3 instruments

ÓPTICA CRISTALINA

Mario Vendrell

3. INSTRUMENTOS ÓPTICOS
La variedad disponiblede instrumentos ópticos es inmensa, de
configuración muy variada y de prestaciones muy diversas. La
perfeccción de las técnicas de producción de lentes ha aumentado
considerablemente

las

posibilidades

y

prestaciones

de

los

instrumentos ópticos. Desde las gafas más o menos sofisticadas, con
variación contínuade distancias focales, hasta los telescopios más
avanzados, pasando por todo tipo de prismáticos y lentes simples, el
mercado ofrece una amplia variedad.
Para las necesidades de este texto, se parte de los instrumentos
simples (como la lupa) hasta llegar a describir el diseño y el
funcionamiento del llamado microscopio compuesto, base de la
mayoría de microscopios ópticos utilizados normalmente enlos
estudios de óptica cristalina.
3.1. El ojo
Es el principal instrumento óptico, puesto que cuaquier imagen
que se pretenda “ver” debe pasar por su formación a través de los ojos
del observador. Por otra parte, la anatomía del ojo lo convierte
realmente en un sistema óptico que funciona con los parámetros
descritos para los sistemas en general.
En realidad, el ojo humano es un instrumento muysimple
desde el punto de vista óptico: consiste en una lente convergente, el
cristalino, que forma las imágenes en la retina. Para adaptar el
enfoque de las imágenes siempre en el mismo sitio, el ojo modifica la
curvatura del cristalino mediante unos diminutos músculos, lo que
equivale a modificar la potencia de la lente, para formar sobre la
retina imágenes de objetos situados a diversasdistancias.

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Mario Vendrell

La musculatura que modifica la geometría
del cristalino está relajada en la posición de
enfoque al infinito. Hay que en cuenta este hecho
cuando se disponga el ajuste del microscopio,
dado que el operador puede llegar a trabajar un
elevado número de horas conviene que la imagen
se forme en el infinito para que su observación se
realice en condiciones derelajación de la
musculatura del ojo.
Figure 1
Otro dato interesante es la mínima distancia a la cual el ojo es
capaz de enfocar, que se conoce como punto próximo. En un ojo
adulto sano esta distancia está alrededor de los 25cm, con ligeras
variaciones de un individuo a otro. El enfoque en el punto próximo
implica la contracción completa de los músculos que modofican el
cristalino. El incrementode esta distancia debido a envejecimiento de
la musculatura, o a otro tipo de problemas, es lo que se conoce
coloquialmente como “vista cansada” o hipermetropía: en el ojo
hipermétrope la distancia mínima de enfoque es superior a 25cm, lo
que conlleva, por ejemplo, leer separando mucho el libro del ojo. Por
el contrario, la miopía significa que esta distancia mínima es inferior
a la “normal”, loque suele lleva asociado que con el ojo relajado el
plano de enfoque no está en el infinito, sino a una distancia más o
menos corta; por este motivo el individuo miope no ve de lejos y debe
acercarse mucho un libro para leerlo.

3.2. La lupa
Es el instrumento óptico más simple, las lupas de pocos
aumentos consisten en una sola lente, normalmente delgada puesto

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MarioVendrell

que las aberraciones cromáticas no son importantes. Para lupas de más
aumentos se requiere un sistema óptico formado por diversas lentes
acopladas, de modo que unas corrijan las aberraciones ocasionadas
por las otras y el conjunto funcione adecuadamente. En estas
condiciones, la lupa es un sistema óptico convergente con una
distancia focal pequeña.
A efectos prácticos se puede trabajar comosi los dos planos
principales coincidieran en uno solo. Sobre un esquema como el de la
Figura 2, es posible trazar las trayectorias de los rayos para formar la
imagen de un objeto situado sobre el foco objeto f 1.
Cuando el objeto está sobre el foco objeto, la imagen es virtual
y se forma en el infinito, y el observador la ve bajo un ángulo ϕ 2 . Si
se acerca el objeto a la lupa
(flecha naranja),...