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Óptica

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Temas sobre la óptica.

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Óptica

  1. 1. Es el estudio y manejo de las imágenes en general, aunque éstas no hayan sido necesariamente formadas con luz o métodos ópticos convencionales.
  2. 2. Es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ondas electromagnéticas por lo que la luz es una radiación electromagnética. Principales características: Es irradiada a partir de una fuente (sol, lámpara, flash, etc.) Puede desplazarse en el vacío a altísimas velocidades y atravesar sustancias transparentes, descendiendo entonces su velocidad en función de la densidad del medio. Se propaga en línea recta en forma de ondas perpendiculares a la dirección del desplazamiento.
  3. 3. Velocidad de la luz: 300,000 km/s Es una constante universal y uno de los postulados de Einstein en su teoría de la Relatividad. La velocidad de la luz se ha considerado la máxima velocidad del Universo (en el vacío) y que la luz puede cambiar de velocidad viajando en el agua o a través de un cristal.
  4. 4. Hay dos tipos de medición de luz: Luz incidente: En el que se mide la luz que incide sobre el área de interés. Se mide con un fotómetro externo. Luz reflejada: En el que se mide la luz que refleja el área de interés. Es el método que usan los fotómetros internos de las cámaras de fotos.
  5. 5. El ojo tiene células especializadas conocidas como conos y bastones, que detectan la intensidad y color de los fotones de la luz. Los conos y bastones convierten los fotones de luz que entren en el ojo en señales nerviosas que se registran en el cerebro y dan como resultado la vista.
  6. 6. Está compuesta por una serie de colores, cada uno de los cuales se caracteriza por una longitud de onda determinada que son: el rojo, el naranja, el amarillo, el verde, el azul, el añil y el violeta. Todos estos colores no están nítidamente divididos entre sí sino que forman un espectro continuo.
  7. 7. Es la percepción de la forma, profundidad o claroscuro está estrechamente ligada a la percepción de los colores. El color es un atributo que percibimos de los objetos cuando hay luz.
  8. 8. Se llama fuente luminosa a los objetos que emiten luz. Se clasifican en: Naturales: Se encuentran en la naturaleza y producen su propia luz. Artificiales: Fabricadas por las personas.
  9. 9. A los cuerpos que no emiten luz propia se les llama iluminados. Otros ejemplos de cuerpos iluminados son las casas, los animales, las personas, las plantas, la luna y la Tierra.
  10. 10. Transparente: es aquel que deja pasar casi toda la luz que incide en él, la intensidad de la luz incidente es muy parecida a la transmitida (la que lo atraviesa). Translucido: Son los que dejan pasar una porción de la luz incidente. El cuerpo translucido dejaría pasar aproximadamente la mitad de la luz que incide sobre él. Opaco: Son aquellos que no dejan pasar la luz a simple vista.
  11. 11. Son superficies que tienen la capacidad de reflejar una imagen de la realidad. Clasificación: Planos. Cóncavos: estos espejos se caracterizan por tener su superficie en forma de paraboloide donde su lado reflexivo se ubica en el interior del mismo, es decir dentro de su curvatura. En estos espejos, la ley de reflexión se cumple sólo cuando los rayos de luz que son emanados por el objeto son paralelos al eje central del espejo. Convexos: en estos espejos, que también son una porción esférica, su parte reflexiva se ubica al exterior del mismo. No muestran imágenes reales porque los rayos de luz emanados del objeto no se intersecan entre sí, sino que se divergen tras rebotar.
  12. 12. Campo del espejo: conjunto de puntas del espacio por los cuales pueden pasar los rayos luminosos que inciden en la superficie reflectora. Centro de curvatura: punto del espacio equidistante de todos los puntos del espejo. Radio de curvatura: distancia del centro de curvatura al espejo (r). Vértice del espejo: punto medio del espejo. Eje principal: recta que pasa por el medio de curvatura y el vértice del espejo. Plano focal: plano perpendicular al eje principal situado a una distancia r/2 del espejo. Foco: punto de intersección del plano focal y el eje principal. Distancia focal: distancia que hay desde el foco hasta el vértice del espejo.
  13. 13. Planos: estos espejos presentan una superficie lisa sumamente pulida. La imagen que dan estos espejos es como si el objeto reflejado se ubicara por detrás de la superficie del mismo, y no enfrente, como si se encontrara en el interior del mismo. Esféricos: está caracterizado por su radio de curvatura R. En el caso de los espejos esféricos solo existe un punto focal F=F´=R/2 cuya posición coincide con el punto medio entre el centro del espejo y el vértice del mismo. Se encontrará a la izquierda del vértice para los espejos cóncavos y a la derecha para los espejos convexos.
  14. 14. Virtual: se forma por rayos divergentes. Son imágenes meramente subjetivas que no podrán ser recogidas o proyectadas sobre una pantalla o película fotográfica. Real: se forma por rayos convergentes que pueden ser recogidos sobre una pantalla o una placa fotográfica.
  15. 15. La formación de imágenes en los espejos es una consecuencia de la reflexión de los rayos luminosos en la superficie del espejo. La óptica geométrica explica este familiar fenómeno suponiendo que los rayos luminosos cambian de dirección al llegar al espejo siguiendo las leyes de la reflexión.
  16. 16. Es un elemento óptico transparente, fabricado con vidrio, cristal o plástico, que refracta la luz para formar una imagen.
  17. 17. Lentes convergentes: Son cuerpos transparentes, con ambas superficies curvas y el centro más ancho que los extremos. Hacen converger la luz en un punto. Lentes divergentes: Son también cuerpos transparentes, sus extremos son más anchos que su centro. Hacen divergir los puntos y formar un foco virtual.
  18. 18. Miopía: Cuando una persona es miope ve mal de lejos aunque de cerca vea perfectamente. Para corregir la miopía se necesitan lentes divergentes: divergen los rayos que llegan. Hipermetropía: El sujeto hipermétrope ve mal de lejos pero ve igualmente mal de cerca. La hipermetropía se corrige con lentes convergentes: convergen los rayos que llegan. Astigmatismo: Si el ojo tiene una córnea deformada (como si la córnea fuese esférica con una superficie cilíndrica superpuesta) los objetos puntuales dan como imágenes líneas cortas. Este defecto se llama astigmatismo y para corregirlo es necesaria una lente cilíndrica compensadora. Presbicia: La presbicia es lo que popularmente se conoce como vista cansada, un sujeto présbita nota que tiene dificultad para leer letras pequeñas, con frecuencia las confunde y tiende a alejar los objetos para verlos mejor. Se corrige con lentes convergentes.
  19. 19. Divergentes, convergentes y cilíndrica compensadora. Dioptría Es la unidad de medida utilizada en óptica. Determina la medida de la capacidad de refracción, cambios de trayecto de los rayos luminosos, cuando atraviesan un medio natural como el ojo o artificial como las gafas o los lentes de contacto. Esta unidad permite el cálculo del grado de corrección de los vidrios utilizados para la miopía o la hipermetropía ¿Cómo se calcula una Dioptría? Definimos que una lente convergente tiene +1 dioptría cuando los rayos paralelos que la atraviesan convergen en un punto focal situado a 1 metro por detrás de ella. Si la desviación es el doble, el punto focal se situará a 50 cm y decimos entonces que esa lente tiene +2 dioptrías, y así sucesivamente. Utilizando la siguiente fórmula: d= 1/C Dónde: C = curvatura o poder de refracción (en dioptrías) d = distancia focal (en metros)
  20. 20. Una lupa es un lente convexo. Un lente convexo es un tipo de lente esférico. Esto significa que una lupa consiste en dos vidrios, que son algo más gruesos en el centro que en los bordes exteriores. Este grosor se debe a que el vidrio se arquea desde del centro hacia fuera. La forma del vidrio distorsiona la manera en que vemos la imagen del otro lado.
  21. 21. Cuando combinas la lente del objetivo o el espejo primario con el ocular, tienes un telescopio. La idea básica es recoger una gran cantidad de luz para formar una imagen brillante dentro del telescopio, y después utilizar algo como un cristal de aumento para amplificar (engrandar) la imagen brillante y así ocupar un gran espacio en tu retina. La magnificación del telescopio, la habilidad para alargar una imagen, depende de la combinación de las lentes utilizadas. El ocular realiza la amplificación. Cualquier tipo de magnificación puede ser casi alcanzada en cualquier telescopio utilizando diferentes oculares, ya que la apertura es mucho más importante que la amplificación. Los refractores tienen una buena resolución, lo suficientemente alta como para ver detalles en planetas y estrellas binarias. Debido a que la apertura es limitada, un refractor es menos útil para observar objetos lejanos en el cielo, como las galaxias y la nebulosa, que otro tipo de telescopios. Además, todos los reflectores tienen sujeta alguna pérdida de luz, por dos razones: La primera, el espejo secundario obstruye parte de la luz que entra en el telescopio; la segunda, sin el recubrimiento reflectante de un espejo devuelve el 100% de la luz que incide sobre él – los mejores recubrimientos devuelven el 90% de la luz entrante.
  22. 22. A diferencia del telescopio, que tiene unos objetivos fijados y oculares intercambiables, los microscopios tienen objetivos intercambiables y oculares fijos. Cambiando las lentes del objetivo un microscopio puede aportarnos a la vista áreas cada vez más pequeñas – la captación de luz no es la tarea principal del objetivo de un microscopio, es del telescopio. Debes saber también que los microscopios tienen dos configuraciones básicas: la vertical y la invertida. El microscopio vertical tiene el sistema de iluminación debajo de la plataforma y el sistema de lentes encima; mientras que el microscopio invertido tiene el sistema de iluminación encima de la plataforma y el sistema de lentes debajo. Los microscopios invertidos son mejores para ver muestras delgadas y pequeñas, así como células de cultivo, debido a que sus lentes pueden estar más cerca de la parte inferior del plato, donde crecen las células.

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