FísicaFácilCuestión · 1,5 pts
Problema resuelto de Física: Óptica geométrica: lentes y espejosSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2020 · Septiembre
Enunciado
Explica en qué consiste la miopía utilizando los conceptos de la óptica geométrica. ¿Qué tipo de lente hay que usar para corregirla? Si una persona miope se va acercando un objeto al ojo, existe una posición en la que ve bien, ¿por qué?
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Resultado
Miopía: el ojo es demasiado convergente para su longitud; la imagen de los objetos lejanos se forma delante de la retina y el punto remoto está a distancia finita.
Corrección: lente divergente, con su foco imagen en el punto remoto.
Al acercar el objeto, sus rayos llegan más divergentes y la imagen se desplaza hacia atrás; en el punto remoto cae sobre la retina y se ve nítido.
Corrección: lente divergente, con su foco imagen en el punto remoto.
Al acercar el objeto, sus rayos llegan más divergentes y la imagen se desplaza hacia atrás; en el punto remoto cae sobre la retina y se ve nítido.
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia
El ojo es un sistema convergente (córnea y cristalino) que tiene que formar la imagen justo en la retina. En el ojo miope el sistema converge demasiado para su longitud: los rayos que llegan de lejos, casi paralelos, se cortan antes de la retina. Eso se arregla con una lente que los separe un poco antes de entrar: divergente. Y al acercar el objeto los rayos llegan más abiertos, de modo que hay una distancia (el punto remoto) a partir de la cual el ojo sí los enfoca en la retina.
2
Desarrollo
El ojo como sistema óptico. La córnea y el cristalino forman una lente convergente que proyecta la imagen sobre la retina. Un ojo normal, relajado, enfoca en la retina los objetos muy lejanos (punto remoto en el infinito); para ver de cerca, el cristalino se curva más (acomodación) y aumenta su potencia, hasta el punto próximo.
Qué es la miopía. En el ojo miope el sistema es demasiado convergente para la longitud del globo ocular (el ojo es algo más largo de lo normal o el cristalino converge en exceso). Los rayos que llegan paralelos de un objeto lejano convergen delante de la retina: en la retina llega una mancha borrosa. El foco imagen del ojo relajado está antes de la retina, y su punto remoto ya no está en el infinito sino a una distancia finita.
Corrección: lente divergente. Hay que reducir la convergencia del conjunto. Se coloca delante del ojo una lente divergente (de potencia negativa) que abre los rayos de los objetos lejanos como si salieran del punto remoto del miope. El ojo enfoca bien ese punto, así que ahora forma la imagen en la retina. Para ello la lente debe tener su foco imagen en el punto remoto: (con las gafas pegadas al ojo).
Por qué al acercar el objeto lo ve bien. Cuanto más cerca está un objeto, más divergentes llegan sus rayos al ojo, y más atrás forma la imagen la lente del ojo (en la ecuación de las lentes, al acercar el objeto, crece). Para un ojo que converge demasiado, esto compensa el exceso: al llegar el objeto al punto remoto del miope, la imagen cae justo en la retina y lo ve nítido. Desde ahí hasta su punto próximo, el cristalino acomoda y sigue viéndolo bien. Por eso el miope ve bien de cerca y mal de lejos.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)Qué es la miopía. En el ojo miope el sistema es demasiado convergente para la longitud del globo ocular (el ojo es algo más largo de lo normal o el cristalino converge en exceso). Los rayos que llegan paralelos de un objeto lejano convergen delante de la retina: en la retina llega una mancha borrosa. El foco imagen del ojo relajado está antes de la retina, y su punto remoto ya no está en el infinito sino a una distancia finita.
Corrección: lente divergente. Hay que reducir la convergencia del conjunto. Se coloca delante del ojo una lente divergente (de potencia negativa) que abre los rayos de los objetos lejanos como si salieran del punto remoto del miope. El ojo enfoca bien ese punto, así que ahora forma la imagen en la retina. Para ello la lente debe tener su foco imagen en el punto remoto: (con las gafas pegadas al ojo).
Por qué al acercar el objeto lo ve bien. Cuanto más cerca está un objeto, más divergentes llegan sus rayos al ojo, y más atrás forma la imagen la lente del ojo (en la ecuación de las lentes, al acercar el objeto, crece). Para un ojo que converge demasiado, esto compensa el exceso: al llegar el objeto al punto remoto del miope, la imagen cae justo en la retina y lo ve nítido. Desde ahí hasta su punto próximo, el cristalino acomoda y sigue viéndolo bien. Por eso el miope ve bien de cerca y mal de lejos.
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Consejo
Contesta las tres preguntas por separado, cada una vale 0,5 puntos. En la primera usa vocabulario de óptica geométrica (sistema convergente, foco, imagen delante de la retina, punto remoto): una explicación de andar por casa («ve mal de lejos») no basta.
No confundas miopía con hipermetropía: en la miopía la imagen cae delante de la retina y se corrige con lente divergente.
Paso 1 de 3
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