Ejercicio resuelto de Óptica · Física · Islas Canarias · 2023

Explique el funcionamiento del microscopio. Justifique las características de la imagen final mediante el diagrama de rayos correspondiente.

El microscopio es un sistema óptico formado por dos lentes convergentes de distancias focales muy cortas, dispuestas sobre el mismo eje óptico y separadas una distancia mucho mayor que sus focales.



Su funcionamiento se explica en dos fases:

i) El objetivo es la lente más próxima a la muestra. El objeto se coloca muy cerca de su foco objeto, pero un poco más lejos que él, de modo que la imagen que produce es real, invertida y muy aumentada. Esa imagen intermedia se forma dentro del tubo del microscopio.

ii) El ocular es la lente por la que mira el observador y funciona como una lupa. La imagen intermedia queda entre el ocular y su foco objeto, de modo que el ocular la vuelve a aumentar y da una imagen final virtual, derecha respecto de la intermedia y todavía mayor.

La imagen final que ve el observador es, por tanto, virtual, invertida respecto del objeto original y muy aumentada. Es virtual porque se forma con las prolongaciones de los rayos que salen del ocular y no puede recogerse sobre una pantalla; y aparece invertida porque el objetivo ya invirtió la imagen y el ocular no vuelve a invertirla.

El aumento total del microscopio es el producto de los aumentos de las dos lentes:

$\beta_{\text{total}} = \beta_{\text{objetivo}}\cdot\beta_{\text{ocular}}$

que es lo que permite alcanzar aumentos de varios cientos con dos lentes de aumento moderado cada una.