Óptica geométrica

Diafragma (óptica)

Diferentes aberturas del diafragma.

El diafragma es un dispositivo que le provee al objetivo la capacidad de regular la cantidad de luz que entra a la cámara. Suele ser un disco o sistema de aletas dispuesto en el objetivo de una cámara, de forma tal que limita la cantidad luz que llega hacia el medio fotosensible en la cámara, generalmente de forma ajustable. Las progresivas variaciones de abertura del diafragma se denominan apertura, y se especifican mediante el número f, que es la relación entre la longitud focal y el diámetro de abertura efectivo.

Campo y diafragma

El campo de un instrumento óptico es la parte del espacio en la cual el instrumento forma imágenes aceptables.
Un diafragma limita el haz por definición. En la práctica, las monturas de las piezas ópticas, el tamaño de un detector son diafragmas. Lo que viene a continuación precisa de esta noción.

Diafragma de campo

Un diafragma de campo limita el tamaño angular del haz. Está dimensionado para asegurar:

un campo con las dimensiones deseadas,
una buena calidad óptica dentro del campo,
una iluminación uniforme.

Como el detector tiene un tamaño finito, puede ejercer el papel de diafragma de campo.

Diafragma de apertura

Dentro de un sistema óptico centrado, el diafragma de apertura es el diafragma material que limita la apertura de un haz centrado. Se trata entonces del diafragma visto desde el objeto con el ángulo más pequeño. En general es la montura de la primera lentilla.
Un diafragma de apertura limita la iluminación. Está dimensionado para asegurar el nivel de iluminación deseado. Actúa sobre la extensión lineal del haz: un gran diafragma requiere piezas ópticas de gran tamaño con buena calidad....

Pupilas

La pupila de entrada de un instrumento es la imagen geométrica del diafragma de apertura a través de las lentillas situadas delante de ese diafragma.
La pupila de salida es la imagen geométrica de la pupila de entrada. Es también la imagen geométrica del diafragma de apertura a través de las lentillas situadas después de este diafragma.

Un dioptrio es el sistema óptico formado por una sola superficie que separa dos medios de distinto índice de refracción. El dioptrio es un concepto útil a la hora de formular los principios básicos de la óptica geométrica ya que cualquier punto del dioptrio puede tomarse como eje óptico del sistema. Puede ser plano o esférico según sea esta superficie.

Un dioptrio esférico es una superficie esférica que separa dos medios de diferente índice de refracción. El estudio del dioptrio esférico tiene especial importancia en la óptica geométrica. Esto es debido a que en los espejos y en la lentes, los componentes fundamentales de los instrumentos ópticos, la luz se comporta siguiendo leyes similares a las del dioptrio esférico.

Según el signo del radio de curvatura, se pueden distinguir dioptrios esféricos convexos, r>0, y cóncavos, r<0 .="" p="">

Un dioptrio plano es toda superficie plana que separa dos medios transparentes de distinto índice de refracción.

En un dioptrio perfecto la ley de Snell para la refracción de la luz puede reformularse en función de la posición de un objeto s y del lugar donde se forma su imagen s´. La expresión que relaciona estas dos distancias se conoce como invariante de Abbe en honor a Ernst Abbe. Esta expresión es:

n (\frac{1}{r}-\frac{1}{s}) = n' (\frac{1}{r}-\frac{1}{s'})

donde n y n' son los índices de refracción de los dos medios y r es el radio de curvatura del dioptrio.

Una lente puede construirse mediante la unión de dos dioptrios de diferente o igual curvatura. La ecuación de lentes delgadas se deduce a partir de la refracción de la luz en dos dioptrios.

Dioptrio Esférico.

Se denomina dioptrio esférico al conjunto formado por dos medios transparentes, isótropos y homogéneos, con diferente índice de refracción, separados por una superficie esférica.

Existen dos tipos de dioptrios esféricos:

_ Convexo. Cuando el centro de curvatura del dioptrio se encuentra a la derecha de la superficie; es decir el radio de curvatura es positivo. ( R>0).

_ Cóncavo. Cuando el centro de curvatura del dioptrio se encuentra a la izquierda de la superficie; es decir el radio de curvatura es negativo . ( R<0 b="">

Elementos esenciales.

Centro de curvatura.
Radio de curvatura.
Polo, vértice o centro óptico.
Eje principal o eje óptico.
Eje secundario.

Fórmula general del dioptrio.

Focos y distancias focales.

Foco imagen y distancia focal imagen. Podemos definir el foco imagen F' como un punto situado en el eje óptico cuyo objeto está en el infinito. A la distancia OF'=f ' se le llama distancia focal imagen.

Foco objeto y distancia focal objeto. Podemos definir el foco objeto F como un punto situado en el eje óptico cuyo imagen está en el infinito. A la distancia OF=f se le llama distancia focal objeto.