Indique el tipo y disposición de las lentes empleadas en un microscopio. Realice el correspondiente trazado de rayos para un objeto de tamaño y1 que es observado a través de este instrumento.
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Resultado
Dos lentes convergentes: el objetivo (focal muy corta) da una imagen real, invertida y aumentada, que cae dentro de la focal del ocular; este, como una lupa, da la imagen final virtual, invertida y muy aumentada.
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Estrategia
El microscopio compuesto combina dos lentes convergentes: el objetivo forma una imagen real y aumentada del objeto, y el ocular actúa como lupa sobre esa imagen. Para el trazado se usan, en cada lente, los rayos principales (el paralelo al eje, que sale por el foco imagen, y el que pasa por el centro óptico, que no se desvía): primero se construye la imagen del objetivo y después se usa como objeto del ocular.
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Desarrollo
Tipo y disposición de las lentes. Un microscopio compuesto tiene dos sistemas de lentes convergentes montados en un mismo tubo y con el mismo eje óptico:
Objetivo: lente convergente de focal muy corta (unos milímetros), situada cerca del objeto. El objeto se coloca un poco más allá de su foco objeto F1 (entre F1 y 2F1), de modo que el objetivo forma una imagen real, invertida y mayor que el objeto, y1′, dentro del tubo.
Ocular: lente convergente de focal algo mayor (unos centímetros), situada junto al ojo. Se coloca de forma que la imagen intermedia y1′ quede entre el ocular y su foco objeto F2 (o justo en él). Así funciona como una lupa y da una imagen final y2′virtual, derecha respecto de y1′ y muy aumentada.
La imagen final es virtual, invertida respecto del objeto y mucho mayor que él. El aumento total es el producto de los aumentos de las dos lentes, M=Aobj⋅Moc; aproximadamente M≈−f1′L⋅f2′0,25m, con L la distancia entre el foco imagen del objetivo y el foco objeto del ocular (longitud del tubo). Trazado de rayos (figura):
Objetivo. Desde el extremo del objeto y1, un rayo paralelo al eje se refracta pasando por el foco imagen F1′; otro rayo pasa por el centro óptico sin desviarse. Se cortan en el extremo de la imagen intermedia y1′: real, invertida y mayor.
Ocular. Desde el extremo de y1′, que está entre F2 y el ocular, un rayo paralelo al eje sale por el foco imagen F2′, y otro pasa por el centro óptico sin desviarse. Al salir del ocular estos rayos divergen y no se cortan; sus prolongaciones hacia atrás (en discontinuo) sí lo hacen, en el extremo de la imagen final y2′: virtual, invertida respecto del objeto y muy aumentada.
Trazado de rayos en un microscopio compuesto. A la izquierda, el objetivo (lente convergente) con sus focos F1 y F1'; el objeto y1, una flecha pequeña hacia arriba, está un poco más allá de F1. Dos rayos (uno paralelo al eje que pasa por F1' y otro por el centro de la lente) se cortan a la derecha formando la imagen intermedia y1', real, invertida y mayor, situada entre el foco F2 del ocular y el ocular. A la derecha, el ocular (lente convergente) con sus focos F2 y F2': desde y1' salen un rayo paralelo al eje que se refracta por F2' y otro por el centro del ocular; ambos divergen y sus prolongaciones discontinuas hacia la izquierda se cortan en la imagen final y2', una flecha discontinua muy grande hacia abajo: virtual, invertida y muy aumentada.(Esquema no a escala: en un microscopio real la focal del objetivo es mucho menor que la del ocular y el tubo es mucho más largo.)
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Consejo
En el trazado, deja claro qué imagen es real (rayos que se cortan, línea continua) y cuál es virtual (prolongaciones, línea discontinua). Y sitúa bien la imagen intermedia: entre el foco objeto del ocular y el ocular, para que este funcione como lupa.
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