
PR

<
virtual
Actividades: Problema 10
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Instrumentos de visión
cercana y lejana
Lupa o microscopio simple
Lente convergente. Se coloca el
objeto entre el foco objeto y la lente.
Imagen mayor, derecha y virtual.
Microscopio compuesto
Dos sistemas de lentes, ambos
convergentes (objetivo y ocular) .
Imagen mayor, invertida y virtual.
Telescopio refractor
Dos sistemas de lentes, ambos
convergentes (objetivo y ocular).
Imagen mayor, invertida y virtual de
un objeto situado en el infinito.
Actividades: Problema 11
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