Refracción-Número de Abbe

INDICE DE REFRACCIÓN O REFRIGENCIA

Si introducimos un lapiz en un vaso de agua, éste se ve partido (refractado), ya que la porción sumergida se desplaza hacia la vertical. La luz disminuye su velocidad siempre que entra en un medio distinto al aire. Por este motivo la velocidad de la luz sirve de patrón para compensar la velocidad en diferentes medios.

Esta propiedad se mide con un parámetro llamado “índice de refracción”, de modo que cuanto menor es la velocidad de la luz en un medio, mayor es su refringencia. Significa, que cuanto mayor es el índice de refracción más se doblan los rayos al entrar en ese medio. Es un detalle importante porque supondrá que con un material de índice de refracción elevado con un grosor menor, conseguiremos el mismo efecto, que con un material menos refrigerante pero de mayor grosor. Cuanto mayor es el índice de refracción, menor espesor necesita la lente para obtener el mismo efecto óptico.

PRISMAS

Los prismas desvían la luz que los incide hacia su base, tanto más cuanto mayor sea la potencia óptica del prisma. Esta potencia se mide en “dioptrías prismáticas”. En 1890 Charles Frederick Prentice, Nueva York. Describió que las dioptrías prismáticas, son iguales a las dioptrías ópticas por el desplazamiento en centímetros. Las lentes convexas se comportan como prismas unidos por su base, mientras que las lentes cóncavas lo hacen como prismas unidos por sus vértices.

Ahora bien, según la formula de Prentice, la desviación prismática depende esencialmente de la distancia focal de la lente y de la distancia en centímetros a la que se encuentra el rayo de luz incidente, con relación al eje óptico de la lente. Este efecto prismático, tiene gran trascendencia en la tolerancia de las gafas, ya que si las lentes no están perfectamente centradas con relación a los ojos del sujeto, producirán un efecto prismático desagradable consistente en una sensación de visión doble.

EL NÚMERO DE ABBE

Ernst Karl Abbe, (1840-1905). Nacido en el Gran Ducado de Saxe-Weimar-Eisenach (en la actualidad, Alemania). Físico y matemático. Fue Catedrático de física en la universidad de Jena, Alemania y director del observatorio astronómico de dicha ciudad.

Sus observaciones se basaron en que el índice de refracción de un medio, variaba en función de la longitud de onda de la luz, lo que ocasionaba una descomposición de la luz blanca en sus diferentes longitudes de onda del espectro visible. A este  fenómeno le denominó “aberración o dispersión cromática de la luz”. Esta dispersión es mayor cuanto mayor sea el índice de refracción. Para valorarla desarrolló una formula que denominó “Número de Abbe”. Cuanto mayor es el resultado obtenido, menor dispersión cromática existirá y viceversa. El número de Abbe de un material transparente es una cantidad adimensional (Númeo que no tiene unidades físicas que lo definan, siendo un número puro) que surge al comparar el índice de refracción del material a distintas frecuencias. El número de Abbe, V, de un material se define como:

(nDnF y nC) Pertenecen a los índices de refracción del material a las longuitudes de onda correspondientes a las líneas de Fraunhofer. Donde D=587,6 nm, F=486,1 nm. y C=656,3 nm. (nm = nanómetro)

Líneas de Fraunhofer: conjunto de líneas espectrales

Los números de Abbe se utilizan para clasificar vidrios y otros tipos de materiales transparentes. Materiales con baja dispersión tendrán un número de Abbe elevado. Así, cuanto mayor sea el número de Abbe, mejor resultará la calidad del material.

La calidad óptica de un lente suele corresponder a valores de V superiores a 40. Valores más bajos, en torno a 20 corresponden a vidrios Flint muy densos, y alrededor de 30 a policarbonatos. Por tipos de vidrio, el vidrio Flint tiene valores de V<50, mientras que para el vidrio Crown es de V>50.

Díagrama de Abbe para la clasificación de los materiales, interpretado por un punto en la gráfica y su correspondiente índice de refracción.

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