Instrumentos ópticos

Los instrumentos ópticos se utilizan para varios fines, pero su función básica consiste en  mejorar y ampliar nuestro poder de observación  visual. La visión es nuestro medio principal para adquirir información referente al mundo. Sin los microscopios y los telescopios  que nos permiten ver los objetos invisibles que no son captados a simple vista por el ojo humano, nuestro conocimiento del mundo sería muy pobre.

Aunque algunos instrumentos ópticos son complejos en extremo, por lo general pueden comprenderse en términos de sus componentes básicos, que pueden ser lentes y espejos. Sin estos elementos reflectivos y refractivos, nuestras investigaciones estaría limitadas severamente. 

Los microscopios

El microscopio es un instrumento óptico que amplifica la imagen de un objeto pequeño. Mediante un sistema de lentes y fuentes de iluminación se puede hacer visible un objeto microscópico. Los microscopios pueden aumentar de 100 a cientos de miles de veces el tamaño original.

Se conocen dos tipos de microscopios:

-Microscopio simple (con lente de aumento): esta compuesto por una lente convexa o lente de aumento, la cual permite formar una imagen clara del objeto  a una distancia menor  y con más claridad que el punto más cercano, a demás de ser el teles copio más básico.

 El objeto por observar se coloca entre el foco y la superficie de la lente, lo que determina la formación de una imagen virtual, derecha y mayor cuanto mayor sea el poder dióptrico del lente y cuanto más alejado esté el punto próximo de la visión nítida del sujeto.

-Microscopio compuesto: un microscopio compuesto  proporciona una mayor magnificación que la que se obtiene con una única lente o microscopio simple. Un microscopio compuesto básico consta de un par de lentes convergentes cada una de las cuales contribuye a la magnificación de la parte del objeto que se desea ver. Una lente convergente que tiene una longitud focal relativamente corta se conoce como objetivo.

Partes de un microscopio compuesto:

Ocular: Lente situada cerca del ojo del observador. Amplía la imagen del objetivo.

Objetivo: Lente situada cerca de la preparación. Amplía la imagen de ésta.

Condensador: Lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación.

Diafragma: Regula la cantidad de luz que entra en el condensador.

Soporte: Mantiene la parte óptica. Tiene dos partes: el pie o base y el brazo.

Platina: Lugar donde se deposita la preparación.

Cabezal: Contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular, binocular,

Revólver: Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar, cambiar los objetivos.

Tornillos de enfoque: Micrométrico que aproxima el enfoque y micrométrico que consigue el enfoque correcto.

Cámara fotográfica:

Una cámara fotográfica es un dispositivo encargado de recoger un haz de luz proveniente de un objeto y proyectarlo sobre una película impregnada de una sustancia fotosensible, de forma que sobre cada punto de la película incida la luz proveniente de un cono visual tan estrecho cono sea posible. Es decir, la cámara debe formar una imagen real sobre la película de todos los objetos de su campo de visión. Obviamente este objetivo es imposible de cumplir aun aceptando la aproximación paraxial de la óptica geométrica.

Los elementos que componen una cámara de fotos:

Objetivo: Es un conjunto de lentes que concentran los rayos de luz emanados por el objeto en la cámara. En su forma más simple lo definimos como un trozo de vidrio pulido. El objetivo es alcanzado por la luz que se dispersa a partir del individuo y le hace converger de nuevo formando una imagen.

Sujeto y la fuente luminosa: Cualquier plano o elemento que queramos fotografiar debe encontrarse iluminado por alguna fuente luminosa, una lámpara eléctrica, el sol, debemos tener presente que fotografiar significa "dibujar con la luz". La luz que alcanza al sujeto es reflejada en todas direcciones, parte de estos rayos atravesarán el objetivo para formar la imagen. Si el objeto es coloreado, también lo serán los rayos que refleje

Obturador: Dispositivo mecánico por el que se controla el tiempo de exposición de la película a la luz. Es decir es el que permite decidir en el momento exacto en el que se hará la fotografía y el tiempo que estará expuesta a la luz.

Diafragma: Es el disco que controla la cantidad de luz que llega a la película. El diafragma o abertura siempre está situado cerca del objetivo y actúa como el iris del ojo humano, variando su diámetro podemos controlar la luz que entra en la cámara.

Visor: Elemento a través del cual se puede ver anticipadamente la perspectiva y el campo visual que abarca la fotografía. Todas las cámaras portátiles, precisan de algún tipo de visor que permita encuadrar y componer una imagen.

Plano focal: Definimos el plano focal cómo la superficie sobre la que se forma una imagen nítida del sujeto. Mientras se realiza una fotografía, la película está extendida a través del plano focal. Cuanto más cerca está la cámara del sujeto, más lejos está el plano focal del objetivo.

Película: Es un material fotosensible que sufre una alteración química cuando es iluminado. Este cambio es el que guarda la información visual del objeto en cada fotografía. Existen distintos tipos de películas y varios formatos que determinan las características requeridas del conjunto de rayos necesario. 

Telescopio

Son un instrumento óptico que   aplica los principios ópticos de los espejos y las lentes para mejorar nuestra capacidad de ver objetos distantes; es decir que los telescopios permiten ver ciertos objetos con mayor detalle o simplemente ver los objetos que están más distantes o que no son visibles al ojo humano.

Existen dos tipos de telescopio:

·         De refracción

·         De reflexión

Ellos dependen de  la recolección y convergencia de la luz por los espejos y las lentes respectivamente.

-Telescopio de refracción:

El telescopio de refracción está compuesto por un lente primario; llamado lente objetivo, el cual focaliza los rayos procedentes de los objetos ,  cuando se observa la luz procedente de un objeto con un telescopio de refracción  el lente objetivo lo que hace es que focaliza todos los rayos en el ocular que es lo que da el aumento a la imagen, es decir, que el haz de luz alcanza el objetivo y el objetivo focaliza todos los hazas de luz en el ocular y hacen que converjan en el punto  donde se sitúa el ocular permitiendo que el ojo humano vea la imagen.

Esquema del recorrido de la luz dentro de un telescopio refractor. Los números corresponden a: 1) Objetivo 2) Ocular 3) Portaoculares 4) Rueda del Enfoque DF= Distancia Focal del telescopio, df=distancia focal del ocular (Atención: ambas distancias no mantienen una relación correcta en estos esquemas, son una simplificación).

-Telescopio de reflexión 

Su parte principal es el espejo primario de manera que cuando estamos observando un objeto la luz procedente de este objeto  entra directamente en el tubo del telescopio y alcanza el espejo  primario cuya función es la de llevar todo ese haz de  luz a converger en un punto que es el espejo secundario el cual tiene una posición oblicua de manera que todos lo haz de luz que convergen en el son reenviados hacia otro punto el cual es el ocular en donde se puede visualizar la imagen.

Esquema del recorrido de la luz dentro de un telescopio reflector tipo Newton. Los números corresponden a: 1) Primario 2) Secundario 3) Ocular 4) Araña

-Telescopio espacial

Tiene un espejo de 2,4 m de diámetro.
El telescopio espacial es un aparato completamente automatizado, el cual se apunta hacia diversos objetos celestes por medio de órdenes de radio (enviadas desde la Tierra); al igual que  las fotos tomadas por el aparato se transmiten  a la Tierra (siempre por radio). La gran ventaja de este instrumento es  la posibilidad de ver los objetos celestes desde una zona fuera de la atmósfera e incluso para objetos muy pequeños. Y ver galaxias que se creían  invisibles como se puede visualizar de manera clara la superficie de la luna.