Instrumentos Ópticos: Funcionamiento y Aplicaciones en la Visión

Instrumentos Ópticos

Proyector de Imágenes

Proyecta la imagen ampliada de un objeto. Utiliza una lente convergente. La diferencia entre una cámara fotográfica y un proyector es la posición del objeto con respecto a la lente.

Lupa

Permite ver objetos con un tamaño mayor. Utiliza una lente convergente entre el observador y el objeto. El objeto debe situarse entre el foco de la lente y su centro óptico. La imagen aparece detrás del objeto.

Prismáticos

Utilizan dos lentes convergentes: objetivo y ocular. No están alineadas.

Microscopio

Compuesto por dos lentes convergentes: objetivo y ocular. El objeto se sitúa sobre una platina, a una distancia de la lente mayor que su distancia focal. Produce una imagen real, invertida y de mayor tamaño que el objeto. La imagen está a una distancia menor que su distancia focal, por lo que la segunda lente crea una imagen virtual, derecha y de mayor tamaño.

El Ojo Humano

Tiene una estructura casi esférica de 25 mm de diámetro llamada globo ocular. Está cubierto en su parte posterior por tres capas: esclerótica, coroides y retina.

• Retina: Capa de células sensibles a la luz que conectan con el nervio óptico. Se encuentra en la parte posterior del ojo.
• Iris: Se encuentra debajo de la córnea y da color al ojo.
• Pupila: Orificio central por donde penetra la luz.
• Cristalino: Lente biconvexa cuya curvatura se modifica mediante los músculos ciliares. Se encuentra detrás del iris.
• Acomodación: Cuando el foco luminoso se acerca al ojo, su imagen se formará más lejos. Los músculos ciliares se tensan y contraen el cristalino, aumentando su curvatura y reduciendo su distancia focal, generando una imagen más nítida.
• Punto Próximo: La menor distancia a un objeto que produce una imagen nítida en la retina. Suele ser de 25 cm, pero varía con la edad y la persona.
• Punto Lejano: Distancia del objeto más lejano que puede enfocar el ojo relajado. Está en el infinito.

Cámaras y Telescopios

Cámara Fotográfica

En lugar de una pantalla, utiliza una película fotográfica o un sensor digital para registrar la imagen de forma permanente. Tiene una lente convergente, un dispositivo para ajustar la distancia focal (zoom), un diafragma para regular la cantidad de luz y un obturador para controlar el tiempo de exposición.

Telescopio

Permite observar objetos lejanos que a simple vista parecen muy pequeños. El primer telescopio era de refracción, con dos lentes: objetivo y ocular. El objetivo recibe rayos paralelos de objetos lejanos. Tras refractarse, producen una imagen cerca del foco. Las lentes objetivo y ocular están separadas a una distancia igual a la suma de sus distancias focales. Si el foco del ocular coincide con la posición de la imagen del objeto, se produce una imagen virtual. El aumento angular (M) representa el cociente del ángulo subtendido en el ojo por la imagen final y el ángulo subtendido en el ojo desnudo por el objeto. Los telescopios reflectores utilizan un espejo cóncavo en lugar de la lente objetivo. Un segundo espejo dirige los rayos reflejados a la lente ocular.

Defectos de la Visión

• Presbicia: Pérdida de capacidad de acomodación en personas mayores. Se corrige con lentes convergentes.
• Miopía: Cristalino más convergente de lo normal. Se corrige con lentes divergentes.
• Hipermetropía: Cristalino menos convergente de lo normal. Se corrige con lentes convergentes.
• Astigmatismo: Córnea deformada con curvatura irregular. Se corrige con lentes cilíndricas.