Ejercicio resuelto de Óptica · Física · Islas Canarias · 2023

Determine, mediante trazado de rayos, la imagen que produce una lente convergente para un objeto situado a una distancia comprendida entre el foco objeto y la lente. Indique si la imagen formada es real o virtual, y si está derecha o invertida.

Se trata de una lente convergente con el objeto situado entre el foco objeto y la propia lente, que es la disposición de la lupa.



La construcción se hace con dos de los tres rayos notables que salen del extremo del objeto:

i) El rayo que llega paralelo al eje óptico emerge pasando por el foco imagen $F'$.

ii) El rayo que pasa por el centro óptico de la lente no se desvía.

iii) El rayo dirigido hacia el foco objeto $F$ emerge paralelo al eje.

Como el objeto está más cerca de la lente que el foco objeto, los rayos emergentes salen divergiendo y no llegan a cortarse a la derecha de la lente. Lo que se cortan son sus prolongaciones hacia atrás, al mismo lado que el objeto.

La imagen es, por tanto, virtual, porque se forma con las prolongaciones de los rayos y no puede recogerse sobre una pantalla; es derecha, porque se forma por encima del eje óptico, igual que el objeto; y es mayor que el objeto. Analíticamente esto se comprueba en la ecuación de las lentes delgadas: si $|s| < f'$, entonces $s'$ resulta negativo y el aumento $\beta = \dfrac{s'}{s}$ sale positivo y mayor que la unidad.