El sistema óptico de enfoque de Feynman

• Autores: Castro, José I.; López Dávalos, Arturo R.
• Año de publicación: 2019
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Física-enseñanza de la física; Óptica Geométrica;; Lente Hiperboloidal; Principio de Fermat; Aberraciones; Física-enseñanza de la física
• Institución: Universidad Nacional de Río Negro

Fil: Castro, José I. Universidad Nacional de San Juan; Argentina
Fil: Lopez Davalos, Arturo R. Universidad Nacional de Río Negro; Argentina
We analyze the behavior of an optical focusing system, used by Richard Feynman in his famous physics classes. The system is a biconvex optical lens with symmetry of revolution around an axis, defined by the property that the rays that start from a point source, located in a focus on the axis, converge to an image point on the other side of the lens, so that the light waves on them arrive simultaneously at this last point. This ensures that the waves of a given frequency, traveling according to different paths from one focus to the other through air and glass, complete the same number of cycles when they reach the image point and therefore interfere in phase with each other. In this work we explicitly show that the profile of the Feynman lens must be hyperbolic, a form that for paraxial rays eliminates the spherical aberration (but not the chromatic aberration) of the lens.
Analizamos el comportamiento de un sistema óptico de enfoque, utilizado por Richard Feynman en sus famosas clases de física. El sistema es una lente óptica biconvexa con simetría de revolución en torno a un eje, definida por la propiedad de que los rayos que parten de una fuente puntual, ubicada en un foco sobre el eje, convergen a un punto imagen al otro lado de la lente, de modo que las ondas luminosas sobre ellos llegan simultáneamente a este último punto. Esto asegura que las ondas de una frecuencia dada viajando según diferentes caminos desde un foco al otro a través de aire y vidrio, completan el mismo número de ciclos cuando alcanzan el punto imagen y por lo tanto interfieren en fase entre sí. En este trabajo mostramos explícitamente que el perfil de la lente de Feynman debe ser hiperbólico, forma que para rayos paraxiales elimina la aberración esférica (pero no la aberración cromática) de la lente.