LENTE CONVERGENTE COMO SIMULACIÓN DEL CRISTALINO DEL OJO

Decir qué estructura dentro de un organismo vivo es más o menos importante carece un poco de sentido. La interconexión e interdependencia de las distintas estructuras dentro de un organismo hace que el funcionamiento erróneo de una de las partes influya en funcionamiento general del organismo. Sin embargo, el ojo es una de las estructuras biológicas que podría destacar dentro de un organismo al estar asociado al sentido con más peso específico: la visión.

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Dentro del ojo, el cristalino es una estructura con forma de lente biconvexa cuyo propósito principal consiste en permitir enfocar objetos situados a diferentes distancias. Este objetivo se consigue mediante un aumento o disminución funcional de su curvatura y de su espesor (Acomodación) mediante los músculos ciliares.

Partiendo de esa simplificación del ojo como lente convergente, podemos tratar de justificar desde un punto de vista físico cómo se forman las imágenes en nuestro ojo.

En general, las lentes se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Lentes Convergentes: son más gruesas por el centro que por el borde y concentran (hacen converger) en un punto los rayos de luz que las atraviesan.

Lentes Divergentes: son más gruesas por los bordes que por el centro, hacen diverger (separan) los rayos de luz que pasan por ellas.

En nuestro caso, nos interesan las lentes convergentes que se clasifican en tres grandes grupos. Biconvexa que tiene dos superficies convexas, Plano convexa que tiene una superficie plana y otra convexa y Cóncavo convexa (o menisco convergente) que tienen una superficie ligeramente concava y otra convexa.

Imagen: fisicafacilpe.blogspot.com

Antes de ver cómo se forma la imagen en una lente, es importante conocer los elementos de la misma:

Centros de curvatura (C): son los centros geométricos de las superficies curvas que limitan el medio transparente.

Eje principal: es la línea imaginaria que une los centros de curvatura.

Centro óptico (O): es el punto de intersección de la lente con el eje principal.

Foco (F): es el punto del eje principal por dónde pasan los rayos refractados en la lente, que provienen de rayos paralelos al eje principal.

Distancia focal (f ): es la distancia entre el foco y el centro óptico.

¿Y cómo se forma la imagen?... Para ello, es necesario conocer cómo viajen los rayos de luz. En este sentido, para la construcción de imágenes se siguen las siguientes reglas:

- Todo rayo paralelo al eje principal, se refracta pasando por el foco (rayo 1, violeta).

- Todo rayo que pasa por el centro óptico, no se desvía (rayo 2, verde).
- Todo rayo que pasa por el foco, se refracta paralelo al eje principal (rayo 3, naranja).

Con todas estas ideas, podemos construir la imagen formada por una lente convergente. Las características de esta imagen dependerán del lugar que ocupe el objeto.

El objeto se encuentra más allá del foco. La imagen es real e invertida. Cuánto más cerca del foco se encuentre, mayor será el tamaño de la imagen formada.

El objeto se encuentra en el foco. La imagen está en el infinito.

El objeto se encuentra entre el foco y la lente. La imagen es virtual, derecha y más grande que el objeto.

Con ayuda de las ideas anteriores y de una lupa, que es una lente biconvexa, podemos simular cómo el cristalino es capaz de formar una imagen sobre la retina. La lupa hará las veces de cristalino y la pared las veces de retina. Como en esta simulación no tenemos sustituto para los músculos ciliares, la acomodación no podemos realizarla como lo haría el ojo. En nuestro caso es el objeto el que tiene que ser movido para conseguir una imagen nítida. Además, podemos comprobar cómo la imagen formada es invertida. Nuestro cerebro se encargará posteriormente de dar la vuelta a la imagen.

Por cierto, una cámara oscura puede ser un buen ejemplo de primera aproximación para conocer la formación de imágenes con la ayuda de un simple agujero pequeño.