sábado, 9 de abril de 2016

Apuntes de óptica

Instrumentos de proyección
 Introducción a los instrumentos de proyección
Los instrumentos de proyección están diseñados para formar la imagen de un objeto sobre un plano de referencia. Normalmente están constituidos por un sistema convergente, de manera que se obtiene una imagen real a partir de un objeto también real. La física asociada a este problema puede ser explicada a partir de la fórmula de formación de imagen:
\begin{displaymath} -\frac{1}{s} + \frac{1}{s'}=\frac{1}{f'} \vspace{5mm} \end{displaymath} ,(1.13)
donde $s$ y $s' $ son las distancias entre el sistema óptico y el objeto y el sistema óptico y la imagen, respectivamente; $f'$ es la distancia focal del sistema. El aumento geométrico $\beta'$ es la relación entre distancias $s' $ y $s$:
\begin{displaymath} \beta'=\frac{s'}{s} \vspace{5mm} \end{displaymath} .(1.14)
El aumento es negativo en los sistemas proyectores (es decir, la imagen obtenida está invertida). Si $\vert\beta'\vert <1$, la imagen es más pequeña que el objeto mientras que si $\vert\beta'\vert > 1$ la imagen es más grande que el objeto. Por ejemplo, habitualmente las cámaras fotográficas proyectan un objeto en una imagen que debe tener las dimensiones del negativo fotográfico. Esto corresponde al caso $\vert\beta'\vert <1$. A diferencia de esto, en un proyector de diapositivas lo que interesa es ver la imagen ampliada de una diapositiva sobre una pantalla, y por lo tanto $\vert\beta'\vert > 1$.
1.2.2 El ojo humano
El estudio del ojo humano desde el punto de vista de los instrumentos ópticos tiene un interés doble. Por una parte, se trata de un instrumento de proyección. Por otro lado, el diseño de algunos aparatos, como los telescopios y los microscopios, debe realizarse teniendo en cuenta el funcionamiento del ojo. Destaquemos sus partes más importantes (véase la figura 1.23):
Figura 1.23:Esquema del ojo humano
\includegraphics[width=\textwidth]{ullesque.eps}
  • El cristalino. Es una lente convergente de focal variable. La distancia $s' $ está fijada, mientras que el ojo enfoca a diferentes distancias (recuérdese que se tiene que verificar la ley de las lentes, $-\frac{1}{s}+\frac{1}{s' }=\frac{1}{f'}$). Este fenómeno se denomina acomodación; una persona puede ver nítidamente desde el infinito hasta un punto próximo situado, por término medio, a 25 cm del ojo.
  • La retina y la fóvea. La retina es la parte del ojo donde se forma la imagen. La retina está llena de células nerviosas sensibles a la luz que envían la información de la señal luminosa hacia el cerebro. La zona de la retina donde la imagen se forma con mayor nitidez se denomina fóvea.
  • El iris. Se comporta como un diafragma. Se cierra cuando hay un exceso de luz y se abre cuando las condiciones de luz son deficientes.
  • Un ojo miope es aquel que enfoca la imagen del infinito en un plano situado antes de la retina. Este defecto visual se corrige con el uso de lentes divergentes. Si la imagen del infinito se forma detrás de la retina, el ojo es hipermétrope. Para corregir este defecto se utilizan lentes convergentes.
1.2.3 La cámara fotográfica
Figura 1.24:Esquema de la cámara fotográfica
\includegraphics[width=\textwidth]{camara.eps}
Desde el punto de vista óptico, la cámara fotográfica es muy parecido al ojo. Consiste en un sistema móvil de lentes convergentes (objetivo). En el plano donde se forma la imagen se coloca la película. La posición de este plano está fijada. La cámara enfoca un objeto situado a una cierta distancia $s$ del mismo; modificando la posición de la lente, se modifica la distancia $s' $, de forma que se verifique la ley de formación de imágenes. $-\frac{1}{s}+\frac{1}{s' }=\frac{1}{f'}$, haciendo coincidir el plano de formación de imagen con la posición del plano que contiene la película. El objetivo incorpora un diafragma (pupila de entrada) que regula la cantidad de luz que penetra en el sistema. El máximo ángulo de campo $\omega$ que puede entrar en el sistema está condicionado por las dimensiones del negativo (24 x 36 mm para película estándar) y por la distancia objetivo-película. La apertura relativa se define como el cociente entre el diámetro de la pupila de entrada y la focal del sistema, y es una medida de la cantidad de luz que llega a la película. Por otra parte, se define el número de diafragma $N$como el valor inverso de la apertura relativa $N=f'/\phi_{PE}$. Los valores de N están estandardizados (2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22). Estos valores siguen una progresión geométrica de razón $\sqrt{2}$. De esta manera, al aumentar N en un valor, la cantidad de luz se reduce a la mitad. En condiciones paraxiales, la imagen de un punto es un punto. Sin embargo, la película fotográfica está constituida de tal modo que, al incidir luz sobre un punto de la misma, se registra en el negativo una mancha de dimensiones finitas. Esta zona se denomina grano de la película. Las películas más sensibles (es decir, aquellas que necesitan menos luz para grabar una escena) presentan menos definición (el tamaño del grano es más grande). Por otra parte, las películas de más definición requieren buenas condiciones de luz por trabajar adecuadamente. El hecho que las películas presenten una resolución limitada se traduce en los fenómenos de la profundidad de foco y la profundidad de campo.
Figura 1.25:Concepto de profundidad de foco
\includegraphics[width=\textwidth]{camaraf.eps}

Un objeto situado a distancia $s$delante de una lente de focal $f'$ forma su imagen a distancia $s' $. Sea $2r$ el diámetro del grano de la película, supuesto circular. Según resulta de la figura 1.25, el plano de la película podría estar situar en cualquier sitio dentro la zona de imágenes enfocadas ($2 \Delta z'$). Si enfocamos un objeto al infinito, se verifica $\Delta z' = 2rN$. Por lo tanto, cuando más cerrado esté el objetivo ($N$ más grande), más aumentará la profundidad de foco. Este concepto puede ser trasladado al espacio objeto: al fijar la distancia $s$ moviendo el objetivo aseguramos que en el plano a distancia $s' $ de la lente se forma imagen siguiendo la fórmula de las lentes. Ahora bien, todos los planos en un entorno del plano que se encuentra a distancia $s$ de la lente también quedarán enfocados a consecuencia de las dimensiones finitas del grano de la película. Este fenómeno se denomina profundidad de campo.
1.2.4 Objetivos fotográficos
De la figura 1.24 se deduce que el ángulo máximo de campo con el que puede penetrar la luz en la cámara fotográfica está condicionado por el tamaño de la película fotográfica y por la distancia imagen $s' $lente-película. Si interesa fotografiar áreas muy extensas, interesa que el ángulo de campo máximo sea muy grande. Para que pase esto, la distancia focal del objetivo tiene que ser pequeña. Estos dispositivos se denominangran angulares, trabajan con ángulos grandes, y por lo tanto, han de estar muy bien corregidos de aberraciones (distorsión, coma, astigmatismo). Por otra parte, si fotografiamos con detalle un objeto lejano, el ángulo máximo de campo es pequeño. Esto implica que la distancia focal del objetivo tiene que ser grande por poder resolver el objeto. Existen problemas prácticos para utilizar lentes de focales muy grandes. Por ejemplo, utilizar una lente de 500 mm supone que entre la lente del objetivo y el negativo debe haber una distancia del orden de 50 cm.
Figura 1.26:Sistema teleobjetivo. Trazado de rayos y posición del plano principal y focal
\includegraphics[width=\textwidth]{Teleobj.eps}
Para construir sistemas compactos, se utilizan los teleobjetivos. que consisten en una lente convergente y una divergente separadas una distancia $e$. A partir del trazado de rayos, tal y como se indica en la figura 1.26, se puede ver que el plano principal imagen se aleja y la distancia focal se hace grande. Esto se consigue, con dimensiones razonables de la cámara. Recuérdese que la focal conjunta de un sistema de dos lentes se calcula a partir de la relación
\begin{displaymath} f'=\frac{f'_1 f'_2}{f'_1+f'_2 -e} \vspace{5mm} \end{displaymath} .(1.15)
Por lo tanto, con dos lentes, una convergente y el otra divergente, se puede obtener todo un rango de focales modificando la distancia $e$. El zoomes un teleobjetivo especial donde la distancia $e$ es ajustable por el usuario. De este modo se consigue una variación continua de la focal, y en consecuencia, el fotógrafo puede encuadrar la escena de la forma más adecuada.
1.2.5 Sistemas de iluminación de proyectores
Los proyectores constan de un objetivo (sistema de lentes convergente), que proyecta una transparencia sobre una pantalla. Normalmente interesa que el aumento lateral sea grande. El problema en los proyectores es conseguir que la transparencia esté uniformemente iluminada.
Figura 1.27:Sistema de iluminación crítica
\includegraphics[width=12cm]{36_20.eps}

Una posibilidad consiste en utilizar una bombilla y, mediante una lente denominada condensador, proyectar el filamento de la bombilla sobre la transparencia. En este sistema de iluminación, denominado iluminación crítica, el filamento aparece sobre la pantalla, la iluminación es poco uniforme y las zonas de la transparencia que son iluminadas directamente por la bombilla pueden deteriorarse como consecuencia de la temperatura.
Figura 1.28:Sistema de iluminación Köhler
\includegraphics[width=12cm]{36_19.eps}


El sistema de iluminación Köhler consiste en formar la imagen del filamento sobre el objetivo con la ayuda de la lente condensadora. La transparencia se coloca junto al condensador. Así, el filamento no se proyecta sobre la pantalla y la transparencia recibe una luz más uniforme. 


Los instrumentos ópticos son una aplicación de los espejos y las lentes a la formación de imágenes más grandes, más pequeñas, más próximas o más alejadas de un objeto.
Imagen 4. Anton Lefterov. Creative commons. 
Los instrumentos ópticos se clasifican de acuerdo con la imagen producida, según sea real o virtual.
Los instrumentos que forman imágenes reales se denominan objetivos y no necesitan del ojo humano para observar la imagen del objeto. Los instrumentos de este tipo más importantes son instrumentos de proyección, como la cámara fotográfica o los diversos proyectores de cine, de diapositivas, de vídeo, el retroproyector o el episcopio.
Los instrumentos que forman imágenes virtuales se denominan subjetivos y necesitan del ojo humano para observar la imagen del objeto. El ojo puede sustituirse por una cámara fotográfica o de grabación. Los instrumentos de este tipo más importantes son instrumentos de observación, como la lupa, el microscopio o el telescopio.
Imagen 5. Robert Wagner. Creative commons. 
El ojo se puede considerar como un instrumento óptico que produce una imagen real sobre la retina.
Existen una gran cantidad de instrumentos de medida que utilizan combinaciones de lentes y espejos, como los telémetros, goniómetros, teodolitos y otros instrumentos de metrología.
El aumento de los instrumentos ópticos que forman imágenes reales viene dado por la relación entre el tamaño de la imagen y la del objeto, pero en los que forman imágenes virtuales se da como la relación entre el tamaño de las imagenes formadas en la retina con instrumento óptico y sin instrumento óptico.
La cámara fotográfica
Imagen 6. Lukeas09. Dominio público. 

Una cámara fotográfica es un instrumento constituido por:
  • Una lente convergente, el objetivo, alojada en una caja opaca a la luz (cámara oscura).
  • Un sistema de apertura variable, el diafragma y el obturador.
  • Una placa o película sensible.

Al abrir el obturador, la luz procedente de un objeto situado en el infinito, forma una imagen, real e invertida, en la película situada en el plano focal de la lente. Si el objeto está más cerca hay que conseguir que la imagen se forme en la película, para lo que hay que aumentar la distancia entre la película y el objetivo. Se dice que hay que enfocar. Observa esta animación para ver el "Mise au point" (enfoque).

Imagen 7. Josémanuel. Creative commons. 
El precedente de la cámara fotográfica está en la cámara oscura que se desarrolló a partir de las aportaciones de Alhazen y que fue utilizada, a partir del siglo XV, como instrumento de dibujo, provista de un objetivo montado en una caja portátil.
En el siglo XIX, al descubrirse los compuestos fotosensibles, se construyeron las primeras cámaras oscuras capaces de obtener imágenes sin dibujarlas, que pasaron a llamarse cámaras fotográficas.
Actualmente, la placa o película sensible se sustituye por un sensor electrónico que captura la imagen y la almacena en una memoria digital.

Instrumentos opticos

Los Lentes: Los lentes son superficies de radios de curvatura pequeños tienen distancias focales cortas. Una lente con dos superficies convexas siempre refractará los rayos paralelos al eje óptico de forma que converjan en un foco situado en el lado de la lente opuesto al objeto. Una superficie de lente cóncava desvía los rayos incidentes paralelos al eje de forma divergente; a no ser que la segunda superficie sea convexa y tenga una curvatura mayor que la primera, los rayos divergen al salir de la lente, y parecen provenir de un punto situado en el mismo lado de la lente que el objeto. Estas lentes sólo forman imágenes virtuales, reducidas y no invertidas.
Camara fotografica: Una cámara fotográfica o cámara de fotos es un dispositivo utilizado para capturar imágenes o fotografías. Es un mecanismo antiguo para proyectar imágenes en el objeto, en el que una habitación entera desempeñaba las mismas funciones que una cámara fotográfica actual por dentro, con la diferencia que en aquella época no había posibilidad de guardar la imagen a menos que ésta se trazara manualmente. Las cámaras actuales pueden ser sensibles al espectro visible o a otras porciones del espectro electromagnético y su uso principal es capturar la imagen que se encuentra en el campo visual.
.El ojo humano: El ojo es un órgano que detecta la luz y es la base del sentido de la vista. Se compone de un sistema sensible a los cambios de luz, capaz de transformar éstos en impulsos eléctricos.
El ojo humano funciona de forma muy similar al de la mayoría de los vertebrados y algunos moluscos; posee una lente llamada cristalino que es ajustable según la distancia, un diafragma que se llama pupila cuyo diámetro está regulado por el iris y un tejido sensible a la luz que es la retina. La luz penetra a través de la pupila, atraviesa el cristalino y se proyecta sobre la retina, donde se transforma gracias a unas células llamadas fotorreceptoras en impulsos nerviosos que son trasladados a través del nervio óptico al cerebro.
La Lupa:Una lupa es un instrumento óptico cuya parte principal es una lente convergente que se emplea para obtener una visión ampliada de un objeto. Montada en un soporte, generalmente circular, que dependiendo de su diseño y del uso específico en cierta aplicación, puede o no tener un mango para facilitar su manejo o estar montada en un soporte. Las aplicaciones más comunes son para leer textos con letra muy pequeña, o para ver en detalle alguna particularidad de un determinado objeto.
Consta de una lente convergente de corta distancia focal, que desvía la luz incidente de modo que se forma una imagen virtual ampliada del objeto por detrás de una . La imagen se llama virtual porque los rayos que parecen venir de una base parecieran pasar realmente por la lupa. Una imagen virtual no se puede proyectar en una pantalla al igual que se observa, por ejemplo, en una superficie plana pulida.

El Microscopio: Un microscopio óptico es un microscopio basado en lentes ópticos. También se le conoce como microscopio de luz, (que utiliza luz o “fotones”) omicroscopio de campo claro. El desarrollo de este aparato suele asociarse con los trabajos de Anton van Leeuwenhoek. Los microscopios de Leeuwenhoek constaban de una única lente pequeña y convexa, montada sobre una plancha, con un mecanismo para sujetar el material que se iba a examinar (la muestra o espécimen). Este uso de una única lente convexa se conoce como microscopio simple, en el que se incluye la lupa, entre otros aparatos ópticos.
El Telescopio: Conocido hasta entonces como la lente espía, el nombre “telescopio” fue propuesto por el matemático griego Giovanni Demisiani el 14 de abril de 1611, durante una cena en Roma en honor de Galileo, una reunión en la que los asistentes pudieron observar las lunas de Júpiter por medio del aparato que el célebre astrónomo había traído consigo.
Existen varios tipos de telescopio: refractores, que utilizan lentes; reflectores, que tienen un espejo cóncavo en lugar de la lente del objetivo, y catadióptricos, que poseen un espejo cóncavo y una lente correctora que sostiene además un espejo secundario. El telescopio reflector fue inventado por Isaac Newton en 1688 y constituyó un importante avance sobre los telescopios de su época al corregir fácilmente la aberración cromática característica de los telescopios refractores.

Aparatos ópticos

Antiguos microscopios
Por tales se entienden aquellos instrumentos fundados en las propiedades de espejos, prismas y lentes que utiliza el hombre para lograr la visión de objetos muy pequeños o muy alejados en condiciones favorables.

Cámara oscura

Modelo del funcionamiento de una cámara oscura
La cámara oscura es una caja cerrada con un orificio pequeño en una de sus paredes para la entrada de los rayos luminosos (rectos); éstos forman en la pared situada frente al orificio una imagen real invertida de cualquier objeto situado en el exterior delante del orificio. El tamaño de la imagen crece con la distancia entre el orificio y la pared constituida por un vidrio esmerilado (papel de china), donde se forma la imagen. Disminuyendo el diámetro del orificio, la imagen gana en nitidez lo que pierde en luminosidad.

Cámara fotográfica

Es la que consiste esencialmente en una cámara oscura de dimensiones determinadas o bien puede tener un fuelle para alargar o acortar su longitud, en la parte anterior lleva un orificio provisto de una lente convergente, llamada objetivo. En la parte posterior tiene un vidrio esmerilado frente al cual se coloca la placa sensible, recubierta por una capa de bromuro de plata, esta placa es la que va a recibir la imagen cuando entren los rayos de luz a la cámara obscura. Junto a la lente está una laminita que permite la entrada de mayor a menor cantidad de luz, haciendo más grande o más pequeña la abertura por donde ésta pasa, es el diafragma. Además hay otra lámina que abre y cierra la entrada de luz a la cámara, es el obturador.

Cámara cinematográfica

Para impresionar las películas se usa la cámara cinematográfica que no es más que una cámara fotográfica, con la diferencia de que tiene un rollo de película que va pasando rápidamente ante el objetivo, impresionando de 22 a 25 fotografías por segundo, esta película va enrollándose en el mismo aparato, para ser luego revelada y fijada.

Anteojo de Galileo

Anteojo de Galileo
Este aparato se usa para observaciones a distancia, en él se dispone un ocular constituido por una lente divergente y un objetivo que es una lente convergente, este aparato no da aumentos muy grandes, pero son prácticos por su pequeño tamaño.

Anteojo astronómico

Telescopio astronómico
Este aparato, empleado en la observación de los cuerpos celestes consta de dos lentes convergentes: un objetivo y un ocular. El objetivo brinda una imagen real e invertida y mediante el ocular el observador ve una imagen virtual del mismo sentido, es decir invertida respecto al objeto.
La distancia entre el objetivo y el ocular debe ser igual a la suma de sus respectivas distancias focales.

Telescopios

Telescopio
El anteojo astronómico es un telescopio ya que amplifica las imágenes de los cuerpos celestes. Estos se llaman telescopios de refracción, porque las estrellas se ven directamente a través de las lentes que refractan la luz. El moderno telescopio de reflexión un enorme espejo cóncavo el cual recoge la luz de las estrellas y las refleja, concentrando los rayos en un espejo plano, donde son observadas a través de lentes convergentes.

Prismáticos

Es otro tipo de anteojo terrestre con el cual se logra la imagen no invertida, al aplicar dos prismas de reflexión total, en la figura se observa la marcha de los rayos, gracias a las cuatro reflexiones se produce la doble inversión, y la imagen aparece derecha.

Lupa o lente de aumento

Suele llamarse microscopio simple. Es una sencilla lente convergente de pequeña distancia focal; al observar un objeto mediante la misma, su aumento facilita la acomodación; y por lo tanto el ángulo de visión, o diámetro aparente, es notablemente aumentado. La imagen lograda es virtual, mayor y de igual sentido.

Microscopio Óptico

El tipo de microscopio más utilizado es el microscopio óptico, que se sirve de la luz visible para crear una imagen aumentada del objeto.
El microscopio óptico más simple es la lente convexa doble con una distancia focal corta. Estas lentes pueden aumentar un objeto hasta 15 veces. Por lo general, se utilizan microscopios compuestos, que disponen de varias lentes con las que se consiguen aumentos mayores. Algunos microscopios ópticos pueden aumentar un objeto por encima de las 2.000 veces.
El microscopio compuesto consiste en dos sistemas de lentes, el objetivo y el ocular, montados en extremos opuestos de un tubo cerrado. El objetivo está compuesto de varias lentes que crean una imagen real aumentada del objeto examinado.
Las lentes de los microscopios están dispuestas de forma que el objetivo se encuentre en el punto focal del ocular. Cuando se mira a través del ocular se ve una imagen virtual aumentada de la imagen real. El aumento total del microscopio depende de las distancias focales de los dos sistemas de lentes.
El equipamiento adicional de un microscopio consta de un armazón con un soporte que sostiene el material examinado y de un mecanismo que permite acercar y alejar el tubo para enfocar la muestra. Los especímenes o muestras que se examinan con un microscopio son transparentes y se observan con una luz que los atraviesa; se suelen colocar sobre un rectángulo fino de vidrio. El soporte tiene un orificio por el que pasa la luz. Bajo el soporte se encuentra un espejo que refleja la luz para que atraviese el espécimen.
El microscopio puede contar con una fuente de luz eléctrica que dirige la luz a través de la muestra.
La fotomicrografía, que consiste en fotografiar objetos a través de un microscopio, utiliza una cámara montada por encima del ocular del microscopio. La cámara suele carecer de objetivo, ya que el microscopio actúa como tal. El término microfotografía, utilizado a veces en lugar de fotomicrografía, se refiere a una técnica de duplicación y reducción de fotografías y documentos a un tamaño minúsculo para guardarlos en un archivo.
Los microscopios que se utilizan en entornos científicos cuentan con varias mejoras que permiten un estudio integral del espécimen. Dado que la imagen de la muestra está ampliada muchas veces e invertida, es difícil moverla de forma manual. Por ello los soportes de los microscopios científicos de alta potencia están montados en una plataforma que se puede mover con tornillos micrométricos. Algunos microscopios cuentan con soportes giratorios. Todos los microscopios de investigación cuentan con tres o más objetivos montados en un cabezal móvil que permite variar la potencia de aumento.

Microscopios ópticos especiales

Microscopio estereoscópico
Hay diversos microscopios ópticos para funciones especiales. Uno de ellos es el microscopio estereoscópico, que no es sino un par de microscopios de baja potencia colocados de forma que convergen en el espécimen. Estos instrumentos producen una imagen tridimensional. El microscopio de luz ultravioleta utiliza el rango ultravioleta del espectro luminoso en lugar del rango visible, bien para aumentar la resolución con una longitud de onda menor o para mejorar el detalle absorbiendo selectivamente distintas longitudes de onda de la banda ultravioleta. Dado que el vidrio no transmite las longitudes de onda más cortas de la luz ultravioleta, los elementos ópticos de estos microscopios están hechos con cuarzo, fluorita o sistemas de espejos aluminizados. Además, dado que la radiación ultravioleta es invisible, la imagen se muestra con fosforescencia, en fotografía o con un escáner electrónico. El microscopio de luz ultravioleta se utiliza en la investigación científica.
El microscopio petrográfico o de polarización se utiliza para identificar y estimar cuantitativamente los componentes minerales de las rocas ígneas y las rocas metamórficas. Cuenta con un prisma de Nicol u otro tipo de dispositivo para polarizar la luz que pasa a través del espécimen examinado. Otro prisma de Nicol o analizador determina la polarización de la luz que ha pasado a través del espécimen. El microscopio tiene un soporte giratorio que indica el cambio de polarización acusado por el espécimen.
El microscopio en campo oscuro utiliza una luz muy intensa en forma de un cono hueco concentrado sobre el espécimen. El campo de visión del objetivo se encuentra en la zona hueca del cono de luz y sólo recoge la luz que se refleja en el objeto. Por ello, las porciones claras del espécimen aparecen como un fondo oscuro y los objetos minúsculos que se están analizando aparecen como una luz brillante sobre el fondo. Esta forma de iluminación se utiliza para analizar elementos biológicos transparentes y sin manchas, invisibles con iluminación normal.
El microscopio de fase ilumina el espécimen con un cono hueco de luz, como en el microscopio en campo oscuro. Sin embargo, en el microscopio de fase el cono de luz es más estrecho y entra en el campo de visión del objetivo, que contiene un dispositivo en forma de anillo que reduce la intensidad de la luz y provoca un cambio de fase de un cuarto de la longitud de onda. Este tipo de iluminación provoca variaciones minúsculas en el índice de refracción de un espécimen transparente, haciéndolo visible. Este tipo de microscopio es muy útil a la hora de examinar tejidos vivos, por lo que se utiliza con frecuencia en biología y medicina.
Entre los microscopios avanzados se encuentra el microscopio de campo cercano, con el que se pueden ver detalles algo menores a la longitud de onda de la luz. Se hace pasar un haz de luz a través de un orificio diminuto y se proyecta a través del espécimen a una distancia equivalente a la mitad del diámetro del orificio, formando una imagen completa.

Microscopio compuesto

Es el microscopio comúnmente conocido y está constituido de manera fundamental por dos lentes: el ocular y el objetivo.
El objetivo: Posee una pequeña distancia focal y está colocado en las cercanías del objeto a observar.
El ocular: Posee una mayor distancia focal que el anterior y es aquel inmediato al ojo del observador.
Ambas lentes están ubicados en un tubo y de tal modo que sus ejes coinciden. Este tubo puede subir o bajar mediante un tornillo micrométrico para lograr el enfoque necesario del objeto. Entonces la imagen obtenida será real, invertida y mayor.
  • Usos del Microscopio
a) En la investigación microscópica de metales.
b) En la bacteriología.
c) En Física, Química y Biología.
d) Además en la industria, donde la fotografía microscópica sea indispensable.

Periscopio

Principio del periscopio simple
Instrumento óptico para observar desde una posición oculta o protegida. Un periscopio simple consiste en espejos o prismas situados en los extremos opuestos de un tubo con las superficies de reflexión paralelas entre sí en el eje del tubo.
El denominado periscopio de campo o de tanque se ha usado en las trincheras, detrás de parapetos y terraplenes y en tanques, permitiendo ver sin correr riesgos.
El periscopio del submarino es un instrumento más grande y complejo, formado por prismas de reflexión en la parte superior del tubo vertical, con dos telescopios y varias lentes entre ellos y un ocular en la parte inferior. Este periscopio se coloca en un tubo resistente y grueso, de 10 a 15 cm de diámetro, que soporta la presión del agua a grandes profundidades. La única parte giratoria del tubo exterior es la cabeza, fijada al interior del tubo. Ésta puede girarse mediante una palanca o un eje y un engranaje. El campo de visión de un periscopio simple es pequeño, pero algunas mejoras recientes lo han aumentado. El aumento de objetos distantes es de 1,5 a 6 diámetros.
Los periscopios también se usan como dispositivos de avistamiento en aviación militar, en laboratorios físico-nucleares para observar reacciones radiactivas y en aceleradores de partículas.

Estereoscopio

Estereoscopio
Instrumento óptico a través del cual pueden observarse fotografías de objetos, pero no como representaciones planas, sino con apariencia sólida y profundidad. Es un instrumento donde se presentan al mismo tiempo dos fotografías del mismo objeto, una a cada ojo. Las dos fotografías están tomadas desde ángulos ligeramente diferentes y se observan a través de dos objetivos con lentes separadas e inclinadas para que coincidan y se fundan las dos imágenes en una tridimensional.
La fotografía estereoscópica aérea permite realizar representaciones en tres dimensiones que pueden utilizarse en la preparación de mapas de relieve.
Publicado por en

No hay comentarios:

Publicar un comentario

Suscribirse a: Enviar comentarios (Atom)