¿Cómo captura la lente los reflejos con claridad?

Suponiendo que la lente es acromática (que su distancia focal es la misma para todas las longitudes de onda), la luz de un punto del objeto a más de una distancia focal de distancia de la lente se enfoca en un punto de imagen en el lado más alejado de la lente, independientemente de qué tipo de la fuente es el punto del objeto, e independientemente de cuál sea la mezcla de colores de la luz de ese punto del objeto.

La ecuación del fabricante de lentes, con el índice de refracción asumido como constante, cubre esa situación.

No importa si la luz se emite desde el punto del objeto o se refleja desde el punto del objeto; y no importa si la luz reflejada desde el punto del objeto proviene de una fuente difusa o de un láser: la luz de un punto se refleja en un punto.

Incluso si la lente no es acromática, la luz de cualquier longitud de onda desde un punto de objeto se enfocará en un solo punto de imagen. Pero en este caso, cada longitud de onda se enfocará en un punto ligeramente diferente, lo que resultará en un ligero desenfoque de color.

Una forma correcta de dibujar rayos desde un objeto puntual que se refleja en un espejo y luego pasar a través de una lente para enfocar una imagen es así:

Una lente actuará sobre un objeto reflejado como si fuera un objeto real en el punto de imagen virtual del espejo.

El punto central de una "imagen", en el sentido de la óptica, es que es una configuración de rayos de luz que son geométricamente idénticos a los liberados (ya sea por emisión o por reflexión de otros rayos) de un objeto real en alguna posición en espacio, y por lo tanto actuarán en todos los sentidos como si realmente vinieran de ese objeto, ya sea que lo hayan hecho o no, y eso incluye también la distancia y el enfoque.

Eso significa que si una lente no está configurada/hecha para enfocar un objeto en la posición del punto de la imagen , la imagen en el espejo será borrosa. Por eso, si tienes ojos miopes, mirarte en un espejo no te ayuda a ver nada con más claridad. Por el contrario, si está así configurado, capturará con la misma claridad mediante el mismo mecanismo: ópticamente, forma una segunda imagen de la primera imagen.

En su diagrama, los rayos individuales no son "lo mismo", pero lo que debe observar es el patrón de los rayos. También es posible que desee, fielmente según las leyes de la reflexión , dibujar algunos otros rayos del objeto que no convergen en un punto. De hecho, los dos rayos que has dibujado (suponiendo que hayas dibujado correctamente) formarán formas geométricamente similares , en particular, los dos "conos" que se forman, el del objeto y el del espejo, son geométricamente similares, lo que significa que tienen la misma forma, es decir, configuración, solo diferentes tamaños, y por lo tanto este último cono cumple con los criterios ya para ser parte de la imagen del objeto, fielmente 100% bueno cierto como debería ser el caso de un espejo ideal.

Puedes probar esto mostrando que los ángulos de los vértices de los dos conos son iguales, lo cual es bastante fácil de hacer a partir de la ley de la reflexión:$\theta_I = \theta_R$. Los ángulos de salida de los dos rayos son los mismos que los de entrada, por lo que su suma, que es el ángulo entre ellos, será la misma, por lo que los conos son similares.

(Por cierto, las "imágenes" en el monitor de su computadora son, de hecho, algo diferentes de las imágenes ópticas formadas por un espejo. En particular, sus rayos de luz, liberados por emisión, son equivalentes a los que provendrían de un hoja plana de papel con una imagen dibujada, en lugar de un objeto tridimensional, razón por la cual su monitor no transmite ninguna información de "profundidad" a sus ojos más allá de la perspectiva ilusoria formada por ángulos de línea/superficie y sombreado interpretado a través de la visión de su cerebro sistema de percepción con su repertorio de señales de profundidad naturales y adquiridas. Liberar rayos de luz que transportan información tridimensional de un objeto almacenado como datos de computadora es un problema bastante desafiante: tecnológicamente, esta aplicación se llama "pantallas volumétricas".y todavía son un área activa de investigación).