INSTRUMENTOS ÓPTICOS-Rubén Escobar Herrera

INstrumentos ópticos

índice

9. Tipos de lentes delgadas (imágenes)

15. Lupa, microscopio y catalejo

3. Introducción

16. Prismáticos y periscopio

10. Funcionamiento del ojo humano y sus defectos

4. Espejo plano

17. Telescopio reflector y telescopio refractor

11. Defectos del ojo (imágenes)

5. Espejo curvo

12. Lentes correctoras de los defectos del ojo

18. Imágenes (Sobre apartado 17)

6. Tipos de espejo (imágenes)

13. Imágenes (sobre apartado 12)

7. Lente convexa o convergente

19. Bibliografía

8. Lente cóncava o divergente

20. Final

14. Instrumentos ópticos

introduccion

Antes de comenzar a hablar sobre los instrumentos ópticos habrá que hacer una breve introducción a: -Tipos de espejos -Tipos de lentes delgadas

Tipos de espejos

ESPEJO PLANO: Se trata de una superficie lisa, la reflexión especular se producirá cuando pase la luz, lo que significa que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión de la línea normal.

Cuando los ojos reciben esta luz del espejo, parece que el objeto está detrás del espejo .Este tipo de imagen en realidad no es real y se llama imagen virtual. Es virtual porque las ondas de luz en realidad no pasan por ese punto, y solo podemos verlo pero no tocarlo. La distancia entre el espejo y el objeto se llama distancia del objeto y la distancia entre la imagen virtual y el espejo es la distancia de la imagen. En el espejo plano, la distancia del objeto es igual a la distancia de la imagen, y es por eso que en geometría tenemos el término simetría especular.

Tipos de espejos

ESPEJO CURVO: Para el espejo curvo, hay dos tipos: espejo cóncavo y espejo convexo. Un espejo curvo que tiene su centro más cerca de la luz entrante que sus bordes se llama espejo convexo, mientras que uno que tiene su centro más alejado de la luz entrante que sus bordes se llama espejo cóncavo.Generalmente asumimos que las ondas de luz que llegan a la lente provienen de un objeto infinitamente lejano, por lo que las ondas de luz serán paralelas al eje principal. Podemos distinguir estos dos tipos de espejos curvos de esta manera: el espejo cóncavo puede hacer converger la luz, mientras que el espejo convexo diverge la luz. El punto focal de los espejos cóncavos y convexos está a ( 1/2 ) * R de distancia del espejo. Para un espejo cóncavo, se forma una imagen real en el punto focal fuera del espejo, mientras que para un espejo convexo se forma una imagen virtual en el punto focal detrás del espejo.

IMáGENES FORMADAS POR LOS TIPOS DE ESPEJOS

TIPOS DE LENTES DELGADAS

LENTE CONVEXA O CONVERGENTE: Una lente convexa o convergente tiene una forma tal que todos los rayos de luz que entran en ella paralelos a su eje óptico se cruzan (o enfocan) en un único punto del eje óptico en el lado opuesto de la lente. E l índice de refracción de la lente es mayor que el del aire, la ley de Snell nos dice que el rayo se dobla hacia la perpendicular de la interfase al entrar en la lente. Del mismo modo, cuando el rayo sale de la lente, se desvía de la perpendicular. Un rayo que entra en una lente convergente paralela al eje óptico pasa por el punto focal del otro lado de la lente y para una lente convergente, un rayo que pasa por el punto focal sale de la lente paralela al eje óptico.

Tipos de lentes delgadas

LENTE CÓNCAVA O DIVERGENTE: una lente cóncava o divergente tiene una forma tal que todos los rayos que entran en ella paralelos a su eje óptico divergen. Para una lente divergente, el punto desde el que parecen originarse los rayos es el punto focal (virtual). La distancia desde el centro del objetivo hasta su punto focal es la distancia focal f de la lente. Un rayo que entra en una lente divergente paralela al eje óptico sale por la línea que pasa por el punto focal del mismo lado de la lente y para una lente divergente, un rayo que se aproxima a lo largo de la línea que pasa por el punto focal en el lado opuesto sale de la lente paralelamente al eje. Tanto para las lentes convergentes como para las divergentes, los rayos que pasan por el centro no se desvían.

tipos de lentes delgadas

FUNCIONAMIENTO DEL OJO HUMANO y sus defectos

El ojo recibe los estímulos luminosos procedentes del entorno. La luz atraviesa los medios transparentes y la lente del ojo y forma una imagen invertida sobre la retina. En la retina, células especializadas transforman la imagen en impulsos nerviosos. El ojo también tiene defectos, como: -Miopía: Es una afección frecuente de la visión en la que los objetos cercanos se ven claros y los objetos lejanos se ven borrosos. Se produce cuando la forma del ojo, o la forma de determinadas partes del ojo, hace que los rayos de luz se desvíen (refracten) de forma incorrecta. -Hipermetropía: La hipermetropía (también llamada hiperopía) es un error de refracción que hace que los objetos cercanos se vean borrosos. Se presenta cuando la forma del ojo hace que la luz se enfoque por detrás de la retina (una capa de tejido sensible a la luz en la parte de atrás del ojo) en lugar de directamente en la retina. -Astigmatismo: es un problema común que puede hacer la visión borrosa o distorsionada. Ocurre cuando la córnea (la capa transparente en la parte frontal del ojo) o el cristalino (una parte interna del ojo que ayuda a enfocar) tiene una forma anormal. -Presbicia: es la pérdida gradual de la capacidad de los ojos para enfocar objetos cercanos. Es una parte natural y a veces molesta del envejecimiento. Por lo general, la presbicia empieza a notarse entre los 40 y 45 años y continúa empeorando hasta alrededor de los 65 años. Por suerte todos estos defectos pueden ser corregidos con su correspondiente lente.

LEntes correctoras de los defectos del ojo

Lentes asféricas: Suelen ser más planas que las esféricas, otorgando a su usuario una visión más natural y con una menor distorsión de la imagen enfocada. Además de las ventajas estéticas, este tipo de lentes mejora el astigmatismo marginal, brindando una visión periférica con mayor calidad. Lentes cilindricas o tóricas: consisten en lentes que combinan una superficie tórica (generalmente la posterior) y la otra esférica o bien asférica. La superficie de morfología cilíndrica produce dos focos correspondientes a una potencia o graduación máxima y mínima entre sus meridianos principales perpendiculares y están destinadas a compensar defectos refractivos vinculados al astigmatismo.

Lentes esféricas: Según la estructura de su superficie, las lentes esféricas son aquellas encargadas de corregir defectos refractivos como la miopía, hipermetropía y la presbicia. Consiste en el tipo de lente que presenta la misma curvatura en todos sus meridianos y que generalmente han sido construidas con dos superficies esféricas, aunque también puede darse el caso de presentar una superficie esférica y otra plana. Los rayos de luz que entran por los bordes de las lentes esféricas convergen en puntos focales ligeramente diferentes a los rayos de luz que entran por el centro. Este fenómeno, conocido como aberración esférica, produce imágenes de bajo contraste y levemente distorsionadas.

LENTES CORRECTORAS DE LOS DEFECTOS DEL OJO

Lente cilíndrica o tórica

Instrumentos Ópticos que funcionan con lentes o espejos

Los instrumentos ópticos son dispositivos que utilizan lentes y/o espejos para manipular la luz y producir imágenes ampliadas o reducidas de objetos distantes o cercanos. Algunos de los instrumentos ópticos más comunes que utilizan tanto lentes como espejos incluyen: -Lupa -Microscopio -Catalejo o telescopio terrestre -Telescopio refractor -Telescopio reflector -Prismáticos -Periscopio De los cuales profundizaremos en las siguientes diapositivas.

Instrumentos Ópticos

CATALEJO O TELESCOPIO TERRESTRE

Lupa

MICROSCOPIO

El principio de funcionamiento de un microscopio óptico se basa en la propiedad de algunos materiales que permiten cambiar la dirección de los rayos de luz. Esto permite fabricar lentes capaces de hacer converger o divergir los rayos de luz. Mediante la combinación de estas lentes se puede generar una imagen aumentada de cualquier objeto.

La lupa, también llamada microscopio simple, es un instrumento óptico que consiste en una lente convergente con una montura adecuada al fin para el que se utilizará. Su objetivo es que quién la use obtenga una visión ampliada de un objeto pequeño.

Su sistema consiste básicamente en dos lentes: la primera es el objetivo, que concentra la luz que proviene de objetos lejanos; la segunda lente, el ocular, cumple el papel de una lupa para ampliar el tamaño de la imagen.

Instrumentos ópticos

PRismáticos

PEriscopio

Un periscopio es un instrumento para la observación desde una posición oculta. Su forma sencilla es un tubo con un juego de espejos en los extremos, paralelos, y en un ángulo de 45º respecto a la línea que los une. Se logra ver una imagen gracias a la reflexión que se produce en ambos espejos. Los periscopios se usan en los submarinos y sirvió en la Primera Guerra Mundial para observar desde las trincheras.

Este instrumento sirve para ver a lo lejos objetos que no se pueden ver bien a simple vista. La ampliación se logra cuando la luz atraviesa cada serie de lentes. Los prismas corrigen la imagen colocándola en la posición correcta, por medio del principio de reflexión interna total, a diferencia de los telescopios, que la muestran invertida. Tradicionalmente, la mayoría de los modelos usan un par de prismas porro. El ocular de cada cámara no está alineado con el objetivo, y el prisma refleja la luz en forma de S hacia el ocular.

INSTRUMENTOS ÓPTICOS

telescopio refractor

Telescopio Reflector

Un telescopio reflector es aquel que utiliza uno o más espejos para reflejar la luz y formar una imagen. Debido al uso de los espejos, también se les conoce como telescopios catóptricos.Los telescopios reflectores están realizados generalmente con dos espejos, uno grande llamado el "espejo primario" y uno más pequeño denominado "espejo secundario." El espejo primario se suele ubicar en un extremo del tubo del telescopio, mientras que el espejo secundario se coloca en la línea de visión ocular.Para obtener una imagen, el telescopio se dirige a un objeto, y la luz entra en el tubo. La luz incide en el espejo primario y se refleja en el espejo secundario. A continuación, se refleja desde el espejo secundario al ocular, donde se magnifica la imagen y es enviada al ojo.

El funcionamiento de este telescopio, se basa en la refracción de la luz emitida por el objeto. El haz luminoso, al atravesar la lente altera su trayectoria y provoca una imagen aumentada del objeto observado Este telescopio consta básicamente de un objetivo formado por una lente convergente acromatizada de gran distancia focal y un ocular formado por una lente convergente de pequeña distancia focal. Es de hacer notar que la imagen formada, está invertida debido a que el ocular tiene una lente convergente. Desde el punto de vista astronómico la inversión de la imagen no es ninguna limitación.

INSTRUMENTOS ópticos

TELESCOPIO REFLECTOR

TELESCOPIO REFRACTOR

bibliografía

https://okdiario.com/curiosidades/tipos-espejos-921681

https://openstax.org/books/f%C3%ADsica-universitaria-volumen-3/pages/2-4-lentes-delgadas

https://dacarett.com/como-funciona-el-ojo-humano/#:~:text=Dacarett-,Funcionamiento%20del%20Ojo,la%20imagen%20en%20impulsos%20nerviosos.

https://www.mayoclinic.org/es-es/diseases-conditions/nearsightedness/symptoms-causes/syc-20375556#:~:text=La%20miop%C3%ADa%20es%20una%20afecci%C3%B3n,(refracten)%20de%20forma%20incorrecta.

https://www.nei.nih.gov/espanol/aprenda-sobre-la-salud-ocular/enfermedades-y-afecciones-de-los-ojos/hipermetropia#:~:text=La%20hipermetrop%C3%ADa%20(tambi%C3%A9n%20llamada%20hiperop%C3%ADa,de%20directamente%20en%20la%20retina.

https://www.nei.nih.gov/espanol/aprenda-sobre-la-salud-ocular/enfermedades-y-afecciones-de-los-ojos/astigmatismo#:~:text=%C2%BFQu%C3%A9%20es%20el%20astigmatismo%3F,enfocar)%20tiene%20una%20forma%20anormal.

https://www.mayoclinic.org/es-es/diseases-conditions/presbyopia/symptoms-causes/syc-20363328#:~:text=La%20presbicia%20es%20la%20p%C3%A9rdida,alrededor%20de%20los%2065%20a%C3%B1os.

https://histoptica.wordpress.com/lentes-cilindricas/

https://www.tuoptometrista.com/solucion/lentes-oftalmicas-esfericas-asfericas-y-toricas/#:~:text=Seg%C3%BAn%20la%20estructura%20de%20su,miop%C3%ADa%2C%20hipermetrop%C3%ADa%20y%20la%20presbicia.

https://www.fisicalab.com/apartado/lupa

https://www.cislab.mx/funcionamiento-del-microscopio/

https://proyectodescartes.org/EDAD/materiales_didacticos/EDAD_2eso_Luz_Sonido-JS/paginas/catalejo.htm#:~:text=Su%20sistema%20consiste%20b%C3%A1sicamente%20en,el%20tama%C3%B1o%20de%20la%20imagen.

https://es.wikipedia.org/wiki/Prism%C3%A1ticos#:~:text=Los%20prism%C3%A1ticos%2C%20tambi%C3%A9n%20denominados%20binoculares,distantes%20y%20seguirlos%20en%20movimiento.

https://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/instrumentos_opticos/periscopio.html?4&4

https://www.astromia.com/historia/historiareflector.htm#:~:text=Funcionamiento%20del%20telescopio%20reflector&text=Para%20obtener%20una%20imagen%2C%20el,y%20es%20enviada%20al%20ojo.

https://www.tayabeixo.org/que_obs/refractor.htm#:~:text=Telescopio%20refractor&text=El%20funcionamiento%20de%20este%20telescopio,imagen%20aumentada%20del%20objeto%20observado.

hecho porRubén EScobar herrera