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Contenido: La lupa. Microscopio compuesto. Telescopio. La cámara fotográfica.

Instrumentos ópticos

La lupa

La lupa, también llamada microscopio simple o lente de aumento es una lente convergente que permite ver los objetos de mayor tamaño que el natural. Si queremos observar con detalle un objeto de pequeño tamaño, solemos acercarlo al ojo para que sea mayor la imagen sobre la retina. La existencia del punto próximo limita nuestras posibilidades de ver el objeto con nitidez. La lupa nos permite colocar el objeto a menor distancia que el punto próximo.

Imagen del objeto a través de una lupa
Imagen del objeto a través de una lupa

Si el objeto A1B1 se coloca entre el foco F1 y la lente se obtiene una imagen A2B2 virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto. Podemos observarlo colocando el ojo cerca de la cara posterior de la lente.

El aumento angular o poder amplificador de la lupa es la relación entre el ángulo visual φ cuando se observa el objeto con lupa y el ángulo visual φ0 cuando se observa sin lupa colocando el objeto en el punto próximo.

Determinación del poder amplificador de la lupa
Determinación del poder amplificador de la lupa

Si se coloca el objeto en el foco F1 la imgen se forma en el infinito y el ojo esté relajado. Así:
φ ≈ tg φ = y/ƒ
φ0 ≈ tg φ0 = y/xρ
Dividiendo:
AA = φ/φ0 = xρ

Conjunto óptico objeto-lupa-ojo
Conjunto óptico objeto-lupa-ojo

OJO: La imagen que forma la lente estará en el infinito, sin embargo en la retina se forma una imagen real: La lupa y el ojo forman un sistema óptico de forma que a cada punto del objeto le corresponde un punto imagen

Microscopio compuesto

Microscopio compuesto

Se le suele llamar simplemente microscopio. Sirve para observar objetos cercanos de muy poco tamaño con un aumento considerablemente mayor que el proporcionado por una lupa. Está constituido por:

Su funcionamiento es sencillo. El tubo que contiene el objetivo y el ocular se acerca o se aleja hasta ver el objeto con la nitidez deseada.

Diagrama de los rayos y esquema de un microscopio compuesto
Diagrama de los rayos y esquema de un microscopio compuesto
El objeto A1B1 se coloca a una distancia del objetivo algo mayor que la focal, produciéndose la imagen A'B' real, invertida y amplificada entre el ocular y su foco anterior. El ocular, que actúa como una lupa observa esta imagen y produce otra A2B2, virtual, invertida y aún más ampliada.
Para observar la imagen sin acomodación del ojo, los rayos del ocular deben salir paralelos, es decir, la imagen del objetivo debe formarse en el foco anterior del ocular.

El aumento lateral del objetivo será m = h'/h. Según la figura se puede deducir que:

α ≈ -h'/l ≈ h/ƒobjetivo y por tanto h'/h = -l/ƒobjetivo

Elementos del microscopio compuesto

Como el ocular es una lupa, el aumento angular de la lupa será M = xpocular

El aumento total es el producto de ambos -l/ƒobjetivo·xρocular

OJO: Es importante distinguir entre aumento lateral (aumenta el tamaño del objeto) y aumento angular (lo acerca)

Telescopio

Elementos del telescopio

Los elementos fundamentales son el objetivo y el ocular: La imagen del objeto se forma en el punto focal del objetivo. Esta imagen es ahora el objetivo para el ocular. Si la imagen coincide con el primer foco del ocular, la imagen será invertida, aumentada y se formará en el infinito.

Con la aproximación paraxial vemos que:

θ = -h'/ƒobjetivo

θ' = h'/ƒocular

Por tanto el aumento angular vendrá dado por:

M = θ/θ' = ƒobjetivoocular

El signo menos indica que la imagen es invertida.

Existen telescopios refractores, basados en la refracción, reflectores, en la reflexión y catadióptricos, que combina ambos sistemas.

La cámara fotográfica

Los elementos esenciales de la cámara fotográfica son:

El funcionamiento de la cámara es semejante al del ojo humano. El objetivo equivale a nuestro cristalino y la película sensible equivale a la retina. Pero la cámara fotográfica tiene un gran ángulo de abertura, mucho más amplio que el ojo, lo que le permite cubrir un campo visual mucho mayor.

El enfoque de los objetos se logra ajustando la distancia entre el lente y la película, de modo que la imagen del objeto que se va a fotografiar se forme sobre la película sensible.

La cantidad de luz que penetra en la cámara se regula mediante el tiempo de exposición y la abertura del diafragma. Ambos parámetros se gradúan según el tipo de película que se utiliza, más o menos sensible, la luz ambiente disponible …

Elementos de la cámara fotográfica
Elementos de la cámara fotográfica

• Fuente:

http://www.freewebs.com/fisicamontpe/

Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

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