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Un estudio detallado sobre las diferentes aberraciones ópticas que pueden presentarse en un lente positivo, con un enfoque particular en la aberración cromática. Se explica cómo la dispersión de la luz a través del lente puede provocar que los diferentes colores no se enfoquen en el mismo punto, generando una imagen defectuosa. Además, se analiza cómo el uso de diafragmas fijos de diferentes diámetros puede ayudar a corregir estas aberraciones monocromáticas. El documento incluye resultados experimentales que muestran cómo la distancia focal varía dependiendo del color de la luz incidente (filtros rojo, azul y verde) y cómo el diafragma de menor diámetro (0,5 cm) logra la mejor corrección de la aberración cromática. Este estudio es relevante para comprender los principios ópticos que rigen el funcionamiento de lentes y sistemas ópticos, y puede ser de interés para estudiantes y profesionales en áreas como óptica, fotónica y diseño de instrumentos ópticos.
Tipo: Apuntes
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Fecha de realización de la experiencia: marzo 28 de 2022
(^1) Karon Margarita Pana Echeto, 1 Robert Daniel Rincón Gonzáles, 1 Juan David Gomez Quintero (^1) Estudiante tercer semestre de Optometría, Universidad Santo Tomás Seccional Bucaramanga Juan José Barrios Arlante Magíster en Física Grupo GIESVI Facultad de Optometría Universidad Santo Tomás Seccional Bucaramanga
Autor responsable Juandavid.gomez01@ustabuca.edu.co RESUMEN La aberración cromática se presenta cuando las diferentes longitudes de onda de la luz focalizan en diferentes puntos del plano imagen. Esto se debe a la dispersión luminosa cuando esta viaja y/o se propaga a través de un lente. Las aberraciones monocromáticas se presentan cuando un lente no enfoca los diferentes colores en un mismo punto, Las diferentes aberraciones ópticas En este escrito se muestra el estudio realizado respecto la aberración cromática que presentó un lente positivo y las correcciones con diafragmas fijos de las aberraciones monocromáticas de este lente al implementar filtros RGB. Palabras Clave Aberración cromática, cometa, esférica ABSTRACT Chromatic aberration occurs when different wavelengths of light focus at different points on the image plane. This is due to light scattering as it travels and/or propagates through a lens. Monochromatic aberrations occur when a lens does not focus the different colors at the same point, The different optical aberrations This paper shows the study carried out regarding the chromatic aberration that a positive lens presented and the corrections with fixed diaphragms of the monochromatic aberrations from this lens to implement filter RGB. Key Words Chromatic aberration, comet, spherical
La aberración cromática, también conocida como ‘halos de color’ o ‘franjas de color’, es un defecto óptico. Se produce como resultado de la dispersión de la lente, cuando esta no posee capacidad para llevar todas las longitudes de color al mismo plano focal o cuando se enfocan, dichas longitudes, en diferentes posiciones dentro del mismo plano. La aberración coma es un efecto parecido a la aberración esférica, pero en esta ocasión se produce cuando los rayos procedentes de la
Fecha de realización de la experiencia: marzo 28 de 2022 fuente de luz no llegan paralelos con el eje óptico sino oblicuos. Es muy habitual en los telescopios, dónde provoca que la imagen de algunas estrellas aparezca como comas ortográficas, de ahí su nombre. [7] Los rayos que llegan oblicuos a la lente de la figura convergen en distintos puntos del plano focal, haciendo que la imagen tenga forma de coma ortográfica o cometa, en lugar de punto. La aberración circular se produce cuando los rayos paralelos próximos al eje óptico (rayos paraxiales) de una lente esférica o de un espejo esférico se concentran en un punto y los alejados del eje óptico en otro, en lugar de hacerlo todos en el foco, como en el caso ideal. [4] Con respecto a las aberraciones es fundamental saber que se definen como una imperfección de un sistema óptico que produce imágenes defectuosas, misma que deteriora la capacidad de una lente para producir una copia clara y exacta del objeto. [6] En esta práctica se tuvo como objetivo conocer las distintas aberraciones que se generan en un lente teniendo en cuenta el tipo de luz que incide sobre éste, utilizando tres filtros de distintos colores que son el color azul, verde y rojo.
Fecha de realización de la experiencia: marzo 28 de 2022 Figura 6. Distancia objeto e imagen Filtro Distancia imagen (Si) Distancia objeto (So) Rojo 40cm 24cm Azul 38.2cm 24cm Verde 38.5cm 24cm Analizando los resultados se obtiene que la Si no se creó nítida en el mismo punto a pesar de tener la misma So, lo que observamos es una aberración cromática que se genera por los diferentes filtros como muestra la imagen de la figura 7. Figura 7. Aberración cromática Fuente:https://www.chamanexperience.com/f otografia/aberraciones-cromaticas/ Se procede a cambiar el objeto (el cual podemos observar en la figura 4) y se adicionan diferentes diafragmas para intentar corregir la aberración presentada. Se intenta con cada uno de los filtros usados anteriormente (Rojo, Azul y Verde, como los muestra la figura 7) y diafragmas de diferentes diámetros (2.4, 1.5, 1.1 y 0.5, como se ven en la figura 1 ). Una vez realizados los respectivos cambios usando el filtro rojo, se procede a posicionar uno por uno los diafragmas para observar y concluir con cuál de estos se corrige la aberración, como se puede evidenciar en la figura 8. Figura 8. Imagen 2 con filtro rojo Diafragma diámetro 2.4 cm Diafragma diámetro 1.5 cm Diafragma diámetro 1.1 cm Diafragma diámetro 0,5 cm
Fecha de realización de la experiencia: marzo 28 de 2022 Se realizó el cambio de filtro por el azul y se vuelve a utilizar cada uno de los diafragmas para hallar el que corrija la aberración presentada. En la figura 9 y figura 1 1 se puede observar el cambio de diafragmas y las distancias respectivamente. Figura 9. Imagen 2 con filtro azul Diafragma diámetro 2.4 cm Diafragma diámetro 1.5 cm Diafragma diámetro 1.1 cm Diafragma diámetro 0,5 cm Para la continuación de la experiencia se debe utilizar el filtro verde y se vuelve a pasar por cada diafragma para encontrar cual logra corregir la aberración presentada. En la figura 10 y figura 11 se puede observar el cambio de diafragmas y las distancias respectivamente. Figura 10. Imagen 2 con filtro verde Diafragma diámetro 2.4 cm Diafragma diámetro 1.5 cm
Fecha de realización de la experiencia: marzo 28 de 2022 pasar por el respectivo diafragma, esto se debe a que dichos diafragmas causan una distorsión en la distancia a la que se enfocaría la imagen produciendo que la misma se vea de una mejor o peor manera. Con los datos obtenidos al final del experimento el grupo pudo determinar que sin importar cuál de los tres filtros se utilizaran junto al diafragma cuatro (0.5) se lograba conseguir la mejor nitidez, por el contrario, la nitidez lograda con los otros diafragmas fue menor: Se considera que este resultado es debido a que el campo de visión es menor, por ende, la aberración presentada se corrige.