laboratorio instrumentos Ópticos - fÍsica iv

INSTITUTO UNIVERSITARIO AERONAUTICOINFORME TECNICO DE LABORATORIO FÍSICA IV Nº3

TRABAJO PRÁCTICO Nº3

AUTORES: Aguirre, Andrés. Biagetti, Luciano. Senn, Guillermina.

RESUMEN

El propósito del Trabajo Práctico Nº3 de laboratorio de Física IV es el de introducir

al alumno en el funcionamiento y estructura óptica básica de los tres instrumentos

ópticos más conocidos, siendo los mismos el telescopio, el microscopio y la

cámara fotográfica. Para lograr los objetivos de dicho trabajo práctico, se trabajó

sobre un banco óptico fijo, variando las posiciones de las lentes. Los resultados

obtenidos, presentados en este informe, contienen las mediciones de las

distancias objeto e imagen, las magnificaciones del telescopio y el microscopio, y

el tamaño correcto del obturador para la cámara fotográfica. Adicionalmente se

anexa un gráfico en escala 1:1 del diagrama de rayos de la cámara fotográfica.

Las unidades para todos los problemas se atienen al sistema internacional SI.

En el Anexo se presenta el gráfico del mencionado diagrama de rayos.

Córdoba, 22 de Octubre de 2012

AUTORES: Aguirre, Andrés. Biagetti, Luciano. Senn, Guillermina. 1REVISIÓN:


ÍNDICE Pag.

LISTA DE SÍMBOLOS 4

1. INTRODUCCIÓN 4

2. DESARROLLO 4 2.1 ENUNCIADOS DE LOS EJERCICIOS PROPUESTOS 4 2.1.1 EJERCICIO 1 4 2.1.2 EJERCICIO 2 4 2.1.3 EJERCICIO 3 4 2.2 RESOLUCIÓN DE LOS EJERCICIOS PROPUESTOS 4 2.2.1 EJERCICIO 1 2.2.1.1 MARCO TEÓRICO

5

2.2.1.1.1 CONTEXTO HISTÓRICO 5 2.2.1.1.3 MAGNIFICACIÓN EN UN TELESCOPIO 6 2.2.1.1.4 ECUACIONES PARA OBTENER DISTANCIAS 6 2.2.1.1.5 CLASIFICACIÓN CROMÁTICA DEL TELESCOPIO 7 2.2.1.2 DIAGRAMA GENÉRICO DEL TELESCOPIO 8 2.2.1.3 PROCEDIMIENTOS REALIZADOS PARA MEDIR 9 2.2.1.3.1 UBICACIÓN DE LAS LENTES 9 2.2.1.3.2 CÁLCULOS PARA DETERMINAR DISTANCIAS 9 2.2.1.4 RESULTADOS OBTENIDOS EMPÍRICAMENTE 10 2.2.1.5 RESULTADOS OBTENIDOS TEÓRICAMENTE 10 2.2.2 EJERCICIO 2 11 2.2.2.1 MARCO TEÓRICO Marco teórico 11 2.2.2.1.1 CONTEXTO HISTÓRICO 12 2.2.2.1.2 FUNCIONAMIENTO BÁSICO DEL MICROSCOPIO 11 2.2.2.1.3 MAGNIFICACIÓN EN UN MICROSCOPIO 12 2.2.2.1.4 ECUACIONES PARA OBTENER DISTANCIAS 13 2.2.2.2 DIAGRAMA GENÉRICO DEL TELESCOPIO 14 2.2.2.3 PROCEDIMIENTOS REALIZADOS PARA MEDIR 14 2.2.2.3.1 UBICACIÓN DE LOS ELEMENTOS 14 2.2.2.3.2 CÁLCULOS PARA OBTENES LAS DISTANCIAS 14 2.2.2.3.3 CÁLCULOS PARA OBTENER MAGNIFICACIÓN 15 2.2.2.4 RESULTADOS OBTENIDOS EMPÍRICAMENTE 16 2.2.2.5 RESULTADOS OBTENIDOS TEÓRICAMENTE 16 2.2.3 EJERCICIO 3 16 2.2.3.1 MARCO TEÓRICO 16 2.2.3.1.1 CONTEXTO HISTÓRICO DE LA CÁMARA FOTOGRÁFICA

16



2.2.3.1.2 FUNCIONAMIENTO BÁSICO DE LA CÁMARA FOTOGRÁFICA

16

2.2.3.1.4 ECUACIONES PARA OBTENER DISTANCIAS 17 2.2.3.2 DIAGRAMA GENÉRICO DE LA CÁMARA FOTOGRÁFICA

17

2.2.3.3 PROCEDIMIENTOS REALIZADOS PARA MEDIR 18 2.2.3.3.1 UBICACIÓN DE LOS ELEMENTOS (apartado A) 18 2.2.3.3.2 UBICACIÓN DE LOS ELEMENTOS (apartado B) 18 2.2.3.3.3 DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO DEL OBTURADOR

19

3. CONCLUSIONES 20

4. NOTAS Y REFERENCIAS 21

ANEXOS 21

I. DIAGRAMA DE RAYOS DE CÁMARA FOTOGRÁFICA 21



LISTA DE SÍMBOLOS Y TABLA DE CONVERSIONES

Lista de símbolos

Símbolo Unidad DescripciónF Metros [m] Distancia focalo Metros [m] Distancia objetoi Metros [m] Distancia imagenM Adimensional Magnificación



1. INTRODUCCION

Siguiendo la necesidad de adquirir conocimiento sobre los instrumentos ópticos,

se desarrolla el siguiente informe, referido al Trabajo Práctico Nº3.

El Trabajo Práctico Nº3 consiste en una breve investigación referida a los tres

instrumentos ópcicos principales , incluyendo una introducción teórica y tres

ejercicios teórico-prácticos, cuyos datos introducen al alumno en el análisis básico

del funcionamiento de un telescopio, microscopio y cámara de fotos real.

El primer ejercicio está basado en telescopio refractor acromático; se analiza la

posición de sus lentes y el efecto que la variación en dicha posición causa en la

imagen obtenida. En el segundo ejercicio se realiza exactamente el mismo

procedimiento, pero enfocado hacia un microscopio.

El tercer ejercicio está directamente aplicado al funcionamiento de una cámara

fotográfica y los parámetros y ubicaciones necesarias de los instrumentos que la

componen para lograr una nitidez de imagen óptima.

Los datos, valores y gráficos obtenidos en cada ejercicio son expresados para

conocimiento del lector.

A continuación se enuncian y resuelven los ejercicios propuestos.

2. DESARROLLO

2.1 ENUNCIADOS DE LOS EJERCICIOS PROPUESTOS

2.1.1. EJERCICIO 1

Armar un telescopio refractor con dos lentes biconvexas sobre el banco óptico

proporcionado. Obtener las mediciones correspondientes a la distancia imagen y

objeto y la magnificación, de forma experimental. Verificar los resultados mediante

cálculos necesarios. Obtener el error.



2.1.2. EJERCICIO 2

Armar un microscopio con dos lentes biconvexas sobre el banco óptico

proporcionado. Obtener las mediciones correspondientes a la distancia imagen y

objeto y la magnificación, de forma experimental. Verificar los resultados mediante

cálculos necesarios. Obtener el error.

2.1.3. EJERCICIO 3

Armar una cámara fotográfica sobre el banco óptico proporcionado, utilizando un

diafragma, una fuente de luz , una flecha(objeto) y una lente biconvexa. Obtener

las mediciones correspondientes a la distancia imagen y objeto, de forma

experimental. Obtener el tamaño correcto del obturador. Dibujar el diagrama de

rayos correspondiente en escala 1:1.

2.2 RESOLUCIÓN DE LOS EJERCICIOS PROPUESTOS

2.2.1. EJERCICIO 1

2.2.1.1. MARCO TEÓRICO

A continuación se realiza una breve descripción del funcionamiento de un

telescopio , incluyendo los prototipos pioneros , características ópticas de los

telescopios actuales, y fórmulas pertinentes.

2.2.1.1.1. CONTEXTO HISTÓRICO

El telescopio más antiguo que se conoce fue construido en 1609 por Galileo

Galilei. En este sistema, el objetivo era una lente convergente, pero el ocular era

una divergence, posicionada antes de la primera imagen formada de forma que los

puntos focales de ambas lentes coincidieran detrás del ocular. Se obtenía una

imagen no invertida en infinito , y no había imagen intermedia. [1]



2.2.1.1.2. FUNCIONAMIENTO BÁSICO DE UN TELESCOPIO

REFRACTOR

El telescopio es un sistema óptico mediante el cual puede verse una imagen

magnificada de un objeto distante. La Figura 2 muestra el principio por el cual

funciona un telescopio astronómico refractor. Dicho telescopio consiste de dos

lentes convergentes; la primera, denominada “objetivo”, suele ser una lente

bicovexa acromática que forma una imagen real invertida I. Esta imagen es

examinada utilizando la segunda lente, u “ocular”. Para desinvertir la imagen

puede utilizarse un lente auxiliar.

En condiciones normales, la segunda distancia focal del objetivo coincide con la

primera distancia focal del ocular, de forma que un haz de luz de rayos paralelos

emerge como un haz de luz de rayos paralelos.

La refracción de la luz en la lente del objetivo hace que los rayos paralelos,

procedentes de un objeto muy alejado (en el infinito), converjan sobre un punto del

plano focal. Esto permite mostrar los objetos lejanos mayores y más brillantes.

Si el ojo es ubicado en el punto E` de la Figura 2, toda la luz que entre al objetivo

desde distintos ángulos respecto al eje, llegará al ojo.

2.2.1.1.3. MAGNIFICACIÓN EN UN TELESCOPIO REFRACTOR

La magnificación de un instrumento utilizado para el examen de objetos en el

infinito se obtiene de la ecuación (1), dado que cuando un ángulo es pequeño,

puede reescribirse como su tangente. [1]

(1)

La magnificación del telescopio, entonces, está dada por la ecuación (2), y

corresponde al cociente entre las distancias focales de las lentes.

(2)



La magnificación depende de los oculares, los cuales se disponen en el punto

donde la luz es concentrada por el objetivo, denominado plano focal. Son los

oculares los que proporcionan los aumentos al telescopio: al intercambiar oculares

se obtienen distintos aumentos con el mismo instrumento.

2.2.1.1.4. ECUACIONES PARA DETERMINAR LAS

DISTANCIAS EN UN TELESCOPIO

La magnitud de la distancia focal equivale a la mitad del radio:

(3)

La ecuación que relaciona la distancia focal de una lente con la distancia objeto y

la distancia imagen es la siguiente:

(4)

Los signos negativos que puedan aparecer indican la posición relativa del

parámetro, respetando el convenio de signos; no deben ser tomados como

indicación de una cantidad realmente menor a cero.

2.2.1.1.5. CLASIFICACIÓN CROMÁTICA DE UN TELESCOPIO

Existen dos tipos principales de telescopios refractores: los acromáticos y los

apocromáticos. Estas clasificaciones describen el nivel de corrección de color que

exhibe el diseño de telescopio. Un telescopio refractor acromático, por ejemplo,

contiene dos lentes en la parte frontal del telescopio, los cuales se utilizan para

enfocar los diferentes largos de onda de la luz visible en un solo punto focal. Sin

embargo, no logran su cometido a la perfección, ya que la luz azul no logra ser

enfocada en el mismo punto focal que los demás colores, causando un fenómeno

visual llamado aberración cromática, el cual produce un “halo” de luz azulada

intensa alrededor de objetos brillantes. Este efecto puede apreciarse en la Figura

1. [2]



Figura 1: Aberración cromática en la imagen

captada por un telescopio astronómico.

La aberración cromática que interesa en este caso es la denominada aberración

cromática longitudinal. Es causada porque la distancia focal de una lente depende

del índice de refracción de la sustancia que la forma y de la geometría de sus

superficies. Puesto que el índice de refracción de todas las sustancias ópticas

varía con la longitud de onda, la distancia focal de una lente es distinta para los

diferentes colores. En consecuencia, una lente única no forma simplemente una

imagen de un objeto, sino una serie de imágenes a distancias distintas de la lente,

una para cada color presente en la luz incidente. La variación de la distancia

imagen con el índice de refracción se denomina aberración cromática longitudinal.

Como la luz de longitud de onda más corta (azul) es curvada más que la luz de

longitud de onda más larga (rojo), la luz azul llega a un foco más cercano de la

lente que la luz roja. El efecto puede reducirse colocando dos lentes juntas en una

configuración conocida como pareja, par o doblete acromático. En el caso de

nuestro telescopio, hay una lente simple, por lo que estamos hablando de un

telescopio refractor acromático. [3]

2.2.1.2. DIAGRAMA GENÉRICO DEL TELESCOPIO

Figura 2. Telescopio astronómico refractor. [1]


http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_refracci%C3%B3n


2.2.1.3. PROCEDIMIENTOS REALIZADOS PARA MEDIR

2.2.1.3.1. Ubicación de las lentes

Tabla 1: Ubicación de las lentes.

Elemento Ubicación [cm] Características del elemento [mm]

Distancia focal [cm]

Lente objetivo 38,4 +200 20

Lente ocular 3,6 +100 10

Pantalla 110 - -

2.2.1.3.2. Cálculos para determinar las distancias imagen/objeto

Como se mencionó en puntos anteriores, en un telescopio se forma una imagen

intermedia cuando la luz atraviesa el objetivo, pero la imagen final, que resulta del

ocular, está en el infinito. Esto ocurre cuando los focos de ambos lentes coinciden.

Como en este caso hay una diferencia de aproximadamente 4,8 [cm] entre focos,

la imagen intermedia queda dentro del foco del ocular, por lo que la imagen final

es virtual y derecha respecto al ocular, pero real e invertida respecto al objetivo.

Esto puede apreciarse en la secuencia de gráficos de la Figura 3.

A continuación se determina la posición de la imagen intermeda, o del objetivo.

Recurriendo a la ecuación (4):



Para calcular la magnificación del telescopio se recurren a la fórmula (2):

Mtot = -dfobj/dfoc

Mtot = -38,4/3,6 = -10,66

2.2.1.4. RESULTADOS OBTENIDOS EMPÍRICAMENTE

Tabla 2: Resultados empíricos obtenidos en el telescopio.

Parámetro Medición obtenida

Distancia a la pantalla 110 [cm]

Distancia objeto objetivo 71,6 [cm]

Distancia imagen intermedia 27,75 [cm]

Distancia objeto ocular 7,5 [cm]

Distancia imagen final (virtual) 30 [cm]

Distancia imagen medida desde el observador (con éste a 110cm de la pantalla)

33,6 [cm]

Magnificación -4

2.2.1.5. RESULTADOS OBTENIDOS TEÓRICAMENTE

Tabla 3: Resultados teóricos obtenidos en el telescopio.

Parámetro Resultado

Magnificación -10,66

2.2.2 EJERCICIO 2



El origen del microscopio se remonta hasta 1610; su invención supuestamente se

debe a Galileo, aunque la opinión holandesa atribuye el microscopio a Jansen. La

palabra microscopio fue acuñada en la "Accademia dei Lincei" una sociedad

científica a la que pertenecía Galileo, en un trabajo basado en la observación

microscópica de una abeja. Las primeras publicaciones importantes en el campo

de la microscopia aparecen en 1665, cuando Hooke publica su obra Micrographia.



El microscopio óptico se denomina de esta manera porque está basado en la

utilización de lentes ópticas. También se le conoce como microscopio de luz o

microscopio de campo claro. El desarrollo de este aparato suele asociarse con los

trabajos de Anton van Leeuwenhoek, quién lo utilizó para bacteriología. Los

microscopios de Leeuwenhoek constaban de una única lente pequeña y convexa

montada sobre una plancha, con un mecanismo para sujetar el material que se iba

a examinar. Este uso de una única lente convexa se conoce como microscopio

simple, en el que se incluye la lupa, entre otros aparatos ópticos. [4]

2.2.2.1.2. FUNCIONAMIENTO BÁSICO DE UN MICROSCOPIO

El microscopio que se utiliza en este trabajo práctico consiste de dos lentes

convergentes, denominadas objetivo y ocular, igual que en el telescopio. Para

lograr un microscopio, se ubicó la lente objetivo del telescopio donde estaba la

ocular, y viceversa.

El objetivo del microscopio actúa como una cámara fotográfica. Cuando un objeto

se sitúa más allá del foco de su lente, se produce una imagen ampliada, real e

invertida.

El ocular actúa como una lupa que observa la imagen que ha formado el objetivo,

construyendo una nueva imagen mucho más ampliada, virtual y derecha con

relación a aquella, pero invertida con relación al objeto examinado.

Así, la imagen del microscopio compuesto resulta de la combinación de las

provocadas por una lente (objetivo) que actúa como una cámara fotográfica, y otra

(ocular) que actúa como una lupa que observa la imagen formada por la primera.

El objetivo es el encargado de proyectar la imagen de la muestra que se observa.

Esta imagen es aumentada y proyectada hacia el ocular; la imagen proyectada por

el objetivo recibe el nombre de imagen primaria o imagen aérea, ya que se forma

en el aire. Esta imagen llega al ocular, cuya función es similar a la de una lupa. El

ocular aumenta la imagen aérea creada por el objetivo.

La imagen final observada se forma en la retina del ojo del observador. Esta

imagen es una imagen virtual EL momento en el que los rayos reales y virtuales



coinciden en su trayectoria, entran al ojo. Por esto, los rayos virtuales se

consideran "extensiones" de los rayos de luz reales.

2.2.2.1.3. MAGNIFICACIÓN EN UN MICROSCOPIO

El aumento total de la imagen por el microscopio se produce en dos pasos. El

primer aumento se denomina primario y es producido por el objetivo; el segundo

aumento, o aumento secundario , es realizado por el ocular. El aumento total del

microscopio es el producto del aumento primario y el secundario. El aumento

máximo y el poder de resolución del microscopio están determinados realmente

por el objetivo; el ocular amplifica la imagen que forma el objetivo.

El tamaño aparente de un objeto está determinado por el tamaño de su imagen en

la retina. A ojo desnudo, este tamaño aparente depende del ángulo con el cual el

ojo ve al objeto. Para un ojo normal, la distancia mínima de visión nítida es de

aproximadamente 25cm. Si se ubica una lente convergente delante del ojo, puede

verse el objeto mucho más cercano; la lente forma una imagen virtual ampliada a

una distancia mayor que la distancia objeto. El ojo ve la imagen virtual en lugar de

el objeto en sí mismo.

Esta lente convergente se denomina lupa, y su aumento se define como el

cociente entre distancia a la imagen virtual y la distancia al objeto, y se denomina

aumento angular.

(5) Mθ = Y'/Y = Di/Do

Por la ecuación ( ) , obtenemos que

(6) 1/Di – 1/|Do| = 1/|f| , de forma que el aumento ahora resulta ser

(7) Mθ = 1 + Do/|f| = 1+25/|f| , con f medida en [cm].

Dado que la magnitud de la distancia focal del ocular suele ser pequeña en

comparación a 25cm, puede escribirse al aumento como

(8) Mθ = 25/|foc| [cm].



El objetivo del microscopio forma una imagen aumentada del objeto que se

observa a través del ocular. La magnificación el objetivo está dada por

(8) M' = -s/fobj,

y se denomina aumento lineal de la lente objetivo.

De esta forma, la magnificación total de un microscopio se calcula como el

producto de los aumentos individuales:

(9) Mtot = MθM' = -(25s) / (fobj|foc|)

(10)

La cantidad s es la distancia desde el punto focal del objetivo hasta la imagen

aérea o intermedia. Todas las cantidades están en [cm]. [5]

2.2.2.1.4. ECUACIONES PARA DETERMINAR LAS DISTANCIAS

EN UN MICROSCOPIO

Ver “Ecuaciones para determinar las distancias en un telescopio”.

2.2.2.2. DIAGRAMA GENÉRICO DEL MICROSCOPIO

Figura 3: Ilustración del funcionamiento de un microscopio.


2.2.2.3.1. Ubicación de los elementos



Tabla 4: Ubicación de los elementos.

Elemento Ubicación [cm] Características del elemento [mm]

Lente ocular 55 +200

Lente objetivo 87,5 +100

Pantalla 110 -

2.2.2.3.2. Cálculos para determinar las distancias imagen/objeto

Un microscopio sirve para ver objetos cercanos a la lente objetivo. Por lo tanto, en

nuestro caso se dispuso la lente objetivo de +100mm a 87,5 cm del observador, o

dicho de otra forma, a 22,5 cm de la pantalla. Por lo tanto, ésta última es la primer

distancia objeto. Al situar la lente ocular a 55cm del observador, la imagen aérea

cae entre el punto focal del ocular y la lente ocular. Esto provoca que la imagen

final sea virtual y esté ubicada a aproximadamente 50cm a la izquierda de la lente

ocular, casi sobre la pantalla.

A continuación se desarrollan los cálculos realizados para obtener estas

distancias.



2.2.2.3.3. Cálculos para determinar la magnificación

Utilizando la ecuación (10) se obtiene:

2.2.2.4. RESULTADOS OBTENIDOS EMPÍRICAMENTE

Tabla 5: Medidas obtenidas empíricamente.


Distancia a la pantalla 110 [cm]

Distancia objeto objetivo 22,5 [cm]

Distancia imagen intermedia 18 [cm]

Distancia objeto ocular 14,5 [cm]

Distancia imagen final -52,72 [cm]

Disancia imagen con respecto al ojo -107,72 [cm]

Magnificación -3

2.2.2.5. RESULTADOS OBTENIDOS TEÓRICAMENTE

Tabla 6: Medidas obtenidas teóricamente.


Magnificación -1



2.2.3 EJERCICIO 3



La lente más básica utiliza una única lente convergente, usualmente de menisco,

Estas lentes, también denominadas “lentes de paisaje”, se originaron alrededor de

1812 y fueron quienes introdujeron la fotografía. [6]

2.2.3.1.2. FUNCIONAMIENTO BÁSICO DE UNA CÁMARA

FOTOGRÁFICA

Las cámaras fotográficas constan de una cámara oscura cerrada, con una

abertura en uno de los extremos para que pueda entrar la luz, y una superficie

plana de formación de la imagen o de visualización para capturar la luz en el otro

extremo. La mayoría de las cámaras fotográficas tienen un objetivo formado de

lentes, ubicado delante de la abertura de la cámara fotográfica para controlar la luz

entrante y para enfocar la imagen, o parte de la imagen. El diámetro de esta

abertura (conocido como apertura) suele modificarse con un diafragma, aunque

algunos objetivos tienen apertura fija.[6]

Mientras que la apertura y el brillo de la escena controlan la cantidad de luz que

entra por unidad de tiempo, en la cámara durante el proceso fotográfico, el

obturador controla el lapso en que la luz incide en la superficie de grabación.

En una cámara fotográfica se forma una imagen real invertida de un objeto

mediante una combinación de lentes sobre la superficie de una película

fotográfica. La luz que llega a la imagen por unidad de área se denomina la

iluminación E. Esta luz es proporcional al cociente d2/f2, donde d es el diámetro del

orificio de entrada de la luz, y f la distancia focal. Si no hay aberraciones, la

imagen de un objeto distante que está a un ángulo θ, es de dimensiones fθ.

Entonces, para producir una imagen grande, la distancia focal debe ser grande. [7]

Por lo tanto, las dos características principales de una cámara son la distancia

focal y el rango de focos en los cuales puede operar.



2.2.3.1.3. ECUACIONES PARA DETERMINAR LAS

DISTANCIAS

Ver “Ecuaciones para determinar las distancias en un telescopio”.

2.2.3.2. DIAGRAMA GENÉRICO DE UNA CÁMARA

FOTOGRÁFICA

Figura 4: Diagrama de una cámara fotográfica.


El ejercicio 3 consta de dos apartados. En el primero, se debe determinar cuáles

son las distancias imagen y objeto; en el segundo, el tamaño del obturador.

Para el primer punto, se muestra la ubicación de los elementos en la Tabla 7 . La

Figura 5 ilustra los resultados obtenidos.

2.2.3.3.1. Ubicación de los elementos (apartado 1).

Tabla 7: Ubicación de los elementos de la cámara. Apartado 1.

Elemento Ubicación [cm]

Fuente de luz 0 [cm]

Flecha 2,7 [cm]

Lente 12,5 [cm]

Objeto 57,5 [cm]



Figura 5: Diagrama del apartado (a).

2.2.3.3.2. Ubicación de los elementos (apartado 2).

Tabla 8: Ubicación de los elementos de la cámara. Apartado 2.

Elemento Ubicación [cm]

Fuente de luz 0 [cm]

Flecha 2,7 [cm]

Lente 22 [cm]

Objeto 41 [cm]

Diafragma 16 [cm]

El diafragma utilizado fue de 4,4 [mm], y su foco se ubicó en 22 [cm] a partir de la

fuente de luz. La Figura 6 ilustra los resultados obtenidos.

Figura 6: Diagrama del apartado (b).



2.2.3.3.3. Determinación del tamaño de obturador óptimo

El obturador debe utilizarse en su menor apertura para lograr la mayor nitidez.

3. CONCLUSIÓN

Habiendo finalizado el presente informe correspondiente al TP3, nos encontramos

en condiciones de enunciar una conclusión referida al mismo. Siendo un trabajo

que requirió mucho tiempo de investigación y análisis, consideramos que el tiempo

ha valido la pena, dado que ha resultado útil como medio de estudio de los temas

incluidos en el programa de la materia.

El primer ejercicio nos ha servido para familiarizarnos con el telescopio de

refracción, tanto con su funcionamiento como con sus características.

Específicamente, pudimos ver que dicho instrumento genera una imagen virtual

lejos del observador, cuando el primer objeto se encuentra a gran distancia de la

lente objetivo. Teóricamente, la imagen debería estar en 1,10[m] en nuestro

telescopio, pero se la situó a 30cm, lo que implica una diferencia porcentual de

72,7%. Esto se debe a la incorrecta ubicación de las lentes. También se apreció

una considerable diferencia entre la magnificación calculada teóricamente y

aquella obtenida por observación directa. Esto también es producto de la corta

distancia entre el observador y el ocular, y la gran distancia entre ocular y objetivo.

El segundo ejercicio arrojó resultados mucho más exactos que el primero. En el

microscopio, la imagen virtual obtenida debería haber estado en 1,10 [m], y se la

situó a 107[cm], lo cual implica una diferencia porcentual de sólo 2,72 %. Sin

embargo, la magnificación calculada en base a las distancias objeto y las

distancias focales arroja un resultado de -1, lo que implicaría que el microscopio

sólo estaría invirtiendo pero no amplificando la imagen, mientras la observada

experimentalmente se acercó a -3. Esto también se debe a un error en la posición

de las lentes. Concluimos en este caso que, para obtener un microscopio, es



necesiario situar la lente objetivo cerca del objeto, mientras que en el telescopio

era necesario que hubiera mucha distancia entre ambos.

El tercer y último ejercicio consistió en acomodar los elementos de una cámara

fotográfica rudimentaria para poder observar su funcionamiento. Las posiciones de

los elementos ya han sido detalladas anteriormente, pero puede concluirse que

para este instrumento, es recomendable situar el diafragma lo más cercano

posible a la lente. El orificio de apertura del obturador debe ser mínimo, para que

entre la menor cantidad de luz posible; esto genera mayor nitidez de imagen, al

menos para este ejemplo concreto.



4. NOTAS Y REFERENCIAS

[1] M. BORN, E. WOLF. Principles of Optics, Capítulo 6: “Image-forming Instruments”. Sección 6.3: “The Refracting Telescope”. 6ta edición con correcciones, 1986.

[2] SOCIEDAD DE ASTRONOMÍA DEL CARIBE. El telescopio refractor [En línea] . En: Sociedad Astronomía. Disponible en web: <http://www.sociedadastronomia.com/2012/03/27/el-telescopio-refractor/ > [Consulta: 19 de Octubre 2012].

[3] WIKIPEDIA. Aberración cromática [En línea]. Disponible en web: <http://es.wikipedia.org/wiki/Aberraci%C3%B3n_crom%C3%A1tica > [Consulta: 19 de Octubre de 2012].

[4] WIKIPEDIA. Microscopio óptico [En línea]. Disponible en web: <http://es.wikipedia.org/wiki/Microscopio_%C3%B3ptico > [Consulta: 19 de Octubre de 2012].

[5] M. BORN, E. WOLF. Principles of Optics, Capítulo 6: “Image-forming Instruments”. Sección 6.6: “The Microscope”. 6ta edición con correcciones, 1986.

[6] WIKIPEDIA. Cámara fotográfica. [En línea]. Disponible en web: <http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_fotogr%C3%A1fica > [Consulta: 19 de Octubre de 2012].

[7] M. BORN, E. WOLF. Principles of Optics, Capítulo 6: “Image-forming Instruments”. Sección 6.2: “The Camera”. 6ta edición con correcciones, 1986.

ANEXOS

ANEXO I : Diagrama de rayos de la cámara fotográfica del ejercicio (3). Escala: 1:1.


http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_fotogr%C3%A1fica

http://es.wikipedia.org/wiki/Microscopio_%C3%B3ptico

http://es.wikipedia.org/wiki/Aberraci%C3%B3n_crom%C3%A1tica

http://www.sociedadastronomia.com/2012/03/27/el-telescopio-refractor/

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