Ecuación del fabricante de lentes
Obtenga la distancia focal de una lente delgada a partir de su material, el medio que la rodea y sus dos caras curvas: una lente de índice 1,5 en aire con radios de 0,1 y -0,1 m enfoca a 0,1 m. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- N de la lente
- 1,5
- N del medio
- 1
- R1
- 0,1
- R2
- -0,1
- Distancia focal
- 0,1
La ecuación del fabricante de lentes obtiene la distancia focal de una lente delgada a partir del índice de refracción del material, del índice del medio circundante y de los dos radios de curvatura. Esta capacidad evalúa esa forma cerrada y devuelve la distancia focal en la misma unidad de longitud que los radios. Úsela para comprobar deberes, diseñar laboratorio y cualquier flujo que necesite una distancia focal de lente delgada transparente sin abrir un trazador de rayos.
Qué dice la ecuación del fabricante de lentes
Una lente delgada desvía la luz en sus dos caras curvas, y cada cara aporta parte de la potencia óptica. La ecuación del fabricante de lentes las suma: uno entre la distancia focal es igual al índice de la lente dividido entre el del medio, menos uno, multiplicado por uno entre el primer radio menos uno entre el segundo. La distancia focal es la inversa de esa potencia y sale en la misma unidad de longitud que usted empleó para los radios: radios en metros dan metros. Es el modelo de primer orden que se enseña en óptica básica y sirve para comprobar ejercicios, preparar un montaje de laboratorio o dimensionar al principio una cámara, una lupa o un objetivo de inmersión.
Errores que dan una distancia focal equivocada
El más frecuente es el signo de los radios. Con la luz viajando de izquierda a derecha, un radio es positivo cuando su centro de curvatura queda a la derecha de la superficie, de modo que una lente biconvexa tiene el segundo radio negativo. El segundo es olvidar el medio: el mismo vidrio enfoca con menos fuerza en agua o en aceite que en aire. Un radio exactamente igual a cero no se admite, porque la ecuación divide entre él. Por último, el modelo supone una lente delgada frente a sus radios y con caras esféricas; las lentes gruesas, las asféricas y los objetivos de varios elementos requieren un modelado más detallado.
Qué puede hacer con ella
Potencia de singlete en aire o en un fluido
Estime la potencia convergente o divergente de un singlete de vidrio o plástico en aire, agua o aceite durante el dimensionado temprano de cámaras, lupas u objetivos de inmersión.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se rechaza un radio de superficie igual a cero?
Envíe un radio finito distinto de cero con el convenio de signos cartesiano.
¿Maneja esto lentes gruesas o sistemas de varios elementos?
No. Esta capacidad devuelve solo la forma cerrada estándar de lente delgada. Las lentes gruesas necesitan el grosor central y una fórmula más completa; los sistemas de varios elementos necesitan trazado de rayos o prescripciones del fabricante.
¿Qué signo debe llevar cada radio de la lente?
Se usa el convenio cartesiano, con la luz viajando de izquierda a derecha: un radio es positivo cuando su centro de curvatura queda a la derecha de la superficie. Por eso una lente biconvexa típica tiene el primer radio positivo y el segundo negativo.
¿Qué índice de refracción pongo para vidrio, acrílico o agua?
El vidrio crown ronda 1,52 y el acrílico 1,49. Para el medio que rodea la lente, el aire y el vacío valen 1 y el agua alrededor de 1,333. El índice de la lente debe ser distinto del índice del medio.
¿Por qué una lente pierde potencia dentro del agua?
Porque la ecuación usa el cociente entre el índice de la lente y el del medio. El agua, con cerca de 1,333, está más próxima al vidrio que el aire, así que el cociente baja, la potencia disminuye y la distancia focal se alarga.
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/phys/lensmakers-equation \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"n_lens":1.5,"n_medium":1,"r1":0.1,"r2":-0.1}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/lensmakers-equation", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"n_lens": 1.5,
"n_medium": 1,
"r1": 0.1,
"r2": -0.1
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/lensmakers-equation",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"n_lens": 1.5,
"n_medium": 1,
"r1": 0.1,
"r2": -0.1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/lensmakers-equation", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"n_lens":1.5,"n_medium":1,"r1":0.1,"r2":-0.1}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"n_lens":1.5,"n_medium":1,"r1":0.1,"r2":-0.1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/lensmakers-equation", 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
{
"n_lens": 1.5,
"n_medium": 1,
"r1": 0.1,
"r2": -0.1
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.lensmakers_equation",
"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
Cuando el mismo singlete está en agua, aceite u otro medio, ese uno se sustituye por el cociente de los dos índices: uno sobre f igual a n_lens entre n_medium menos uno, por la misma diferencia de curvaturas. Un radio de superficie exactamente cero dividiría entre cero y se rechaza con invalid_input.
Qué supone la ecuación del fabricante de lentes y cuándo se aplica
La distancia focal es el recíproco de esa potencia. Los radios siguen el convenio de signos cartesiano con la luz de izquierda a derecha: un radio es positivo cuando el centro de curvatura queda a la derecha de la superficie. Las lentes gruesas reales necesitan el término extra de grosor central; las asferas, el vidrio de índice gradiente y los objetivos de varios elementos necesitan trazado de rayos. Esta herramienta devuelve solo la distancia focal ideal de lente delgada para que pueda comprobar problemas de manual, sembrar un diseño o documentar una línea base antes del modelado detallado. La ecuación del fabricante de lentes para lente delgada es el modelo de primer orden que se enseña en óptica introductoria: el grosor es despreciable frente a los radios y a las distancias objeto e imagen, ambas caras son esféricas y el medio circundante es homogéneo con índice n_medium. Bajo esos supuestos, las potencias ópticas de las dos superficies se suman y la potencia combinada en el medio es n_lens entre n_medium menos uno, por la diferencia de las curvaturas. En agua n_medium es unos 1.333, de modo que un singlete de vidrio fuerte en aire se debilita porque el contraste de índices se reduce. Un radio de superficie cero no se acepta aquí como cara plana: la fórmula dividiría entre cero, así que la capacidad falla con invalid_input en lugar de inventar un radio infinito.
Contrato de entrada, forma de la respuesta y comportamiento de error
Ambos índices de refracción deben ser estrictamente positivos. Convierta milímetros a metros antes de llamar si sus planos usan milímetros; mezclar unidades produce un número bien formado que es incorrecto para la geometría que usted pretendía. Cada campo puede llegar como número JSON o como cadena numérica. Campos ausentes, cadenas vacías y valores no finitos fallan con invalid_input nombrando el campo, y esos fallos no se facturan. Índices iguales n_lens igual a n_medium producen potencia óptica nula y una distancia focal indefinida, así que ese caso también es invalid_input. Si la petición es correcta, el cuerpo repite las cuatro entradas, informa focal_length en la misma unidad de longitud que los radios e incluye una cadena formula para los registros de auditoría. El precio de una llamada analítica correcta es una tarifa plana de $0.002 por ítem.
Dónde resulta útil una API de distancia focal de lente delgada
Los equipos de producto que dimensionan lupas sencillas, colimadores LED o conceptos de singlete para cámara de teléfono necesitan una estimación de potencia transparente antes de abrir un paquete completo de diseño óptico, sobre todo cuando el singlete irá detrás de una ventana o en un fluido y no en aire. Los grupos de instrumentación comparan las distancias focales medidas con la predicción de lente delgada para detectar un tipo de vidrio equivocado, un orden de superficies invertido o un montaje que ya no es delgado. Una validación fallida no consume saldo. Mantenga radios de centímetros de aula dentro de magnitudes SI ordinarias, fije la distancia focal redondeada en las pruebas y obtendrá óptica de primer orden reproducible para deberes, complementos LMS y workers de borde sin montar un trazador de rayos propio. Los cursos de física e ingeniería usan la calculadora para verificar deberes y la preparación de laboratorio: el alumnado elige vidrio crown cerca de n_lens 1.5, elige aire o agua como medio, escoge radios biconvexos simétricos y confirma que f coincide con el valor esperado antes de tallar o medir en un banco óptico. La imagen subacuática, los objetivos de microscopio de inmersión en aceite y los baños de igualación de índice son los casos en los que n_medium no es uno y la fórmula solo de aire mentiría; enviar el índice circundante verdadero es el sentido de esta ficha. Como cada llamada correcta es un único ítem analítico a $0.002, los guiones pueden barrer familias de radios o tablas de índices sin suscripción ni coste de modelo. Prefiera este endpoint cuando quiera una forma cerrada estable y revisable con un medio circundante explícito, no un resolutor de lente gruesa, no trazado de rayos de varios elementos y no dispersión dependiente de la longitud de onda, que requieren grosor, espaciado y catálogo de vidrios más allá de este contrato.
Casos de integración
Distancia focal esperada en deberes y laboratorio
Calcule la f ideal de lente delgada a partir de n_lens, n_medium, R1 y R2 antes de que el alumnado mida la distancia focal en un banco óptico y reporte el error porcentual.
Barridos de parámetros en guiones de diseño
Llame a la API por lotes sobre pares de radios y tablas de índices para construir gráficos de distancia focal sin hojas de cálculo ni calculadoras de escritorio opacas.
Preguntas técnicas
¿Qué fórmula usa la calculadora de la ecuación del fabricante de lentes?
La forma generalizada de lente delgada 1/f = (n_lens/n_medium − 1)(1/R1 − 1/R2). Cuando n_medium vale uno, es la fórmula familiar en aire. La respuesta informa focal_length en la misma unidad de longitud que los radios.
¿Qué convenio de signos usan R1 y R2?
El convenio cartesiano con la luz de izquierda a derecha: un radio es positivo cuando el centro de curvatura queda a la derecha de la superficie. Una lente biconvexa típica tiene R1 > 0 y R2 < 0.
¿Cuánto cuesta cada llamada a la API?
$0.002 por cada solicitud correcta. La herramienta del navegador de arriba se ejecuta gratis de forma local; la API descuenta de su saldo prepago de KIT solo cuando la tarea termina bien.