El mundo virtual a través de una lente

Muchos de nosotros usamos lentes. Ya sea porque no vemos bien de lejos, de cerca, ambas o algo más complejo. Nos dicen que los lentes corrigen la formación de la imagen en la retina. Pero hay otra manera de entender cómo funcionan los lentes: todo lo que observamos es una imagen virtual de los objetos frente a nosotros.

Tomemos una lupa y un pedazo de papel en un día soleado. Ajustemos la distancia entre la lupa y el papel para enfocar los rayos del sol en un punto. Lo inevitable sucede: el papel se empieza a quemar. El puntito formado por la lupa es una imagen del sol. Una lupa hace converger los rayos del sol, razón por la cual se le llama lente convergente. El punto donde converge la luz es el foco de la lente. La formación de una imagen ocurre como se muestra aquí:

El objeto y la imagen están en lados diferentes de la lente. En este caso decimos que la imagen es real, es decir, que la imagen se puede proyectar sobre una superficie o pantalla.

Las lentes también pueden formar imágenes virtuales. En cuyo caso, tanto el objeto como la imagen están del mismo lado de la lente y la imagen no se puede proyectar sobre una pantalla. Podemos formar una imagen virtual con una lupa. Lo que tenemos que hacer es colocar el objeto a una distancia tal que esté entre el foco y la lente, así como se ve en esta otra figura:

Aquí notamos algo muy importante: mientras el objeto está cerca de la lente, la imagen se encuentra lejos de la misma. Es decir que si nosotros colocamos nuestro ojo del lado derecho de la lente y vemos a través de ella, en realidad no estamos viendo el objeto cercano, lo que vemos es una imagen que se encuentra a una distancia mucho mayor, es decir, una imagen virtual.

Así es como funcionan los lentes que corrigen la visión de las personas que no pueden ver bien de cerca, pero ven bien de lejos. El truco que la lente ejecuta es formar una imagen de los objetos cercanos, pero a una distancia lejana, que es la distancia a la cual la persona puede ver bien.

De forma similar podemos explicar cómo una lente corrige la visión de las personas que ven bien de cerca pero mal de lejos. Este es mi propio caso, la miopía. El correspondiente truco se hace ahora con otro tipo de lente: una lente divergente. La formación de la imagen se ilustra aquí:

Digamos que una persona con miopía puede ver muy bien si los objetos se encuentran a 30 centímetros de sus ojos. Entonces la lente divergente toma la luz de los objetos lejanos y produce una imagen virtual justo a esa distancia.

En otras palabras, todos aquellos que tenemos miopía no vemos los objetos lejanos a la distancia que se encuentran. ¡Lo que en realidad vemos es una imagen que está a pocos centímetros de nuestra nariz! No podía ser de otra forma, pues esa es la distancia a la que funciona el ojo miope.

La lente no cura el defecto en el ojo, sino que genera una imagen donde el ojo la puede ver bien.

Lo fascinante de esta manera de entender las lentes es que prácticamente no hay distinción entre el objeto y la imagen. Todo lo que notamos es que sin lentes se ve borroso y con lentes se ve nítido, aunque en verdad estamos viendo objetos a diferentes distancias.

La relación entre las distancias de objetos (do), imágenes (di) y el foco (f) para lentes delgadas, se expresa con una fórmula matemática:

La óptica es la rama de la física que estudia las lentes (entre otras cosas). Recuerdo que los experimentos de óptica fueron de mis favoritos en el laboratorio cuando estudié la licenciatura en física.

Si entre aquellos que leen este texto, hay quienes utilizan lentes, recuerden que lo que ven a través de ellos es una imagen virtual que no está a la distancia que parece.