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Conocimiento de la óptica tanto geométrica como la física nos ha ayudado en el diseño de diferentes instrumentos y métodos que nos permite ver los detalles de los objetos que en otra forma quedan escondidos al ojo humano. Generalmente la compresión de las interacciones y propiedades moleculares nos permiten entender ciertas funciones de los sistemasvivos ya que muchas estructuras de una célula aparecen en forma de macromoléculas o sus agrupaciones. Información sobre las propiedades fisicoquímicas de las moléculas (su masa, dimensiones, formas, distribución de los átomos y los grupos atómicos intermoleculares, etc.) es de suma importancia.
Observación de las macromoléculas biológicas, su organización, distribución espacial y tamaño(microscopia macromolecular) en combinación con otros métodos (difusión, presión osmótica, difracción, absorción, etc.) nos brinda una visión bastante completa de la estructura celular y a partir de eso una compresión de sus funciones biológicas.
En la continuación se explicarán algunas aplicaciones y métodos ópticos sin demasiados detalles tanto físicos como matemáticos pero, esperamos, suficientepara entender su base física y biológica.

3.4.1 APLICACIONES EN BASE DE LA REFLEXIÓN TOTAL

FIBRA ÓPTICA. Una de las aplicaciones muy prácticas de la reflexión interna total es la fibra óptica. Las fibras ópticas son las barras finas de vidrio o de plástico transparente que nos permiten llevar la luz, y la imagen también, de un punto a otro según una trayectoria curva tras muchísimasreflexiones internas sucesivas. Las fibras ópticas están hechas de un núcleo transparente (de diámetro entre 5 – 100 µm) sobre el cual se pone un material de revestimiento (de diámetro entre 2 – 3 µm) elegido de forma que tenga menor índice de refracción que el material del núcleo (la condición necesaria para la reflexión interna total). Los rayos que entran al núcleo dentro de un intervalodeterminado de los ángulos (cono de ángulos) se transmiten a lo largo de la fibra mientras los otros no. Para conseguir el cono de ángulos más grande se utilizan los materiales de muy bajo índice de refracción para los materiales de revestimiento.
Las fibras ópticas se utilizan en forma de haces de fibra que pueden tener hasta 200 000 fibras particulares que llevan cada una un detalle sobre la imagen.Las fibras ópticas son indispensables en situaciones cuando es necesario obtener las imágenes de los objetos situados en los lugares inaccesibles o de difícil acceso. En la medicina se utilizan en forma de endoscopios flexibles - fibroscopio. Estos endoscopios permiten al médico acceso al interior del cuerpo con una imagen de relativamente alta calidad. Las observaciones de las imágenes se hacenen forma directa o por medio de un monitor. Por ejemplo, se pueden observar las úlceras introduciendo un endoscopio de fibra óptica en al estomago a través del esófago. Además de hacer los diagnósticos a partir de las imágenes obtenidas, las fibras ópticas se utilizan en el caso de ciertas cirugías cuando vienen acoplados a instrumentos quirúrgicos sin necesidad de grandes incisiones.
Además delas mencionadas, las fibras ópticas tienen muchas otras aplicaciones; por ejemplo, para transmitir señales eléctricas en las comunicaciones – internet, telefonía, radio, televisión, etc.
REFRACTOMETRÍA. Refractometría es el nombre común para diferentes técnicas ópticas que permiten determinar varias propiedades de una muestra a través de la medición de su índice de refracción. Por ejemplo, esposible identificar una muestra, determinar su pureza, medir la concentración de diferentes componentes de una solución además de otros análisis cualitativas. Para estos objetivos se utilizan instrumentos especiales (refractómetros) que determinan el valor de índice de refracción. Aunque se trata de instrumentos de relativamente simple construcción, su precisión es sumamente alta y está en...