Ejercicios: Aberraciones ópticas en lentes e instrumentos

Define qué es una aberración óptica. Menciona dos tipos de aberración que conozcas y escribe una frase que describa cada una.

Isabella observa con una lupa sencilla y nota que los bordes de los objetos aparecen con franjas de colores. Indica qué aberración produce este efecto y a qué se debe, relacionándolo con la luz blanca.

En una lente esférica, los rayos que llegan cerca del borde no se cruzan en el mismo punto que los que pasan cerca del centro. Nombra la aberración que describe esta situación y explica qué efecto tiene sobre la imagen.

Andrés compara dos fotografías tomadas con la misma cámara: en una el diafragma está muy abierto y los bordes salen borrosos; en la otra, el diafragma está casi cerrado y la imagen es más nítida. Explica cómo se relaciona el tamaño de la abertura con la aberración esférica y qué precio se paga al cerrar el diafragma.

La luz azul se desvía más que la roja al atravesar un vidrio. Usando esta propiedad, explica por qué una lente convergente simple enfoca la luz azul más cerca de la lente que la roja. Indica en qué punto debería colocarse una pantalla para que la imagen quede nítida y qué se ve en los bordes si se coloca en el foco rojo.

Un fabricante de telescopios y otro de lentes para anteojos quieren reducir las aberraciones. Describe dos estrategias generales para disminuirlas, por ejemplo combinar lentes de distintos vidrios o usar superficies no esféricas, y explica cómo contribuye cada una a mejorar la imagen.

Un estudiante construye un telescopio casero con dos lentes simples y observa que la Luna se ve con un contorno coloreado y con el borde del campo poco nítido. Analiza el caso: identifica qué aberración causa cada defecto, explica el origen físico de cada una y propone una modificación para mejorar cada problema. Discute por qué un telescopio de espejos no sufre aberración cromática.

Yorman dice que un microscopio con lentes de mejor calidad no tiene ninguna aberración. Oriana responde que las aberraciones solo se pueden reducir, no eliminar del todo, en un sistema real. Argumenta quién tiene razón, considerando que un sistema de varias lentes corrige unas aberraciones a costa de complicar el diseño. Compara el efecto sobre la calidad de la imagen de una lente simple y de un objetivo compuesto.