Distancia focal de una lente en un medio
Vea cuánto se debilita una lente bajo el agua: una lente de vidrio de 0.1 m e índice 1.5 en agua de índice 1.33 pasa a 0.391176470588235 m, y su potencia baja de 10 a 2.55639097744361 dioptrías. Gratis en su navegador.
- Gratis
- Funciona en su navegador
- Sin registro
- Sus datos no salen de su equipo
Ejecutar — gratis
Ejemplo resuelto
- Distancia focal en aire
- 0,1
- Índice de refracción de la lente
- 1,5
- Índice de refracción del medio
- 1,33
- Distancia focal en aire (m)
- 0,1
- Distancia focal en el medio (m)
- 0,3911764706
- Factor de escala
- 3,9117647059
- Potencia óptica en aire (dpt)
- 10
Una lente no conserva la misma potencia óptica al pasar del aire al agua, al aceite o a otro material transparente. Esta calculadora utiliza la distancia focal medida en aire, el índice de refracción de la lente y el índice del medio circundante para obtener la nueva focal según el modelo de lente delgada. También indica el factor de cambio, la potencia óptica antes y después de la inmersión y si la lente sumergida es convergente o divergente. El cálculo es determinista y resulta útil para comprobaciones de laboratorio, ejercicios y estimaciones iniciales de diseño óptico.
Por qué la inmersión modifica la distancia focal
Una lente curva desvía la luz porque su índice de refracción difiere del material que la rodea. En aire, cuyo índice se aproxima a uno, el vidrio presenta un contraste considerable y genera potencia óptica. En agua o aceite, el contraste disminuye cuando el índice del medio se acerca al del vidrio; las superficies desvían menos los rayos, baja la magnitud de la potencia y aumenta la distancia focal.
La calculadora aplica dos veces la relación del fabricante de lentes, manteniendo constantes las curvaturas, y elimina esas curvaturas desconocidas. Si el índice del medio supera al de la lente, cambia el signo del denominador y una lente convergente en aire puede volverse divergente. Cuando ambos índices coinciden, no hay refracción en las superficies, la potencia es cero y no existe una focal finita; por ello se devuelve un error en vez de un infinito ficticio.
Límites del modelo y aplicaciones prácticas
El cálculo supone una lente delgada con superficies esféricas fijas, aire de índice uno para la focal original y el mismo medio uniforme a ambos lados. Es un resultado paraxial: los rayos permanecen cerca del eje óptico y forman ángulos pequeños. Una lente gruesa puede desplazar sus planos principales, efecto que esta conversión no describe.
Los grupos cementados, objetivos de varios elementos, medios distintos en ambos lados, óptica de índice gradual y superficies muy asféricas requieren un modelo completo o trazado de rayos. La dispersión también impide trasladar sin más a otra longitud de onda un resultado basado en un par de índices concreto. Dentro de esos límites, la fórmula sirve para prever una lente en una celda líquida, estimar un elemento de cámara submarina, preparar demostraciones de inmersión o comprobar cómo un encapsulante debilita un colimador LED.
También ofrece una comprobación transparente antes de simular en detalle. Es especialmente práctica cuando un catálogo aporta la focal y el índice del vidrio, pero no la prescripción completa de la lente.
Qué puede hacer con ella
Planificar un experimento con celda líquida
Estime dónde enfocará una lente simple de vidrio sumergida en agua o aceite de índice antes de montar el banco óptico.
Comprobar óptica submarina
Prediga el cambio de focal y potencia de una lente simple situada dentro de un medio circundante uniforme.
Evaluar el efecto del encapsulado
Estime cómo una resina transparente modifica la potencia de una lente usada con un LED, sensor o detector.
Preguntas frecuentes
¿Qué unidades debo usar para la distancia focal?
Introduzca la focal en aire en metros. Las focales resultantes se expresan en metros y las potencias ópticas en dioptrías.
¿Qué ocurre si la lente y el medio tienen el mismo índice?
Las superficies carecen de potencia refractiva y no existe una focal finita.
¿Puede una lente convergente volverse divergente al sumergirla?
Sí. Si el medio tiene un índice superior al material de la lente, se invierte el contraste relativo y puede cambiar el signo de la potencia.
¿Sirve para lentes gruesas o compuestas?
Es una aproximación para una lente delgada en un medio uniforme. Los sistemas gruesos o multielemento requieren análisis de planos principales o trazado de rayos.
¿Qué indica el factor de escala del resultado?
Indica por cuánto se multiplicó la distancia focal, con su signo, al sumergir la lente. Un factor mayor que uno significa una focal más larga, y uno negativo, que la lente pasó de convergente a divergente o al revés.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/optics/lens-focal-length-in-medium \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"focal_length_air":0.1,"lens_refractive_index":1.5,"medium_refractive_index":1.33}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/optics/lens-focal-length-in-medium", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"focal_length_air": 0.1,
"lens_refractive_index": 1.5,
"medium_refractive_index": 1.33
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/optics/lens-focal-length-in-medium",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"focal_length_air": 0.1,
"lens_refractive_index": 1.5,
"medium_refractive_index": 1.33
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/optics/lens-focal-length-in-medium", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"focal_length_air":0.1,"lens_refractive_index":1.5,"medium_refractive_index":1.33}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"focal_length_air":0.1,"lens_refractive_index":1.5,"medium_refractive_index":1.33}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/optics/lens-focal-length-in-medium", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"focal_length_air": 0.1,
"lens_refractive_index": 1.5,
"medium_refractive_index": 1.33
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "optics.lens_focal_length_in_medium",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Por qué la inmersión modifica la distancia focal
Así obtiene f_medium = f_air multiplicado por (n_lens - 1) y dividido por (n_lens / n_medium - 1).
Cómo introducir los datos e interpretar el resultado
El índice varía con la longitud de onda y, en menor medida, con las condiciones ambientales, por lo que conviene usar datos coherentes cuando se requiera precisión. Un factor mayor que uno multiplica la focal con signo por esa cantidad; un factor negativo señala que se invierte el sentido de la potencia. Los valores deben ser finitos, la focal en aire no puede ser cero y los índices deben ser positivos. El índice de la lente tampoco puede ser uno ni coincidir con el del medio. Introduzca focal_length_air en metros: use un valor positivo para una lente convergente y negativo para una divergente. Indique después lens_refractive_index y medium_refractive_index, ambos adimensionales y correspondientes a la longitud de onda y temperatura de interés. La respuesta incluye focal_length_medium_m y scale_factor. Las potencias ópticas se expresan en dioptrías, equivalentes a metros inversos, y behavior_in_medium indica convergencia o divergencia. Cada cálculo correcto procesa un elemento y cuesta $0.002 mediante la API.
Preguntas técnicas
¿Qué fórmula utiliza la calculadora?
Utiliza f_medium = f_air × (n_lens − 1) / (n_lens / n_medium − 1), derivada de la ecuación de lente delgada con curvaturas constantes.
¿Cuánto cuesta un cálculo mediante la API?
Cada cálculo correcto procesa un elemento y cuesta $0.002.