TEMA 5.- LA LUPA (MICROSCOPIO SIMPLE)

Transcripción

1 1/ 27 TEM 5.- L LUP (MICROSCOPIO SIMPLE) Introducción. umento visual. Distancia de visión equivalente. Potencia equivalente. Valores normalizados del aumento visual. Campo visual. Profundidad de enfoque. Luminosidad. Poder separador.

2 5.1.- Introducción L LUP 2/ 27 Instrumento óptico subjetivo que proporciona al ojo una imagen aumentada de objetos próximos de tamaño reducido, lo que permite apreciar mejor los detalles que los constituyen. El tamaño con el que se percibe un objeto está determinado por el ángulo subtendido por el mismo desde el centro de la pupila del ojo. Basta con acercar el objeto?

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4 4/ 27 La solución más simple consiste en situar una lente convergente entre el objeto y el ojo. y w' > r ' > w y '

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6 5.2.- umento visual Se define el aumento visual de la lupa como el cociente entre el tamaño angular aparente, w, de la imagen y el tamaño angular, w, que tendría el objeto en el caso de estar situado en el punto próximo del observador. umento visual tan w' Γ = tan w = y' y' 6/ 27 r

7 7/ 27 tan w' y' p z ' o p Γ= = = tan w y z' z' f ' z' z' o o Γ= f ' 2 pf' + zz' o

8 Medida del aumento visual (método directo) 8/ 27

9 Medida del aumento visual (método indirecto) 9/ 27

10 5.3.- Distancia de visión equivalente La distancia axial, l eq, medida desde el objeto hasta la pupila de entrada del ojo, a la que se debería situar el objeto para que subtendiera el mismo ángulo, w, que la imagen a través de la lupa. l eq p = Γ 10 / 27 Utilizar la Lupa equivale a acercar el objeto

11 5.4.- Potencia equivalente 11 / 27 El concepto de visión equivalente permite definir un parámetro intrínseco de la lupa, ligado al aumento, pero que no depende de la capacidad de acomodación del observador. Se define la potencia equivalente como la inversa de la distancia equivalente. ϕ eq 1 = l eq p = 0. 25m Γ = ϕ eq 4 Mide (en D) la capacidad de aumento de la Lupa

12 5.5.- Valores normalizados del aumento visual 12 / 27 umento normal (comercial). Valor normalizado del aumento que: no depende ni de la acomodación ni de la posición del observador. Corresponde a una posición del objeto z o = 0, y una acomodación tal que p = -0.25m. z o = 0 Γ N = f ' 2 pf + z ' o z' 0.25 = = f ' ϕ 4

13 umento normal (comercial). Valor normalizado del aumento que: no depende ni de la acomodación ni de la posición del observador. Corresponde a una posición del objeto z o = 0, y una acomodación tal que p = -0.25m. También se obtiene en el caso en que z = 0, para cualquier posición del objeto. z = 0 13 / 27

14 umento iso-acomodativo. Valor normalizado del aumento en que se asume que la lupa se usa con el ojo pegado a ella, y la imagen final está a m del ojo. 14 / 27

15 umento iso-acomodativo. Valor normalizado del aumento asumiendo que: La lupa se usa con el ojo pegado a ella. La imagen final está a m del ojo. Γ I = z' o f ' 0.25 z' z' o z' = o 0.25 = 1+ = 1+ ΓN f ' f ' 15 / 27

16 16 / Campo visual.

17 5.6.- Campo visual 17 / 27 ( z z ) ρ ' = ' ' m O φ 2 ' ' ( f + z ) ρ = m z O = 0 f ' φ 2 f ' + z '

18 5.6.- Campo visual 18 / 27

19 5.7.- Profundidad de enfoque 19 / 27 Longitud del intervalo axial del espacio objeto, cuya imagen a través del Instrumento óptico coincide con el Intervalo de Visión Nítida del observador. Límites de enfoque % R LUP O OR % P OP { Δ = % % } LUP e OO R P { IVN... = OO R P} O

20 5.7.- Profundidad de enfoque 20 / 27 Δ = O% O% = O% F + FO% = FO% + FO% = z + z e R P R P R P R P z ' ' R z R = f z z' R = F' OR = F' + OR = z' + r 2 2 zp z' P = f ' z' P = F' OP = F' + OP = z' + R z p f = z ' ' + r 2 2 Profundidad de enfoque P Δ = e f ' = z ' + p f Límite de enfoque remoto Límite de enfoque próximo ' z' + r z' + p

21 La profundidad de enfoque depende de : Características de la lupa (f ) Posición del observador (z ) Características del observador: Refracción ocular. mplitud de acomodación. Posición del observador (z ): Cuando el ojo se sitúa en el plano focal imagen de la lupa: Δ = = e f 2 ' m Δ = e f 21 / ' z' + r z' + p

22 22 / 27 Δ = Características del observador Para un observador emétrope: f r = zr = 0 Δ e = z' + p Para un observador hipermétrope: e f ' z' + r z' + p 2 ' O es virtual >0 < R r zr La imagen a través de la lupa es real! Contradice la definición de lupa? NO: la lupa ha de proporcionar al ojo una imagen a la que éste pueda enfocar y cuyo tamaño angular sea w > w

23 EJEMPLO 23 / 27 Lupa de distancia focal f =100mm OBSERVDOR EMÉTROPE de = 10D R= 0 r = z = 0 Δ z = R e P 1 1 m = 10D= p = 100mm r p Influencia de la posición del Observador: m f z' ( ) Δ = 2 2 e m P OBS Lupa z ' = f ' = 100mm Δ e = ' + p f ' z' + r z' + p OBS F ' z' = 0 Δ = f ' = 0,1 10 = 0,1m= 100mm z e 2 ( 100) + ( ) = mm z P

24 Lupa de distancia focal f =100mm Δ = e f ' z' + r z' + p 24 / 27 OBSERVDOR MIOPE de R = -2 D y = 10D R= -2D r = 0,5m= 500 mm 1 ) ) m = 10D= R P= 2 P P= 12D p= = 0,0833m= 83,3mm 12 Influencia de la posición del Observador: 2 e m P R OBS F ' z' = 0 Δ = f ' = 0,1m= 100mm z z 2 2 ( 100) ( 100) zr = mm = 20 mm ; zp = ) mm = 120mm EMÉTROPE 0 + ( 500) 0+ ( 83,3 ) OBS Lupa z' = f ' = 100mm 2 2 ( 100) ) ( 100) zr = mm = 16,66 mm ; zp = ) mm = 54,545mm ( 500) ( 83,3 ) ) Δ = z z = (54,545 16,66) mm 37,88mm EMÉTROPE e P R m EMÉTROPE

25 5.8.- Luminosidad 25 / 27 La Luminosidad de un Instrumento Óptico Subjetivo al observar un objeto extenso viene dada por: r LUMINOSIDD = Iluminación E ' observando en visión directa C e ' ef E φ r PS = = τ ' E φ 2 Iluminación E ' observando con Instrumento C E E ' ' e = τ r Instrumento muy luminoso La Lupa proporciona imágenes ampliadas y muy luminosas de un objeto extenso y, por tanto, es un buen Instrumento para la percepción de detalles en objetos próximos

26 5.9.- Poder separador 26 / 27 El Poder separador de un Instrumento Óptico Subjetivo se define como su capacidad para proporcionar al ojo imágenes discernibles de dos puntos muy próximos entre sí, es decir, su capacidad para distinguir los detalles más finos del objeto. En general: φ ef PS = φ El tamaño de la Lupa no afecta al Poder separador El Ojo determina el Poder separador del acoplamiento Lupa-Ojo En condiciones normales de luminancia y diámetro pupilar es la retina la que impone el límite de resolución α = 1,3'

27 Cálculo del Poder separador 27 / 27 Observación directa del objeto en las condiciones más favorables Límite de resolución η Observación con la lupa Límite de resolución η L Poder separador p tanα η η L = = Γ Γ El Límite de resolución disminuye en un factor Γ al utilizar la Lupa