Base de datos de preguntas: Óptica Geométrica: Instrumentos Ópticos

El microscopio compuesto también se puede utilizar para observar partículas sólidas con mayor detalle cuando se combina con una técnica llamada microscopía óptica diferencial de contraste (MODC). ¿Cuáles son las características que se pueden resaltar con esta técnica?

El microscopio óptico compuesto (Figura A) es un dispositivo que ayuda en la observación de objetos y detalles de pequeñas dimensiones, que no podrían ser vistos por el ojo humano. Tiene dos lentes, llamadas objetivo y ocular, y el esquema óptico de su funcionamiento, utilizando la representación de rayos luminosos que produce la imagen observable, se indica en la Figura B.

Un astrónomo aficionado está construyendo un telescopio refractor utilizando dos lentes convergentes. La primera lente tiene una distancia focal de 40 cm y la segunda, que servirá como ocular, tiene una distancia focal de 4 cm. El astrónomo desea saber la distancia total entre las dos lentes para que el telescopio funcione correctamente, considerando que la imagen final formada por la ocular sea virtual y ampliada. Utilizando los principios de la óptica geométrica y la fórmula del sistema óptico: 1/f = 1/di + 1/do, donde f es la distancia focal de la lente, di es la distancia de la imagen a la lente y do es la distancia del objeto a la lente, calcule la distancia total necesaria para que la imagen formada por la ocular esté en el infinito, garantizando que el telescopio funcione como un sistema de ampliación.

Un estudiante de fotografía está aprendiendo sobre el funcionamiento de las cámaras y las lentes fotográficas. Descubre que su cámara tiene un ajuste de lente con una distancia focal de 50 mm. Quiere tomar una foto de un objeto que está a 5 metros de distancia y desea saber cuál es la distancia entre la lente y el sensor de la cámara (distancia de la imagen) para obtener una foto nítida. (1) Usando la ecuación del fabricante óptico, calcule la distancia de la imagen. Luego, el estudiante aprende sobre la distancia hiperfocal, que es importante para mantener la máxima profundidad de campo posible en fotografías de paisajes. Tiene una lente con una apertura máxima de f/16. (2) Calcule la distancia hiperfocal para esta lente. Por último, (3) explique cómo el uso de la distancia hiperfocal y la comprensión de los principios de los instrumentos ópticos pueden ayudar al estudiante a obtener mejores resultados en sus fotografías.

Un astrónomo aficionado desea construir un nuevo tipo de telescopio para observar estrellas. Planea utilizar un espejo cóncavo de 15 cm de radio de curvatura y un ocular de aumento de 5x. Para que un observador pueda ver una imagen nítida en el infinito, el ocular debe estar posicionado en el punto donde se encuentra la imagen formada por el espejo. Considerando que la distancia focal de un espejo esférico es la mitad de su radio de curvatura y que el aumento angular máximo para una observación cómoda es de 5 grados, calcula: (1) la distancia focal del espejo cóncavo y la distancia desde el espejo hasta la imagen formada. (2) Con base en el cálculo anterior, determina la distancia entre el espejo y el ocular para que la imagen sea observada de forma nítida.