instrumentos opticos

Instrumentos ópticos

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5. Instrumentos ópticos
En el tema anterior se estudiaron los fundamentos de la formación de imágenes
por espejos y lentes. Ahora es tiempo de aplicar estas ideas a algunos
instrumentos ópticos de uso común, para describir cómo funcionan.
Entre los dispositivos ópticos que se abordarán están las cámaras, los
proyectores, las lupas, los microscopios y lostelescopios. Se observará cómo se
construyen y se describirán las imágenes que pueden ser percibidas a través de
éstos.
5.1 Cámaras

Figura 5.1 Cámara fotográfica

Los elementos básicos de una
cámara (Fig. 5.1), son una
lente convergente, una caja
hermética ("cámara" es la
palabra latina que significa
cuarto o recinto), una película
sensible para registrar la
imagen, y un obturador paradejar que la luz proveniente de
la lente llegue a la película
durante una duración prescrita
de tiempo. La lente forma una
imagen real invertida sobre la
película del objeto fotografiado.

Cuando la cámara está adecuadamente en foco, la posición de la película coincide
con la posición de la imagen real formada por la lente. La fotografía resultante será
lo más nítida posible. Con una lenteconvergente, la distancia imagen aumenta a
medida que disminuye la distancia objeto. En consecuencia, al "enfocar" la
cámara, la lente se acerca a la película para un objeto distante y se aleja de la
película para un objeto cercano. A menudo esto se hace girando la lente en una
montura con rosca.
Con el fin de que la película registre la imagen de manera apropiada, la energía
luminosa totalpor unidad de área que llega a la película (la "exposición"), debe
caer dentro de ciertos límites. Esto se controla mediante el obturador y la abertura
de la lente. El obturador controla el intervalo de tiempo durante el cual la luz
penetra en la lente. Esto por lo general se ajusta en pasos correspondientes a
factores de aproximadamente dos, a menudo desde 1 seg hasta 1 seg .
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Laintensidad de la luz que llega a la película es proporcional al área vista por la
lente de la cámara y al área efectiva de la lente. El tamaño del área que la lente

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"ve" es proporcional al cuadrado del ángulo de visión de la lente y de este modo,
es aproximadamente proporcional al 1 f 2 . El área efectiva de la lente es
controlada mediante el diafragma, que es unagujero casi circular con diámetro
variable D , por tanto, el área efectiva es proporcional a D 2 . Juntando estos
factores, vemos que la intensidad de la luz que llega a la película con una lente en
particular es proporcional a D2 f 2 . Por lo general, la capacidad de recolección de
luz de una lente es expresada por los fotógrafos en términos del cociente f D ,
conocido como número f de lalente:
número f =

Longitud focal
f
=
Diámetro de abertura
D

Por ejemplo, se dice que una lente con una longitud focal f = 50 mm y un diámetro
de abertura D = 25 mm posee un número f de 2 o "una abertura de f 2 ". La
intensidad de la luz que llega a la película es inversamente proporcional al
cuadrado del número f .
Para una lente con una abertura de diámetro variable, el aumentar eldiámetro en
un factor de 2 , cambia el número f en 1 2 , y aumenta la intensidad en la
película en un factor de 2. Las aberturas ajustables por lo general tienen escalas
(conocidas como marcas f ) marcadas con números sucesivos relacionados por
factores de

2 , como,
f
2

f
2.8

f
4

f
5.6

f
8

f
11

f
16

y así sucesivamente. Los números más
grandes representanaberturas menores
y cada paso corresponde a un factor de
dos en intensidad (Figura 5.2). La
exposición real (cantidad total de luz que
llega a la película), es proporcional al
área de la abertura y al tiempo de
exposición. Por tanto, una abertura de
f 4 con un tiempo de exposición de
1 500 seg , una abertura de f 5.6 con un
tiempo de 1 250 seg y una abertura de
f 8 con 1 125 seg proporcionan...