Fundamentos de Óptica Geométrica: Fenómenos y Correcciones Visuales

Principios Fundamentales de la Óptica

El índice de refracción se define como el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y en un medio: n = c/v. Es un número adimensional y siempre mayor a 1, ya que la velocidad de la luz en el vacío es la máxima posible. Indica cuánto se ralentiza la luz en un material (a mayor n, menor velocidad de la luz en ese medio).

Fenómenos de la Luz

• Reflexión: Es el cambio de dirección de una onda al chocar con una superficie sin cambiar de medio. Se cumple que el rayo incidente, el reflejado y la normal están en el mismo plano y que el ángulo de incidencia es igual al de reflexión (i = r).
• Refracción: Es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio a otro con distinta velocidad de propagación. En este caso, el rayo incidente, el refractado y la normal están en el mismo plano y se cumple la ley de Snell. Este cambio de dirección se debe a la variación de la velocidad de la luz en los distintos medios.
• Reflexión total: Ocurre cuando una onda no se refracta, sino que se refleja completamente al pasar a otro medio. Esto sucede cuando la luz pasa de un medio con mayor índice de refracción (menor velocidad) a otro con menor índice (mayor velocidad) y el ángulo de incidencia supera el llamado ángulo límite, que es aquel para el cual el ángulo de refracción es de 90°. A partir de ese ángulo, no hay refracción y toda la luz se refleja.

Sistemas Ópticos: Lentes

• Lente convergente: Hace que los rayos paralelos al eje converjan en el foco imagen. Si la luz sale del foco objeto, los rayos salen paralelos. Foco objeto: izquierda / foco imagen: derecha. Da imagen virtual si el objeto está entre la lente y el foco.
• Lente divergente: Hace que los rayos paralelos se separen, como si salieran del foco imagen. Los rayos dirigidos al foco objeto salen paralelos. Foco objeto e imagen: izquierda.

Defectos de la Visión y su Corrección

• Miopía: Se ve mal de lejos porque la imagen se forma antes de la retina (exceso de convergencia). Corrección: lentes divergentes.
• Hipermetropía: Se ve mal de cerca porque la imagen se forma detrás de la retina. Corrección: lentes convergentes.
• Presbicia: Por la edad, el ojo pierde acomodación, resultando en visión deficiente de cerca. Corrección: lentes convergentes.
• Astigmatismo: Córnea irregular que provoca una imagen borrosa o distorsionada. Corrección: lentes tóricas.