Un reloj de lente es un indicador de cuadrante mecánico que se utiliza para medir la potencia dióptrica de una lente . Es una versión especializada de un esferómetro . Un reloj de lente mide la curvatura de una superficie, pero da el resultado como una potencia óptica en dioptrías , asumiendo que la lente está hecha de un material con un índice de refracción particular .
Cómo funciona
El reloj de la lente tiene tres sondas puntiagudas que hacen contacto con la superficie de la lente. Las dos sondas exteriores se fijan mientras que la central se mueve, retrayéndose cuando el instrumento se presiona sobre la superficie de la lente. A medida que la sonda se retrae, la manecilla de la esfera gira en una cantidad proporcional a la distancia.
La potencia óptica de la superficie está dada por
dónde es el índice de refracción del vidrio, es la distancia vertical ( sagitta ) entre las sondas central y exterior, yes la separación horizontal de las sondas exteriores. Calcularen dioptrías , ambos y debe especificarse en metros .
Un reloj de lente típico está calibrado para mostrar la potencia de una superficie de vidrio de corona , con un índice de refracción de 1,523. Si la lente está hecha de algún otro material, la lectura debe ajustarse para corregir la diferencia en el índice de refracción.
Midiendo ambos lados de la lente y sumando las potencias de la superficie, se obtiene la potencia óptica aproximada de toda la lente. (Esta aproximación se basa en la suposición de que la lente es relativamente delgada ).
Radio de curvatura
El radio de curvatura de la superficie se puede obtener a partir de la potencia óptica proporcionada por el reloj de la lente utilizando la fórmula
dónde es el índice de refracción para el que se calibra el reloj de la lente , independientemente del índice real de la lente que se está midiendo. Si la lente está hecha de vidrio con algún otro índice, la verdadera potencia óptica de la superficie se puede obtener utilizando
Ejemplo: corrección del índice de refracción
Una lente bicóncava hecha de vidrio de sílex con un índice de 1.7 se mide con un reloj de lente calibrado para vidrio de corona con un índice de 1.523. Para esta lente en particular, el reloj de la lente da potencias de superficie de −3.0 y −7.0 dioptrías (dpt). Debido a que el reloj está calibrado para un índice de refracción diferente, la potencia óptica de la lente no es la suma de las potencias superficiales dadas por el reloj. En cambio, la potencia óptica de la lente se obtiene de la siguiente manera:
Primero, se obtienen los radios de curvatura:
A continuación, se obtienen las potencias ópticas de cada superficie:
Finalmente, si la lente es delgada, se pueden sumar las potencias de cada superficie para obtener la potencia óptica aproximada de toda la lente: −13,4 dioptrías. La potencia real, según la lectura de un vertómetro o un lensómetro , puede diferir hasta en 0,1 dioptrías.
Estimación de espesor
También se puede utilizar un reloj de lente para estimar el grosor de objetos delgados, como una lente de contacto dura o permeable a los gases . Idealmente, se usaría un medidor de espesor de cuadrante de lentes de contacto para esto, pero se puede usar un reloj de lente si no se dispone de un medidor de espesor de cuadrante. Para hacer esto, la lente de contacto se coloca con el lado cóncavo hacia arriba sobre una mesa u otra superficie dura. A continuación, se baja el reloj de la lente de manera que la punta central haga contacto con la lente lo más cerca posible de su centro, y las puntas exteriores descansen sobre la mesa. El grosor de la lente es entonces el sagitta. en la fórmula anterior, y se puede calcular a partir de la lectura de potencia óptica, si se conoce la distancia entre las puntas exteriores.
Ver también
Referencias
- Heath, Robert S. (1887). Tratado de Óptica Geométrica . Prensa de la Universidad de Cambridge.
Heath Tratado de Óptica Geométrica.
- Hall, MB (1975). El papel de la Royal Society en la difusión de información en el siglo XVII . Notas y registros de la Royal Society of London. Royal Society de Londres.
- Hall, MB (1991). Promoción del aprendizaje experimental: Experimento y la Royal Society 1660-1727 . Cambridge, Inglaterra: Cambridge University Press.
- Heilbron, JL (1983). Física en la Royal Society durante la presidencia de Newton . Los Ángeles: Biblioteca en memoria de William Andrews Clark.
- Thomas, T. (1812). Historia de la Royal Society desde su institución hasta finales del siglo XVIII . Londres: The Royal Society.
- Sepper, Dennis L. (1994). Escritos ópticos de Newton: un estudio guiado . New Brunswick, Nueva Jersey: Rutger's University Press.