Metrologia Optica E Instrumentacion Basica

95
MATERIA: METROLOGIA Y NORMALIZACION DEPARTAMENTO DE INGENERIA INDUSTRIAL

UNIDAD III METROLOGIA OPTICA E INSTRUMENTACION BASICA Introducción a la óptica. La óptica es la ciencia de controlar la luz. La luz es parte de un tipo de energía llamada “radiación electromagnética” (EM). La luz es la parte de las ondas EM que podemos ver y forma los colores del arcoíris. Hablando más formal, laóptica es el campo de la ciencia y la ingeniería que comprende los fenómenos físicos y tecnologías asociadas con la generación, transmisión, manipulación, uso y detección de la luz. La luz (viaja a 300 000km/seg) es una onda electromagnética, esto significa que es una combinación de una onda eléctrica y una onda magnética (y una onda electromagnética viaja a la velocidad de la luz). Las ondaselectromagnéticas pueden ser muchas, como se muestra en la siguiente figura:

Existen tres formas de controlar la luz: 1. Bloqueándola con algo. 2. Reflejándola (conocido como reflexión). 3. Doblándola, es decir, la luz cambia su dirección pasando de un medio transparente a otro de diferente densidad, como aire o agua (conocido como refracción). Para nosotros los seres humanos es muy importante controlarla luz, ya que los usos que le hemos dado son tan variados, como: • Lentes de contacto • Fotocopiadoras • Microscopios y lupas
AUTOR: ING. ROBERTO J. TREVIÑO VALENZUELA

96
MATERIA: METROLOGIA Y NORMALIZACION DEPARTAMENTO DE INGENERIA INDUSTRIAL

• Proyectores • Reproductores de cd • Rayos X • Laser (Luz Amplificada por Efecto de Radiación Estimulada) Cabe mencionar que este último seutiliza en la industria con fines de medición, cortar, soldar, etc. Instrumentos ópticos. Espejo: Dispositivo óptico, generalmente de vidrio, con una superficie lisa y pulida, que forma imágenes mediante la reflexión de los rayos de luz. Además de su uso habitual en el hogar, los espejos se emplean en aparatos científicos; por ejemplo, son componentes importantes de los microscopios y los telescopios.Prisma (Óptica): Bloque de vidrio u otro material transparente que tiene la misma sección transversal (generalmente un triángulo) en toda su longitud. Los dos tipos de prisma más frecuentes tienen secciones transversales triangulares con ángulos de 60 o de 45º. Los prismas tienen diversos efectos sobre la luz que pasa a través de ellos. Cuando se dirige un rayo de luz asia un prisma, suscomponentes de distintos colores son refractados (desviados) en diferente medida al pasar a través de cada superficie, con lo que se produce una banda coloreada de luz denominada espectro. Este fenómeno se conoce como dispersión cromática, y se debe al hecho de que los diferentes colores de la luz tienen distintas longitudes de onda, y son más o menos frenados al pasar a través del vidrio: la luz roja esla que resulta menos frenada, y la violeta la que más. Fibra Óptica: Fibra o varilla de vidrio u otro material transparente con un índice de refracción alto que se emplea para transmitir luz. Cuando la luz entra por uno de los extremos de la fibra, se transmite con muy pocas pérdidas incluso aunque la fibra esté curvada. El principio en que se basa la transmisión de luz por la fibra es lareflexión interna total; la luz que viaja por el centro o núcleo de la fibra incide sobre la superficie externa con un ángulo mayor que el ángulo crítico, de forma que toda la luz se refleja sin pérdidas hacia el interior de la fibra. Así, la luz puede transmitirse a larga distancia reflejándose miles de veces. Para evitar pérdidas por dispersión de luz debida a impurezas de la superficie de la fibra, elnúcleo de la fibra óptica está recubierto por una capa de vidrio con un índice de refracción mucho menor; las reflexiones se producen en la superficie que separa la fibra de vidrio y el recubrimiento. La aplicación más sencilla de las fibras ópticas es la transmisión de luz a lugares que serían difíciles de iluminar de otro modo. También pueden emplearse para transmitir imágenes, cada punto de...