3.1C: Refracción y Aumento

Objetivos de aprendizaje

• Describir la refracción y distinguir entre lentes convexas y cóncavas

El principio subyacente de un microscopio es que las lentes refractan la luz lo que permite el aumento. La refracción ocurre cuando la luz viaja a través de un área del espacio que tiene un índice de refracción cambiante. El caso más simple de refracción ocurre cuando existe una interfaz entre un medio uniforme con un índice de refracción y otro medio con un índice de refracción.

Figura: Refracción: A medida que la luz se refleja en el lápiz vemos que, debido a los diferentes índices de refracción del agua y el aire, el lápiz parece doblarse en el agua. No obstante, el lápiz es recto. En realidad es el agua actuando de manera muy parecida a una lente en un microscopio que le da la apariencia de flexión.

Algunos medios tienen un índice de refracción que varía gradualmente con la posición. Por lo tanto, los rayos de luz se curvan por el medio en lugar de viajar en líneas rectas. Este efecto es el responsable de los espejismos vistos en días calurosos donde el índice cambiante de refracción del aire provoca que los rayos de luz se doblen creando la aparición de reflejos especulares en la distancia (como si en la superficie de un charco de agua).

Aprovechando el principio de refracción, se pueden construir dispositivos que puedan enfocar la luz. Un dispositivo que produce rayos de luz convergentes o divergentes debido a la refracción se conoce como lente. En general, existen dos tipos de lentes: lentes convexas, que hacen que converjan rayos de luz paralelos, y lentes cóncavas, que hacen que los rayos de luz paralelos diverjan. La antigua propiedad de las lentes convexas es de especial interés para los microbiólogos. En esencia, una lente convexa permite el aumento. La luz que se refleja en un objeto se enfoca a un punto. El ejemplo más simple de esto que la mayoría de la gente conoce es una lupa. Una lupa es una lente convexa, y esto por sí mismo permite el aumento de objetos.

Un microscopio es básicamente una serie de lentes que aprovechan la naturaleza de la refracción. Debido a la naturaleza de la luz, y la cantidad máxima de refracción que puede ser posible por un material, hay límites en la cantidad de aumento que se puede hacer con un microscopio óptico.

Figura: El Microscopio: Observe las áreas azules, que representan lentes. Obsérvese también que muchas de las lentes son convexas, por lo que la luz que atraviesa un espécimen es enfocada y por lo tanto magnificada Etiquetas: A) Ocular, B) Objetivo, C) Portaobjetos, D) Lentes de Iluminación, E) Escenario de Deslizamiento y F) Espejo de Iluminación

Resumen

• Las lentes convexas permiten que la luz converja.
• Las lentes cóncavas extienden la luz que viaja a través de ella
• Hay límites en la cantidad de refracción que puede hacer un material, y por lo tanto, límites a la cantidad que un microscopio puede magnificar una muestra.

Términos Clave

• cóncavo: Curvo como la superficie interna de una esfera o cuenco.
• convexo: Curvo o arqueado hacia afuera como el exterior de un cuenco o esfera o círculo.
• especular: Perteneciente a espejos; espejo, reflectante.