1.1 Convenio de signos

En primer lugar resulta de interés definir algunos de los conceptos que vamos a utilizar en el estudio de la óptica geométrica:

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Objeto: Es la fuente emisora de los rayos luminosos, ya sean propios o reflejados. Se denota por O.

Imagen: Es el punto en el que convergen los rayos procedentes del objeto tras su paso por el sistema óptico. Se denota por O'. En función de si los rayos convergen o no pueden distinguirse dos tipos distintos de imagen:

  • Imagen real: Cuando los rayos convergen en un punto, de forma que puede registrarse sobre una pantalla o imagen fija.
  • Imagen virtual: Cuando los rayos divergen y por tanto no se cortan, no pudiéndose registrar sobre una pantalla pero sí ser captada a través de un sistema óptico como el ojo humano. Un ejemplo de este tipo de imágenes es el reflejo de un objeto en un espejo plano.

A continuación puedes ver un ejemplo de cada una de ellas: en el primer caso una imagen real y en el segundo una imagen virtual:



Imagen 5. Elaboración propia
Imagen 6. Elaboración propia

Foco: Cuando los rayos de luz procedentes de un objeto situado en el infinito llegan a un sistema óptico paralelos al eje óptico y tras el paso por dicho sistema estos rayos convergen en un único punto, a dicho punto se le denomina foco imagen (F'). Si un objeto situado en el eje óptico emite sus rayos de tal forma que al salir del sistema salen paralelos al eje óptico, al punto en el que está situado el objeto se le da el nombre de foco objeto (F).

Imagen 7. Adaptación de DrBob Creative Commons

Para estudiar las imágenes formadas por la óptica geométrica, se utilizan unos criterios de signos que permiten la estandarización de los cálculos y que están basados en las normas DIN (Deutschen Industrie Normen). Los que se van a utilizar en este Tema son los siguientes:

CONVENIO DE SIGNOS

• Las magnitudes y símbolos referidos a la imagen son los mismos que los referidos al objeto salvo que se les añade el símbolo prima (')

• La luz viaja de izquierda a derecha; de esta forma, las superficies de las lentes o espejos se ponen de tal manera que la luz incidente que llega al sistema óptico lo hace siempre por la izquierda y se propaga por la derecha.

• Los puntos se designan con letras mayúsculas y las distancias con minúsculas.

• El origen de coordenadas, O, es el vértice. Por tanto, las distancias tanto horizontales como verticales tomarán el signo que le corresponde en un sistema cartesiano centrado en O. Por ello, las distancias verticales serán positivas por encima del eje óptico y negativas por debajo, y las horizontales negativas a la izquierda y positivas a la derecha del mismo.

• Los ángulos de incidencia y refracción de un rayo tienen signo positivo si el ángulo medido desde el rayo a la normal por el camino más corto se toma en el sentido horario. Si no es así el ángulo es negativo.

• Los radios de curvatura (R) de las superficies de los elementos ópticos son positivos si el centro de curvatura se encuentra detrás de la superficie (es decir, en el lado que se produce la transmisión) y negativos en el caso contrario. Dicho en otras palabras: es positivo si está a la derecha del vértice y negativo si se encuentra a su izquierda.

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Indica los signos de las siguientes distancias: s, s', f, f', y, y', R1 que se muestran en la imagen, según el criterio DIN de signos de la óptica geométrica:

Imagen 8. Adaptación de A. Zwerg Creative Commons