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Instrumentos ópticos
Los instrumentos ópticos tiene como base conocimiento científico. La óptica es un sector de la física que analiza y explica la propagación de la luz y su interacción con la materia. Las leyes la óptica física se mezclan con la óptica técnica e influyen la interpretación, el diseño y la fabricación de instrumentos ópticos.
El instrumentos óptico más conocido tiene su origen en la naturaleza: se trata del ojo humano. Su facultad de transformar ondas electromagnéticas con longitudes de onda de 380 nm (violeta) hasta 780 nm (rojo), conocido también como luz visible, mediante fotoreceptores sobre la retina en impulsos nerviosos, que se transfieren al cerebro humano donde son procesados, permite al ser humano tener el sentido de la vista. Los mecanismos ópticos que pose el ojo humano son los que se usan en instrumentos ópticos. Mediante alteraciones de radios de curvatura y refracciones se manipulan la distancia focal y se enfocan los rayos de luz, lo que amplia los objetos.
Microscopios, lupas, prismáticos o telescopios se basan en este simple principio. Normalmente se trata con este tipo de instrumentos de aparatos pasivos; es decir, que se requiere una fuente luminosa externa para este tipo de mediciones. Sistemas más complejos se usan por ejemplo en la técnica de satélites, donde se usan radiómetros y espectómetros para mediciones de intensidad y análisis espectrales.
Además de los aparatos pasivos se usan en diferentes sectores también instrumentos ópticos activos. Por ejemplo, en los lectores de CD se usa un láser para leer la información registrada sobre la superficie de un disco. Otra tecnología conocida es el LIDAR (Light Detection And Ranging). Parecido al radar, pero usando impulsos láser, se
utiliza para controles de velocidad, mediciones de distancia y detección de objetos. Los puentes de peaje instalados en autopistas alemanas o las pistolas láser usadas por la
policía se basan en esta tecnología.
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Principio de funcionamiento de los instrumentos ópticos
Instrumentos ópticos pasivos:
Los componentes importantes de los instrumentos ópticos pasivos son las lentes ópticas. Las lentes ópticas son cristales transparentes con dos superficies que refractan la luz. La propiedad de refracción de la superficie se da por una curvatura cóncava o convexa. Si la superficie es plana no se refracta la luz. Si se observa un objeto a través de una lente, este se puede aumentar o disminuir, dependiendo de la curvatura de la lente. Una característica crucial de una lente es la distancia focal respectivamente el valor inverso y la refractividad, que se indica en la unidad
dioptrías y que juega un papel importante en la clasificación de lentes para gafas. Esto permite cambiar con lentes la distancia focal para adaptar la visión óptica de un objeto en su tamaño.
Instrumentos ópticos activos: En contraste con los instrumentos ópticos pasivos, los instrumentos ópticos activos requieren una fuente luminosa propia. El principio base es la emisión de ondas electromagnéticas enfocadas, y la recepción del eco que se forma en la reflexión en objetos o superficies. Mientras que los sistemas de radar trabajan con ondas cortas de radio invisibles, los instrumentos ópticos envían impulsos electromagnéticos en el sector de luz visible (láser). Gracias a la relación entre el tiempo de propagación de la señal y la velocidad de la luz es posible realizar una medición de distancia precisa, determinar la velocidad y la reproducción de objetos.
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