INSTRUMENTOS ÓPTICOS

APARATOS ÓPTICOS

Son aquellos instrumentos fundados en las propiedades de espejos, prismas y lentes que utiliza el hombre para lograr la visión de objetos muy pequeños o muy alejados en condiciones favorables.

CÁMARA OBSCURA

Es una caja cerrada con un orificio pequeño en una de sus paredes para la entrada de los rayos luminosos éstos forman en la pared situada frente al orificio una imagen real invertida de cualquier objeto situado en el exterior delante del orificio.El tamaño de la imagen crece con la distancia entre el orificio y la pared constituida por un vidrio esmerilado, donde se forma la imagen.
Disminuyendo el diámetro del orificio, la imágen gana la nitidez lo que pierde en luminosidad

CÁMARA FOTOGRÁFICA

Es un dispositivo utilizado para tomar fotografías, es un mecanismo antiguo para proyectar imágenes en el que una habitación entera hacía las mismas funciones que una cámara fotográfica actual por dentro, con la diferencia que en aquella época no había posibilidad de guardar la imagen a menos que ésta se trazara manualmente. Las cámaras actuales pueden ser sensibles al espectro visible o a otras porciones del espectro electromagnético y su uso principal es capturar el campo visual.

CÁMARA CINEMATOGRÁFICA

La cámara cinematográfica no es más que una cámara fotográfica, con la diferencia de que tiene un rollo de película que va pasando rápidamente ente el objetivo, impresionando de 22 a 25 fotografías por segundo, esta película va enrollándose en el mismo aparato, para ser luego revelada y fijada.

ANTEOJO DE GALILEO

Este aparato se utiliza para observaciones a distancia, en él se dispone un ocular constituido por una lente divergente y un objetivo que es una lente convergente, este aparato no da aumentos muy grandes, pero son prácticos por su pequeño tamaño era muy útil ya que permitía un mayor alcance de vista a larga distancia por medio del lente óptico

ANTEOJO ASTRONÓMICO

Este aparato es empleado en la observación de los cuerpos celestes consta de dos lentes convergentes: un objetivo y un ocular. El objetivo brinda una imagen real e invertida y mediante el ocular el observador ve una imagen virtual del mismo sentido, es decir invertida respecto al objeto. La distancia entre el objetivo y el ocular debe ser igual a la suma de sus respectivas distancias focales.

TELESCOPIO

Aparato el cual permite ver al ser humano el espacio por medio de una serie de lentes los cuales se gradúan a la distancia preferida por el usuario para ver los diferentes fenómenos espaciales.

MICROSCOPIO ÓPTICO

El microscopio óptico más simple es la lente convexa doble con una distancia focal corta. Estas lentes pueden aumentar un objeto hasta 15 veces. Por lo general, se utilizan microscopios compuestos, que disponen de varias lentes con las que se consiguen aumentos mayores. Algunos microscopios ópticos pueden aumentar un objeto por encima de las 2.000 veces. El objetivo está compuesto de varias lentes que crean una imagen real aumentada del objeto examinado. Las lentes de los microscopios están dispuestas de forma que el objetivo se encuentre en el punto focal del ocular. Cuando se mira a través del ocular se ve una imagen virtual aumentada de la imagen real. El aumento total del microscopio depende de las distancias focales de los dos sistemas de lentes. El microscopio puede contar con una fuente de luz eléctrica que dirige la luz a través de la muestra. La fotomicrografía, que consiste en fotografiar objetos a través de un microscopio, utiliza una cámara montada por encima del ocular del microscopio. La cámara suele carecer de objetivo, ya que el microscopio actúa como tal.

PERISCOPIO

Instrumento óptico para observar desde una posición oculta o protegida. Consiste en espejos o prismas situados en los extremos opuestos de un tubo con las superficies de reflexión paralelas entre sí en el eje del tubo.

PERISCOPIO

Un periscopio es un instrumento para la observación desde una posición oculta.

En su forma sencilla es un tubo con un juego de espejos en los extremos, paralelos y en un ángulo de 45º respecto a la línea que los une. Se puede usar para ver sobre la cabeza de la gente en una multitud. Esta forma de periscopio, con la adición de simples lentes, fue usado para propósitos de observación en trincheras durante la Primera Guerra Mundial

Los periscopios más complejos usan prismas en vez de espejos, y disponen de aumentos, como los usados en los submarinos.

COMO HACER UN PERISCOPIO

• Una caja larga y estrecha. Te puede servir una de jugo de naranja.
• 2 pequeños espejos. Quizás consigas espejos en las cajitas de maquillaje viejas. Procura que los espejos sean de mayor ancho que la caja.
• Cinta.
• Una trincheta o cuchillo.
• Un marcador.

Paso 1: Preparar el cuerpo del periscopio

Primero debes cerrar los extremos con un poco de cinta y luego cubres la caja completa.

Paso 2: Recortar los agujeros de la caja para los espejos

Después de cubrir toda la caja con cinta, deberás cortarla. Para ello, coloca un espejo sobre la misma, en su extremo, y traza su contorno con un marcador. Hecho eso, cortarás con una trincheta o cuchillo bien afilado. Igual harás con el otro extremo, pero del lado opuesto.

Paso 3: Ranuras para los espejos

Para este paso, necesitas marcar una línea a 45° de la base, sobre el lateral, y luego hacer un corte sobre la misma. Igual deberás hacerlo en el lado opuesto y sobre el otro extremo. Ahora coloca los dos espejos (Ten cuidado con las partes salientes de los espejos, quizás te convenga ponerle algo de cinta para tu seguridad).

Paso 4: Pruébalo

Ya lo tienes listo, ahora sólo quedar probarlo.

CALEIDOSCOPIO

Una parte de la óptica bastante interesante es la elaboración de un caleidoscopio PERO EN VERDAD SABES QUÉ ES?

• En primer lugar un caleidoscopio es un tubo que contiene tres espejos, que forman un prisma (para la óptica un prisma es un medio transaprente limitado por caras planas no paralelas y se producen tres efectos: reflexiones, refracciones y descomposición de la luz) tetraédrico que con su parte reflectante hacia el interior, al extremo de los cuales se encuentran dos láminas traslúcidas entre las cuales hay distintos objetos de color y forma diferente, cuyas imágenes se ven multiplicadas al ir girando el tubo mientras se mira por el extremo opuesto.
  
• El caleidoscopio moderno fue inventado en 1816 por el físico escocés David Brewster.

DAVID BREWESTER

Nació el 11 de diciembre de 1781 y muere el 10 de febrero de 1868 fue un cintífico, naturalista escosés, inventro y escritor.

Realiza investigaciones en el campo de la óptica e inventó el caleidoscopio

• LEY DE BREWSTER:Al incidir un rayo de luz sobre una superficie de separación de dos medios opticos , el rayo es reflejado y el refractado sufren una polarización máxima cuando el ángulo de incidencia es tal que las direcciones de propagación de dichos rayos son perpendiculares.

¿CÓMO HACER UN CALEIDOSCOPIO?


Tomá los espejos y colocalos uno al lado del otro mirando hacia abajo, dejando un espacio pequeño entre ellos.


Pasales dos tiras de cinta adhesiva como indica la figura, con el pegamento hacia abajo.
Dales vuelta.


Tomá los espejos de los extremos y moverlos hacia arriba de manera que te queden formado un triángulo, con la parte espejada hacia adentro.
Colocá el triángulo de espejos dentro del tubo de cartón.



Ubicá uno de los vidrios circulares en uno de los extremos
del tubo.


Ahora, tomá una de las tapas de cartón y has un agujerito en el centro de 1 cm de diámetro. Colocala sobre el vidrio y pegala con un poco de adhesivo . Por ese agujerito veremos lo que sucede dentro del caleidoscopio.


Por el otro extremo del tubo poné otro vidrio circular, y sobre él algunas cuentas y pedacitos de plástico de colores. No pongas demasiadas, así pueden mover libremente y hacer el mayor número de formas posibles al girar.

Encima de las cuentas de colores colocá el el último vidrio que te quedaba, y arriba el papel manteca o de calcar.


Para terminar, te falta ponerle la otra tapa de cartón. Pero antes, has un agujero un poco más grande que el de la primera tapa. Por este lado del caleidoscopio entrará la luz.





ESTA ES OTRA FORMA DE HACER UN CALEIDOSCOPIO

http://www.youtube.com/watch?v=pjm7PosyeWc
http://www.youtube.com/watch?v=fOOPRtVqej4

CONCEPTOS

FOTOMETRÍA.- parte de la óptica cuyo objetivo es determinar las intensidades de las fuentes luminosas y las iluminaciones de la superficie

RECORDEMOS QUE:
un cuerpo iluminado es aquel que recibe la luz
un cuerpo luminoso es el que genera luz


La intensidad luminosa es la cantidad de luz producida o omitida por un cuerpo luminoso y su unidad es la candela

Flujo luminoso es la cantidad de energía luminosa que atraviesa en la unidad de tiempo una superficie normal y perpendicular a los rayos de luz su unidad es el lumen


LA LEY DE LA ILUMINACIÓN
La iluminación es la cantidad de luz que reciben las superficies de los cuerpos se miden en luxes

1 LUX es igual a la iluminación producida por una candela sobre una superficie de 1m2 que se encuentra a 1m de distancia

LEY INVERSA AL CUADRADO

"LA ILUMINACIÓN QUE RECIBE UNA SUPERFICIE ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA INTENSIDAD DE LA FUENTE LUMINOSA E INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL CUADRADO DE LA DISTANCIA QUE EXISTA ENTRE ELLOS"

FORMACIÓN DE IMÁGENES (ÓPTICA GEOMÉTRICA)

Todos sabíamos que existen dos diferentes tipos de imágenes la real y la virtual y que el ser humano percibe la real pero esta cuando la captamos es invertida solo que nuestro cerebro la invierte para que la podamos ver tal cual. Distintos científicos exponían sus teorías acerca de como la luz influia en la persepción que nosotros teníamos hacía los objetos por ejemplo : PLATÓN decía que la luz se genera en los ojos, en cambio, PITÁGORAS decía que los objetos emiten partículas de lus que llegan a los ojos, DEMÓCRITO decía que la luz era una onda grande y llegaba a los ojos Pero las ondas no requieren un medio físico para desplazarse a lo que se les llama ondas electromagnéticas . El ojo humano es tan complejo que requiere de luz para ver distintos objetos por ejemplo

¿QUE VES AQUI?

Se ven dos hombres hablando o una copa cada uno tiene una persepción diferente de los objetos.

Las lentes de refracción son aquellas donde nosotros captaremos una imagen real.
La lente convergente reune todos los rayos de luz en un solo punto en cambio la lente divergente separa un haz de luz en diferentes puntos

La imagen va a variar según sea su posición y se hara mas grande o mas chica pero siempre con estas lentes la imagen será invertida y eso nos indica que es real.

(lente convergente)

(lente divergente)

Los espejos son esféricos y estos pueden ser concavos y convexos

En los cóncavos se observan imágenes invertidas y de distintos tamaños lo que nos lleva a que ees una imágen real en cambio en los convexos observamos una imágen virtual

(reflexión en un espejo cóncavo )

(espejo cóncavo)

(espejo convexo)

Es así mediante espejos como observamos las imágenes

MOTOR ELÉCTRICO

Un motor eléctrico es una máquina électrica que mediante fuerzas electromagnéticas (magnetismo-electricidad) transforman energía eléctrica en energía mecánica.

¿SABÍAS QUÉ?

• hay motores eléctricos que pueden transformar energía mecánica en eléctrica funcionando como un generador

¿sabes cómo construir un motor eléctrico?

Lo primero que necesitamos es de alambre de cobre, pila, cable, imanes y clips

El procedimiento es muy sencillo primero con al alambre de cobre haremos una ruedita dejando dos extremos del alambre, esos dos extremos los pondremos en los clips y debajo de eso pondremos los imanes y después conectaremos el cable con la pila y el clip

HASTA QUE TE QUEDE ALGO ASI

Como lo había mencionado antes es el cambia la energía eléctrica en mecánica, así que, como teníamos la presencia de un medio eléctrico que fue la pila y los conductores el cable y el alambre hacen que la ruedita gire y asi poder tener la energía mecánica


ESTE EXPERIMENTO NO SALIÓ DEL TODO BIEN YA QUE SE REQUERÍA QUE LA RUEDITA DIERA UNA VUELTA COMPLETA ASI QUE NUESTRAS HIPÓTESIS ACERCA DE ESTO FUE DE QUE:

• EL PESO DE LA RUEDITA ERA MUCHO POR LO QUE IGUAL Y NO SE PUDO MOVER BIEN
  
• NECESITAMOS UN MAYOR VOLTAJE EN LA PILA
  
• NECESITABAMOS UN IMÁN MÁS POTENTE

Así que es muy fácil construir un motor eléctrico solo que de acuerdo a muchos requisitos e intentar varias veces podremos solucionar los problemas que tuvimos y hacerlo bien la próxima vez.

ALGUNAS DEFINICIONES QUE PUEDEN SERVIRTE:

TRANSFORMADOR.-máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión.
PILA ELÉCTRICA.- dispositivo que convierte la energía química en eléctrica.
BOBINA.- componente pasivo de un circuito eléctrico almacena energía en forma de campo magnético.
GENERADOR.- dispositivo capaz de mantener su diferencia de potencial entre sus polos

ELECTROMAGNETISMO

Primero empezaremos por definir el electromagnetismo es una rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos y dichos fundamentos fueron asimilados por Michael Faraday.

El ser humano hace mucho tiempo se dio cuenta de que en la naturaleza existen materiales que eran capaces de atraer al hierro, como la magnetita. Algunas de las propiedades que tiene son:

• Atraen al hierro, y otros metales como cobalto y níquel

• Orientan sus moléculas en la misma dirección.

• Crean dos polos opuestos en sus extremos, y de ellos salen líneas de fuerza que van de uno al otro.

• Cumple con la ley de los polos

• Los polos norte y sur no se pueden separar.
• Si frotamos un objeto de acero con un imán, el objeto adquiere las propiedades magnéticas del imán y se comporta como tal.

La inducción electromagnética es el proceso a través del cual con un campo magnético se forma una corriente eléctrica.
Los imanes temporales son los electroimanes y de aquí se desglosa el simple que es el solenoide y bobinas.
La regla de la mano derecha es la que indica que el campo magnético se forma transversal a la dirección del paso de la corriente.
Un electroimán es un imán en el que el campo magnético se produce mediante una corriente eléctrica.

La ventaja que dicho electroimán tiene es que el campo magnético puede ser manipulado dependiendo de la cantidad de corriente eléctrica.


Para fabricar un electroimán necesitamos una pila, alambre de cobre, clavo y un clip

Primero con el alambre enrollaremos el cable de tal manera que se cubra todo pero dejando en los extremos partes de alambre para poderlas conectar a la pila podemos poner cinta de aislar para evitar que se despegue.

Observaremos que el clavo con el alambre funciona como imán ya que pasa la corriente de la pila a través del alambre al clavo después colocaremos el clip o clavos cerca para que los pueda atraer. Acontinuación pondré un video donde se ve los efectos del electroimán.