Aparatos Opticos

Introducción

Un instrumento óptico sirve para procesarondas de luz con el fin de mejorar una imagenpara su visualización, y para analizar las ondasde luz (o fotones) para determinar propiedadescaracterísticas.Los primeros instrumentos ópticos fuerontelescopios utilizados para la magnificación deimágenes distantes, y microscopios utilizadospara magnificar imágenes muy pequeñas. Desdelos días de Galileo y Van Leeuwenhoek, estosinstrumentos han sido mejorados ampliamente y se han extendido a otras porciones del espec-tro electromagnético. Los microscopios teníancomo máximo 10X, mientras que los modernostienen entre 400X y 600X.Otra clase de instrumentos ópticos es utili-zada para analizar las propiedades de la luz o demateriales ópticos. Entre ellos se incluyen:

Interferómetro para medir la interferen-cia de las ondas de luz

Fotómetro para medir la intensidad de laluz

Polarímetro para medir la dispersión orotación de luz polarizada q q

Reflectómetro para medir la reflectivi-dad de la superficie de un objeto

Refractómetro para medir índice de re-fracción de varios materiales, inventadopor Ernst AbbeEn

Breve historia de la óptica geométrica y de las lentes

Introducción

El estudio de las distintas teorías que a lo largo de la Historia han surgido para interpretar los fenómenos luminosos es un buen ejemplo que ilustra la evolución del método seguido por los científicos: siempre abierto a cambios y sometido a la prueba definitiva de la verificación experimental.

Modelo organicista

Los primeros modelos físicos se basaban fundamentalmente en analogías sacadas del comportamiento de los seres vivos de aquí que algunos autores califiquen a esta etapa de la Ciencia con el término de organicista. La óptica era una rama de las Ciencias Naturales.

Lo mismo que todas las demás ciencias la óptica evolucionó lenta y progresivamente hasta llegar a ser lo que es hoy en día. Los autores de la antigüedad clásica no resolvieron el dilema emisor-receptor al referirse a la naturaleza de la luz. No estaban de acuerdo sobre si los rayos pasan del objeto al ojo o del ojo al objeto. Demócrito, Aristóteles, Epicúreo y Lucrecio eran partidarios de la primera teoría, mientras que Euclides, Empédocles y Tolomeo lo eran de la segunda. La idea de la emisión de rayos visuales fue indudablemente útil y avanzada para su tiempo, ya que permitió elaborar una teoría acertada de la formación de las imágenes en los espejos

Modelo mecanicista

Sin embargo, a partir de Newton, la Física se hizo mecanicista en el sentido de que eran modelos mecánicos, basados en materia y movimiento, los que surgían para interpretar los hechos observados. Referente a esta tendencia es famosa la frase de Lord Kelvin: "Nunca estoy satisfecho hasta que consigo el modelo mecánico de una cosa. Si puedo construir un modelo mecánico, entiendo el fenómeno".

La cuestión de si la luz está formada por partículas o es un cierto tipo de movimiento ondulatorio fue una de las más interesantes de la historia de la ciencia. Entre los defensores de la teoría corpuscular se encuentra Newton. Con ella pudo explicar las leyes de la reflexión y de la refracción. Defensores destacados de la teoría ondulatoria fueron Christian Huygens, Robert Hooke y Thomas Young. Pulsa aquí para ver sus argumentos

La concepción mecanicista del mundo, aunque en muchos casos puede ser una poderosa ayuda para la imaginación, no es siempre válida y la historia de la Física ha demostrado como a veces una fe demasiado grande en un modelo mecánico puede dar lugar a un estancamiento en el progreso científico.

Modelo conceptual

La tendencia de la Física actual es cada vez mayor hacia esquemas conceptuales que parten de imágenes mentales expresadas a veces en términos matemáticos. Esto, en cierta medida, es una vuelta a la elaboración científica de los filósofos de la época del esplendor griego (Platón y Aristóteles), aunque con una considerable diferencia que radica en la ausencia de implicaciones metafísicas de la Física moderna, presentes, por otra parte, en todos los razonamientos de los filósofos a que nos hemos referido.

Estas tres etapas que pueden señalarse en la evolución de la Ciencia Física aparecen bastante claras en el estudio de los distintos procesos que han llevado a la idea que actualmente se tiene sobre la naturaleza de la luz. En esencia sólo son dos los modelos que se han dado para interpretar los fenómenos luminosos:

• el que considera a la luz como una partícula material (modelo corpuscular).

• el que considera a la luz como una onda de propagación (modelo ondulatorio).

Estos modelos se han considerado antagónicos pero, sin embargo, en la actualidad se ha llegado a una situación que en ciertos aspectos engloba ambas concepciones y las ideas que han surgido en este campo, además de interpretar todos los fenómenos luminosos, han abierto un nuevo panorama en la interpretación del mundo físico.

Historia

La historia de la Óptica geométrica e instrumental está relacionada con la historia de las lentes, el descubrimiento de las leyes de la reflexión y de la refracción y de la formación de las imágenes. Resulta interesante conocer cómo se inventaron y desarrollaron los primeros instrumentos ópticos, como el telescopio, el microscopio y el espectroscopio ya que la mayoría de los instrumentos ópticos posteriores son modificaciones de éstos.

No se conocen con mucha precisión las nociones que se tenían de la Óptica en la antigüedad. En los restos de antiguas civilizaciones se encontraron objetos que nos dan una idea de los intereses de los hombres por los fenómenos ópticos. En los restos de las tumbas egipcias aparecieron restos de espejos metálicos que probablemente servían para desviar los rayos del sol. Las lentes positivas fueron usadas como lupas desde tiempos muy remotos. Los hallazgos arqueológicos demostraron que fueron utilizadas para hacer las pequeñas inscripciones que aparecieron en objetos hallados en las esfinges de la Tumba de Minos, en Egipto. En Pompeya se halló una lente de 5 cm. de diámetro y se sabe que 3000 años a. C. en Mesopotamia se hacían lentes plano-convexas y biconvexas (algunas se conservan en museos como el de Berlín). Lo mismo ocurría en Creta donde se utilizaban como objetos sagrados para encender el fuego.

En el siglo XV antes de Cristo, durante el reinado de Tumes III, aparecen los primeros vasos de vidrio y esmaltes artísticos de este material. La relación entre el vidrio y la óptica es importantísima.

En el SIGLO VI a. C. Confucio (China entre el 551 y el 479 a. C.) habla de un zapatero que usaba "vidrios" en los ojos. Esto hace

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