Fenómenos ópticos: Reflexión total, miopía, hipermetropía y presbicia

Fenómenos ópticos: Reflexión total, miopía, hipermetropía y presbicia

La reflexión total es el fenómeno que solo puede producirse cuando la luz pasa de un medio más refringente a otros menos refringente. Los ángulos de incidencia son mayores que el ángulo límite, que es el ángulo de incidencia al que corresponde un ángulo de refracción de 90º, por lo que toda la luz se refleja y no se produce refracción. Esto se debe a que los rayos refractados se alejan de la normal cuando el ángulo de incidencia es cada vez mayor.

Miopía

La miopía consiste en que el cristalino no enfoca sobre la retina los rayos paralelos procedentes de un objeto lejano (la imagen se forma delante de la retina) ya que la córnea tiene demasiada curvatura o el ojo tiene una longitud mayor de la normal. Para corregir la miopía se usan lentes divergentes, de forma que el foco imagen de esta coincida con el punto remoto del ojo y la imagen se forme sobre la retina.

Hipermetropía

La hipermetropía es lo opuesto a la miopía. El globo ocular es demasiado corto o el cristalino es poco convergente por lo que los rayos de luz procedentes de un objeto próximo al ojo se enfocan en un punto situado detrás de la retina; por consiguiente ven mal los objetos próximos. Se corrige con lentes convergentes, para aumentar la convergencia, logrando que la imagen se forme sobre la retina.

Presbicia

La presbicia se debe a la disminución del poder de acomodación del ojo a causa de la edad. Se disminuye la flexibilidad del cristalino, alejándose el punto próximo, por lo que se ven los objetos próximos con dificultad. Se corrige con lentes convergentes.

Poder de acomodación del cristalino

El poder de acomodación del cristalino se extiende entre los llamados punto remoto, que se encuentra en el infinito y el punto próximo, que para un joven se encuentra a 7 cm y para un anciano a unos 2m. Pero esto se refiere a ojos sanos, una persona con un ametropía no enfoca correctamente las imágenes, las miopes tienen el punto próximo más cerca que una persona normal, y los hipermétropes tienen el punto próximo más alejado que una persona normal.

Fibras ópticas

Las fibras ópticas constan de un núcleo central de plástico o vidrio rodeado de una capa de material similar con un índice de refracción menor, para producir la reflexión interna total. En la reflexión interna total no se pierde la intensidad.

Sistemas ópticos

Combinando dos o más elementos ópticos podemos construir sistemas ópticos:

• Cámara oscura: El instrumento óptico más simple es la cámara oscura donde existe ningún elemento óptico, sólo pequeño orificio que, debido a la propagación rectilínea de la luz, forma una imagen invertida del objeto. La imagen que se produce es real, invertida y menor que el objeto.
• Lupa: Una simple lente convergente nos permite ver los objetos aumentados si los situamos entre el foco y la lente. Se obtiene una imagen virtual, derecha y de mayor tamaño, situada detrás del objeto.
• Microscopio: Es ya un verdadero sistema óptico, para ver objetos muy próximos y de pequeño tamaño. Consta de dos lentes convergentes. El objeto se coloca a una distancia mayor que la distancia focal del objetivo y su imagen (real) ampliada, sirve de objeto para la segunda lente. Si la imagen se coloca entre el foco y la segunda lente, ésta proporcionará una imagen nuevamente ampliada.
• Telescopio Astronómico: Se utiliza para ver objetos grandes situados a mucha distancia. Consta de dos lentes convergentes. Como el objeto está a una distancia muy grande los rayos procedentes de él llegan paralelos, con lo que se refractan en el objetivo formando una imagen en el plano focal imagen. El foco imagen del objetivo y el foco objeto ocular coinciden, por tanto la imagen formada por el ocular se encuentra en el infinito. Es invertida y mayor.

Espejismos

El fenómeno de reflexión total es el responsable de los llamados espejismos de los desiertos. Debido a la gran irradiación de calor por parte del suelo las capas de aire próximas a éste se encuentran más calientes que las altas, en contra del comportamiento normal. El aire frío propaga la luz a menor velocidad que el aire caliente, luego ésta pasa de un medio más refringente a otro menos refringente, produciéndose el fenómeno de reflexión total. Al ir pasando la luz de una capa a otra los rayos experimentan sucesivas refracciones, siendo cada vez mayor el ángulo de incidencia, hasta producirse la reflexión total.