lente objetivo

Física lII
Optica Geométrica
Ojo humano
Dr. Victor H. Rios
2010
El ojo humano y sus defectos
El ojo humano es un sistema óptico formado por una superficie refractora
esférica y una lente, que reciben el nombre de córnea y cristalino, respectivamente, y son capaces de formar una imagen de los objetos sobre la superficie interna del ojo, en una zona denominada retina, que es sensible a la
luz.
Componentes del Ojo Humano
El ojo tiene una forma aproximadamente esférica y
está rodeado por una mem
brana llamada esclerótica
que por la parte anterior se
hace transparente para formar la córnea.
Tras la córnea hay un diafragma, el iris, que posee una abertura, la pupila,
por la que pasa la luz hacia el interior del ojo. El iris es el que define el color
de nuestros ojos y el que controla automáticamente el diámetro de la pupila
para regular la intensidad luminosa que recibe el ojo.
Componentes del Ojo Humano
El cristalino está unido por
ligamentos al músculo ciliar y de esta manera el ojo
queda dividido en dos partes: la posterior que contiene humor vítreo y la anterior que contiene humor acuoso. El índice de refracción del cristalino es 1,437
y los del humor acuoso y
vítreo son similares al del
agua.
El cristalino enfoca las imágenes sobre la envoltura interna del ojo, la retina. Esta envoltura contiene fibras nerviosas (prolongaciones del nervio
óptico) que terminan en unas pequeñas estructuras denominadas conos
y bastones muy sensibles a la luz.
Componentes del Ojo Humano
Existe un punto en la retina, llamado fóvea, alrededor del cual hay una
zona que sólo tiene conos ( para ver el color). Durante el día la fóvea
es la parte más sensible de la retina y sobre ella se forma la imagen del
objeto que miramos.
Componentes del Ojo Humano
La córnea refracta los rayos luminosos y el cristalino actúa como ajuste para
enfocar objetos situados a diferentes distancias. De esto se encargan los
músculos ciliares que modifican a curvatura de la lente y cambian su potencia.
Para enfocar un objeto que está próximo, es decir, para que la imagen se
forme en la retina, los músculos ciliares se contraen, y el grosor del cristalino
aumenta, acortando la distancia focal imagen. Por el contrario si el objeto está
distante los músculos ciliares se relajan y la lente adelgaza. Este ajuste se
denomina acomodación o adaptación.
OJO NORMAL
El ojo sano y normal ve los objetos situados en el infinito sin acomodación enfocados en la retina. Esto quiere decir que el foco
está en la retina.
A medida que el objeto se acerca va acomodando ( engorda el cristalino) y acerca el foco al cristalino para ir acomodando la imagen sobre la retina. El punto más próximo que puede ver con nitidez se llama punto próximo y en él el ojo realiza el mayor esfuerzo de acomodación.
DEFECTOS DE LA VISIÓN
Se llama punto remoto la distancia máxima para que una persona distinga
claramente un objeto y punto próximo a la distancia mínima.
Un ojo normal será el que tiene un punto próximo a una distancia "d“ de
25 cm, (para un niño puede ser de 10 cm) y un punto remoto situado en el
infinito. Si no cumple estos requisitos es porque tiene algún defecto.
Miopía
Es un exceso de convergencia del sistema óptico del ojo.
El foco está delante de la retina cuando el ojo está sin efectuar acomodación y al final de la acomodación está más cerca del cristalino
que en el ojo normal.
La persona miope no ve bien de lejos. Al estar el punto focal del ojo
más cerca de la córnea que en un ojo normal, los objetos situados en
el infinito forman la imagen delante de la retina y se ven borrosos.
Empiezan a verse bien cuando están cerca (en el punto remoto).
Del punto remoto al punto próximo realiza acomodación como el ojo
normal.
Miopía
El punto remoto y el
punto próximo están
más cerca que en el
ojo normal.
Para corregir la miopía se necesitan lentes divergentes: divergen los rayos
que llegan.
El foco de las lentes divergentes empleadas para corregir la miopía debe estar
en el punto remoto para
que los rayos que salen de
ellas se enfoquen en la retina
Hipermetropía
Es un defecto de convergencia del sistema óptico del ojo. El foco imagen del
ojo está detrás de la retina cuando el ojo está en actitud de descanso sin
empezar la acomodación.
El foco está fuera del globo ocular. El ojo miope cuando está en reposo tiene la lente del cristalino muy poco convergente.
Para ver los objetos situados en el
infinito tiene que realizar acomodación. Ve bien a lo lejos pero para hacerlo ya gasta recorrido de acomodación.
Tiene el punto próximo más lejos que el ojo normal ( más de 25 cm ) porque gasta antes el recorrido de acomodación.
Hipermetropía
El punto remoto es virtual y está detrás del ojo.
La hipermetropía se corrige con lentes convergentes. También se puede
corregir al crecer la persona y agrandarse el globo ocular.
Presbicia
Vista cansada.
Con el paso de los años se reduce la
capacidad de adaptación del cristalino (pierde flexibilidad) y aumenta la
distancia a la que se encuentra el
punto próximo. Este defecto se llama presbicia y se corrige con lentes
convergentes.
Astigmatismo
Si el ojo tiene una córnea deformada ( como si la córnea fuese
esférica con una superficie cilíndrica superpuesta ) los objetos
puntuales dan como imágenes
líneas cortas. Este defecto se
llama astigmatismo y para corregirlo es necesario una lente cilíndrica compensadora.
Física lII
Lupa, Lentes de Fresnel
LUPA
Microscopio Simple
Cuanto más acercamos un objeto al ojo este los ve bajo un ángulo aparente
mayor. Pero existe una distancia mínima llamada punto próximo (25 cm) por
delante de la cual no se ven nítidamnete.
En ese punto la imagen alcanza su máximo tamaño en la retina y aún la
percibimos con nitidez.
Un objeto situado en el punto próximo del ojo, se ve del mayor tamaño
que es posible verlo a simple vista y bajo el mayor ángulo.
Una lente convergente puede conseguir que la imagen de un objeto se
vea ampliada y, por lo tanto, verla bajo un ángulo aparente mayor.
Debemos poner el objeto entre la
lente y el foco. La amplificación máxima se produce cuando está en el
foco.
El sistema así formado se llama
lupa o microscopio simple.
Cuanto más convergente (más ancha en el centro ) sea la lente, más aumento dará .
Una lente muy convergente tendrá una distancia focal pequeña.
Distancia focal de una lupa
Para conocer la distancia focal de una lente convergente se coloca
frente a un haz de luz y se mueve hasta que la luz que viene del infinito
se concentre en un círculo mínimo.
Cuando eso se logra, subiéndola y bajanjándola (enfocando y desenfocando), sólo tenemos que medir la distancia desde ese punto a la lente.
¿Utilizó alguna vez una lupa para quemar un papel?
LUPA
Esta es la construcción geométrica de la imagen para un objeto situado entre una lente convergente y su foco:
El máximo aumento de la lupa se produce
cuando el objeto se sitúa en el foco.
Entonces los rayos que atraviesan la lente
salen paralelos al que pasa por el centro
óptico.
La imagen se dice que se formaría en el infinito, pero el sistema óptico del ojo
normal, sin esfuerzo de acomodación, concentra en la retina esos rayos que
parecen venir del infinito.
Angulo máximo aparente
El ojo observa un objeto situado a una distancia x bajo un ángulo aparenteΘi
Como para ángulos pequeños la tangente y el ángulo coinciden
tg Θi = Θi = y / x
En el ojo normal, esa distancia x con la que el ojo ve bajo un ángulo aparente máximo es 0,25 m.
Angulo aparente con lupa
Cuando situamos la lupa delante del ojo, y el objeto casi en el punto focal de
la lupa, la imagen se forma grande y hacia atrás y la vemos bajo un ángulo
aparente mayor.
Si el objeto se sitúa en el punto focal, la lente forma la imagen en el infinito, pero, para la
córnea y el cristalino del ojo,
esa imagen viene del infinito y
concentran la luz en la retina
sin esfuerzo de acomodación.
La amplificación es máxima y el ángulo aparente con que se logra ver el objeto es:
tg Θf = Θf = y / f
Por lo tanto la Amplificación angular = Θf / Θi = x / f


Cuanto más convergente ( más ancha en el medio ) sea una lente más
aumento dará .
Conclusiones
Muchas personas acercan el objeto demasiado a la lupa dentro de la
distancia focal, entonces la imagen no se forma en el infinito y el observador debe acomodar el cristalino del ojo, con lo cual instintivamente modifican la posición del objeto de tal manera que su imagen
se forma en el punto próximo y la nitidez es máxima.
En la práctica no suelen utilizarse lupas de más de 25 aumentos por la
dificultad que supone corregir las aberraciones que producen. Para
mayores aumentos se utiliza el microscopio compuesto.
Física lII
Microscopio
Microscopio
Teoría
El microscopio se utiliza para examinar objetos muy pequeños situados a
muy corta distancia de la lente objetivo.
Está formado por dos lentes convergentes
lente objetivo, situada muy cerca del objeto
Es muy convergente (f = 2 cm la de la siguiente figura) y el objeto
debe colocarse más allá de su punto focal, pero cerca de él.
lente ocular, al otro extremo del tubo, está más cerca del ojo y
hace la función de lupa sobre la imagen que produce la lente
objetivo.
Se coloca de manera que la imagen formada por la lente objetivo
(flecha amarilla) caiga sobre el punto focal de ella, F2 . En la figura
está un poco más cerca de la lente.
Partes de un microscopio
Debajo de la platina ( que en muchos
microscopios es móvil) de los modelos
buenos se sitúa un sistema de lentes
condesadoras.
En los modelos simples existe un disco con agujeros de distinto diámetros
que constituye un diafragma.
El diafragma regula el paso de la luz
a la preparación.
Se usa cuando la luz incide desde la
parte inferior y atraviesa la muestra
expuesta en el portaobjetos.
Partes de un microscopio
Se montan varios objetivos sobre un soporte móvil llamado revólver
Cuanto más pequeña sea la lente objetivo más aumentos tiene pero la muestra requiere más iluminación externa
(ya que deben llegar más fotones a la
pequeña zona ampliada para que nos
den información de sus partes ) y la
lente debe colocarse más cerca del objeto.
Cuantos menos aumentos tenga menos luz necesita, cuantos más aumentos más luz.
Lente ocular
Las distintas lentes oculares se insertan en la parte
superior del tubo del microscopio
Solo se usa cubreobjetos cuando se trabaja con seres vivos que pueden proyectar partículas a la lente.
Con objetos inanimados no es necesario.
El aumento tope de un microscopio es de 2000 que corresponden a 20x
ocular y 100x objetivo
Para mover los tornillos de aproximación deben usarse las dos manos para
no desajustar la cremallera.
El ocular puede ser sustituído por una cámara de vídeo. En este caso, al
colocarlo en lugar de la lente ocular, perdemos el aumento que esta aportaba. La lente ocular máxima es de 20x.
Trazado de rayos
Cuando una imagen se forma en el foco, F2 la luz emerge del ocular en forma
de un haz de rayos paralelos y forma la imagen en el infinito, pero el ojo, sin
esfuerzo de acomodación, la concentra en la retina.
Características del microscopio
El ocular logra que veamos la imagen del objetivo con un ángulo aparente
mayor que si el objeto estuviera en el punto próximo del ojo.
La lente objetivo produce una imagen mayor, real e invertida, y la lente ocular, actuando sobre ella, la hace más grande pero la deja invertida y virtual.
La imagen que da el microscopio es mayor, virtual e invertida.
La imagen final después de pasar por el ojo se forma en la retina.
La distancia entre el punto focal imagen del objetivo y el punto focal objeto
del ocular se llama longitud del tubo, L. En los microscopios tiene un valor
fijo: 16 cm.
Aumento de un microscopio
El aumento lateral de la lente objetivo es:
tg Θi = y / f1 = - y' / L
β = y'/ y = - L / f1
El ocular actúa como lupa y da una amplificación angular de:
Aumento de un microscopio
El ángulo máximo con que el ojo ve el objeto sin usar lentes es el que logra
cuando el objeto está situado en el punto próximo del ojo.
El punto próximo en un ojo normal está a 25 cm por lo que la expresión anterior queda:
Mo= xp / f2 = 0,25 / f2 = Potencia del ocular / 4
El poder amplificador del microscopio es el producto de la amplificación lateral del objetivo por la amplificación angular del ocular:
M = β · Mo = (L / f1 ) · (xp / f2 )
Aumento de un microscopio
Las casas comerciales facilitan con los microscopios unas tablas en las que
se indican los aumentos logrados con diferentes objetivos. Son del tipo
siguiente:
Aumento total
Objetivo
(distancia
focal
en mm)
Aumento
Objetivo
(para L=16 cm)
Ocular
x5
Ocular
x10
Ocular
x15
Distancia
de
trabajo
(mm)
50
3,2
16
32
48
30
25
6,4
32
64
96
14
16
10
50
100
150
8
8
20
100
200
300
2
4
40
200
400
600
0,5
2
80
400
800
1200
0,2
El aumento del objetivo se calcula dividiendo la distancia focal en cm. entre 16
Aumento de un microscopio
El aumento total es el producto de los dos aumentos.
La distancia de trabajo es la distancia existente entre la lente frontal del
objetivo y el objeto enfocado. Es siempre menor que la distancia focal del
objetivo.
Cuanto mayor es el aumento del objetivo más cerca está del objeto y menor es la lente por lo que llega menos luz al ojo. A mayor aumento menos
luminosidad.
Tomas de un microscopio conectado a una TV
En estas tomas un papel papel publicitario en el que se ve un tres, a simple
vista parece que tiene un color homogéneo, una zona amarilla y el número
tres en granate, pero al someterlo al microscopio descubrimos que la textura
está formada por puntos
El color de las tomas está un poco alterado por haberlas realizado fotografiando la pantalla de una televisión (monitor) conectada al microscopio
y quizá con una iluminación inadecuada.
Trozo de cartel en amarillo y granate
visto a simple vista. En las fotos siguientes ampliamos la zona de contacto de los dos colores.
Con 10 aumentos apreciamos
que en la parte de fondo amarillo hay puntos granate sobre
amarillo y sobre el fondo granate hay puntos negros. (Los
colores de esta foto deberían
ser iguales a los de la foto de
la derecha, pero están distorsianados por la TV).
En esta toma de x40 el color
es más aproximado al que se
ve al mirar directamente.
Aquí el monitor distorsionó
menos el color.
Poder separador.
La luz visible tiene una longitud de onda comprendida entre los 400 y los
700 nanometros (nm). Esta característica supone una limitación al poder
separador (distancia a la que dos puntos se ven separados).
Cuando se ilumina un objeto, los puntos de su superficie reflejan las ondas
luminosas. Dos puntos próximos de la superficie se verán como distintos si
la distancia que los separa es grande comparada con la longitud de on-da
que reciben.
Si la distancia que los separa es inferior a la longitud de onda que los ilumina aparecerán a nuestra vista como dos puntos unidos. De nada sirve
entonces aumentar el poder amplificador del microscopio.
Lo que lograríamos es aumentar de tamaño aparente esa mancha difusa
procedente de la unión de los dos puntos, pero sin conseguir verlos separados.
Poder separador
La teoría de la difracción de la luz nos enseña que la imagen que da un punto luminoso
no es un punto sino una mancha circular brillante rodeada de anillos concéntricos más apagados.
El diámetro de la mancha dependerá de la longitud de onda con que se
ilumine. Si las manchas imagen de dos puntos próximos se producen superpuestas las veremos como un único punto. Sólo las distinguiremos
como separadas cuando no se superpongan o se superpongan poco
(menos de la mitad de su radio). Estos criterios fueron establecidos por
Lord Raileigh.
Poder separador
Se define el poder separador de una lente o en general de un instrumento óptico como su capacidad para separar nítidamente las imágenes de dos puntos
próximos. Si "d“ es la distancia mínima a que pueden estar separados dos
puntos para que sus imágenes se vean como separadas.

La claridad de la imagen crece con el ángulo "a" . Este ángulo es el de semiabertura del objetivo:
Existen tres maneras de aumentar el poder separador
de un objetivo (disminuir la distancia a la que dos puntos próximos aparecen separados) :
Poder separador
Aumentando el índice de refracción del espacio objeto. Para el aire n = 1,
pero en los microscopios de Inmersión, que introducen el objetivo en una
gota de líquido que cubre el cubreobjetos puede lograrse, con aceite de
cedro, un n= 1,515 y con monobromonaftaleno n= 1,66.
Usando lentes frontales planas que dan un ángulo "a" mayor. Se pueden
alcanzar valores de sen a = 0,95. El límite de la A.N es de 1,4.
Disminuyendo la longitud de onda de la luz empleada. La luz ultravioleta l =
200 nm es invisible al ojo y es absorbida por el vidrio pero estas dificultades
pueden resolverse. Se pueden usar lentes de fluorita o cuarzo fundido. La
imagen debe recogerse sobre placa fotográfica o una pantalla sensible a
esa luz. Se debe enfocar primero usando luz visible y luego iluminar con luz
ultravioleta.
Apertura numérica
El producto, n sen α, que aparece en la expresión del poder separador,
se llama apertura numérica (A.N.) de un objetivo y constituye una las
características más importantes de la lente. Los fabricantes marcan el
número de la apertura numérica en la montura del objetivo junto con el
aumento
La calidad de un objetivo es tanto
mayor cuanto más elevada es su
apertura numérica.
El aumento total más idóneo debe estar
comprendido entre 500 (A.N.) y 1000
(A.N.) veces la apertura numérica del
objetivo.
Apertura numérica
Oculares de gran potencia favorecen el aumento pero disminuyen la luminosidad, nitidez y las dimensiones del campo visual. Por eso es aconsejable situar el aumento total entre 500 y 1000 veces el valor de A.N.
Esta regla está basada en las relaciones entre los poderes separadores
del ojo y del microscopio
Ejemplo
Según la regla anterior, para un objetivo de aumento x 40 y A.N. 0,65 debemos usar un ocular que logre valores comprendidos entre los
siguientes aumentos 500· 0,65 = 325 aumentos
1000·0,65 = 650 aumentos
Para lograr valores comprendidos entre 325 y 650 aumentos con un
objetivo de x40 debemos emplear oculares de x10 y x15
Así empleando del de x10 el aumento total será 10x40 = 400 aumentos
Empleando el de x15 el aumento será de 600.
Un ocular x20 producirá imágenes de mayor aumento (800) pero serán
poco nítidas
Profundidad de foco o Poder penetrante
Existen dos poderes de resolución del microscopio uno en el plano horizontal del enfoque que se estudia como Poder separador y otro en el
plano vertical que se estudia como Profundidad de foco o Poder penetrante.
El poder penetrante expresa la cualidad de un objetivo de poder presentar perfectamente detalladas los diversos planos de una preparación sin
variar la posición de enfoque. Depende del diseño del objetivo.
Profundidad de foco o Poder penetrante
El Poder penetrante (Profundidad de foco) es inversamente proporcional
al cuadrado de la apertura numérica (A.N.)
Cuanta mayor sea la Profundidad de foco, tanto menor será el Poder
separador.
Física lII
Telescopios
Anteojo astronómico
Se utiliza para observar objetos lejanos. Con él se ven más grandes e invertidos.
Galileo, al enterarse de que los holandeses habían costruído unas lentes
con las que observaban objetos, construyó también unas, las pulió, les dio
la curvatura adecuada, e hizo un telescopio.
Teoría
Está compuesto de
dos lentes convergentes y tiene como
finalidad que la imagen del objeto esté
más próxima al ojo
que el objeto de modo que al verla con
un ángulo mayor,
parece mayor
Características del Anteojo
Lente objeto
La lente convergente objeto (la más próxima al objeto, a la izquierda) tiene la
distancia focal más grande F1 y, para rayos que vienen del infinito forma la
imagen en el foco de la segunda lente, F2
La lente objeto, poco convergente, pone la imagen en el foco de la lente ocular
Lente ocular
La es más convergente que la del objetivo (tiene una distancia focal pequeña). Para esta lente los objetos que están entre el foco y la lente dan imágenes más grandes y virtuales (haz su imagen a la izquierda, de la parte de de
donde viene la luz).
La lente ocular actúa como lupa
Lente ocular
Si el objeto para esta lente está en el foco, la imagen que da la segunda
lente se forma en el infinito ( en realidad no se forma, los rayos salen
paralelos). Si no se forma ¿cómo la vemos?
Ahora es cuando entra en juego el sistema óptico del ojo. Esta imagen
que la segunda lente forma en el infinito, para los ojos de la persona que
mira por el aparato parece venir del infinito, y el ojo concentra los rayos
en la retina sin esfuerzo de acomodación. Por lo tanto la persona ve la
imagen mayor e invertida.
El ojo se sitúa en el foco de la lente ocular y en el eje óptico del
sistema.
Formación de imágenes en el anteojo astronómico
Observamos que la imagen 2 que forma la lente ocular, es virtual,
porque para la lente ocular el objeto (imagen 1) está entre el foco y la
lente. Cuando la imagen 1 (objeto para la segunda lente) se forma en
el foco F2, la imagen 2 se forma en el infinito.
Enfoque al infinito
Cuando se enfocan con el telescopio objetos situados en el infinito la imagen
1 se forma en el foco de la primera lente y el foco de la segunda también
tiene que estar en ese punto.
Por lo tanto en un telescopio que enfoque al infinito la separación de las lentes es la suma de las distancias focales: d = f1 + f2
Poder amplificador
El poder amplificador del telescopio es la amplificación angular. Si a simple vista observamos el objeto bajo el ángulo Θi
y observamos la imagen con el
aparato bajo el ángulo Θf el
aumento angular es :
M = Θf / Θi
Poder amplificador
El ángulo con que vemos el objeto y el que se ve desde la lente
objeto es el mismo. Como los
ángulos opuestos por el vértice
son iguales, podemos establecer la proporción que sacamos
de esta figura:
tg Θi = Θi
En la figura vemos que el ángulo
con que el ojo ve la imagen de la
primera lente, justo antes de situarla en el foco es Θf . Si se situara en el foco la imagen iría al
infinito. El ángulo será:
tg Θf = Θf = y' / f2
= y' / f1
Poder amplificador
Por los criterios DIN de signos y' es negativo y Θf también, por lo tanto:
M = Θf / Θi = - f1 / f2
El telescopio consigue un gran poder amplificador con un objetivo de
gran distancia focal y un ocular de distancia focal pequeña.
Telescopios reales
Telescopios ópticos y técnicas
de observación
Cúpula del 2.12m y el MEADE en OAGH, Sierra Mariquita,Canaea, Sonora
Fotometría
Astrofotografía
Espectroscopía
I ntro duc c ión
La única forma que podem os o btener inform a c ión de los objeto s
a s tronóm ic o s es a pa rtir de la luz que nos lleg a de ellos .
NECESITAMOS

1
Sistema que colecte luz
2
Sistema que tome la
información de la forma que
queramos  dispositivo
para medir la “luz” (flujo).
OJO
TELESCOPIO
INSTRUMENTO + DETECTOR

PLACA FOTOGRÁFICA
FILTRO
FOTÓMETRO
CÁMARA CCD
ESPECTRÓGRAFO
Telescopio + instrumento + detector = SISTEMA ÓPTICO
La ELECCIÓN de un INSTRUMENTO depende del tipo de observación y
de ciencia que queramos hacer

TÉCNICAS DE OBSERVACIÓN : 4 tipos
Fotometría

las más importantes
Espectroscopía
Polarimetría y espectropolarimetría  Sirve para medir componentes polarizadas de
los objetos, en un rango de λ (polarimetría) o en una λ determinada
(espectropolarimetría)
Interferometría  Sirve para mejorar la resolución angular de los objetos
Telescopios :
Reflector,1m Tonantzintla
Funciones:
1.
Captar la luz  A mayor diámetro (D), más
luz captan y podemos ver objetos más débiles
(va con D2)
2.
Aumentar la resolución angular.
3.
Medir la posición de los objetos celestes
Refractor, 102 cm, Yerkes,
Chicago
Tipos:

Refractores. Utilizan lentes y funcionan bajo el
principio de refracción de la luz.

Reflectores. Utilizan espejos y funcionan bajo el
principio de reflexión de la luz.

Catadióptricos . Utilizan lentes y espejos
Atmósfera
Refractores:
i
 Basan su funcionamiento en el principio de
refracción de la luz.
lente
i’
Utilizan dos lentes para formar la imagen de los objetos celestes: lente objetivo
y ocular. Se denomina apertura (D) al diámetro del objetivo.
Lente objetivo
Lente ocular
Punto focal: F

Eje óptico
Distancia focal : f
VENTAJAS
 No necesita mantenimiento
Hay lentes de cualquier focal pero aumenta mucho el tamaño del
telescopio
Buena respuesta térmica
Refractor, 1m , Yerkes, Chicago
DESVENTAJAS
25 m
1.
La luz que pasa por las lentes sufre
dispersión  hay pérdidas adicionales de
luz.
2.
Los vidrios ordinarios no transmiten la
luz
Ultravioleta,
limitando
las
observaciones en longitudes de onda
cortas.
3.
Las dimensiones de los refractores están
limitadas por el peso de las lentes, las
cuales
pueden
provocar
grandes
distorsiones en las imágenes.
Telescopios Reflectores
Espejo parabólico
 Se basan en el principio de reflexión de la
luz
Utilizan espejos, recubiertos
delgada capa de aluminio
por
una
Normalmente los espejos son parabólicos
cualquier rayo que llega a la superficie del
espejo se refleja al mismo punto (F).
Defectos en su superficie causan aberración
esférica (Hubble)
Con
problemas
Imagen se forma en un circulo:
circulo de mínima confusión

Hoy en día todos los
telescopios son de este tipo.
Principal ventaja: disminuyen
el tamaño del telescopio
Sin
problemas
Imagen se forma en
un punto = Foco
TIPOS DE TELESCOPIOS REFLECTORES:
Foco primario
E
s
p
e
j
o
Foco Primario. El foco se encuentra encima del
telescopio y es allí donde se coloca el
instrumento (caja del primario) . Problemas
mecánicos y que el instrumento oculta luz
F
Foco Newton. Utiliza un espejo plano para sacar el
haz de luz del telescopio. Problemas: el
telescopio no se puede mover mucho porque se
desbalancea.
Foco Cassegrain. Se utiliza un espejo
secundario
parabólico
para
desviar el haz de luz hacia la
parte
posterior
el
espejo
primario (F). Debido al hoyo
central
se
pierde
el
15%.
Ventajas:
Ventajas como se corta el haz de
luz el tamaño del telescopio
disminuye,
el
telescopio
esta
balanceado,
tienen
alta
resolución.
Foco Newton
Espejo plano
F
Foco Cassegrain
Espejo secundario
F
primario
Foco Coude
Foco Coudé. Usa espejos planos para
desviar la 
luz hacia un foco
lejano y fijo donde se ponen
Hoyinstrumentos
en día todos los
telescopios
pesados
para son
hacer
espectroscopia
de alta precisión
tipo Cassegrain
F
p
a
r
a
b
ó
l
i
c
o
Monturas
ECUATORIAL.
Un eje apunta hacia el PN (eje
polar). El segundo es perpendicular
al primero (eje de declinación).
VENTAJA: el movimiento aparente de
la
esfera
celeste
se
puede
compensar
con
un
movimiento
constante del telescopio alrededor
del eje polar. DESVENTAJA: Son poco
estables si aumenta el peso (sólo
telescopios viejos)
PN
HORIZONTAL O AZIMUTAL o de Horquilla.
Un eje es horizontal
(DEC) y el segundo es vertical (AR). VENTAJA:
fácil de construir y más estable (telescopios
grandes). DESVENTAJA:Para compensar el
movimiento aparente de la esfera celeste el
telescopio debe moverse con velocidad variable
alrededor de los dos ejes.
2.12m de Cananea
Declinación
Polar
horquilla
Nuevas Tecnologías:
Tecnologías
Al aumentar el diámetro de los espejos aumenta mucho el peso de los mismo y aparecen
problemas mecánicos y técnicos; posibles soluciones han sido:
 Dividir el área del espejo: Un telescopio grande se
puede dividir en telescopios más pequeños ( es
más barato y sencillo), xEj MMT (Multi Mirror
Telescope) Telescopio formado por 6 espejos
pequeños de foco común.
 Espejos sementados en paneles, como el GTC
(10.4m) y con óptica Activa.
 Óptica ADAPTATIVA: Se hace un único espejo
delgado (menisco delgado) con un sistema que
mantiene la curvatura con un error mínimo. Se
debe ir checando la curvatura y corrigiendo la
forma para que el error sea < 0.05mm. SUBARU,
8m
 Óptica ACTIVA: Se consigue mejorar la imagen
del telescopio midiendo a tiempo real el frente de
onda y corrigiendo la forma del espejo con
suspensores automatizados.
Diseño del espejo primario del GTC
Telescopios en México : tres grandes observatorios
Tonantzintla:
1m de Tonantzintla (OAN)
Montura de horquilla
Foco Cassegrain
Apertura de 1 m
Instrumentos: espectrógrafo, CCD-mil,
fotómetro
Cámara Schmidt (INAOE)
1m de apertura (efectivo, 80 cm)
Montura ecuatorial
Espejo primario esférico
Campos de 5grados
Placas fotográficas ( ver el acerbo de
Tonantzintla)
Carta del cielo (OAN)
Refractor de 33 cm
Cámara CCD en el
foco Cassegrain, 1m
de Tonantzintla
OAGH, Cananea, Sonora (INAOE)
•Telescopio de 2.12 m:
•Montura Horizontal
•Foco R-C ~ Cassegrain
• Diámetro 2.12m
•Instrumentos: Espectrógrafo,
Secundario
Buscador
Cámara CCD, LFOSC
(objetos débiles), cámara infrarroja, CANICA, y en
proyecto , espectrógrafo de multifibras y espectrógrafo de
alta resolución
• MEADE: Medidor de la extinción de la atmósfera (16
pulgadas)
Primario
OAN de San Pedro Mártir, Baja California
(UNAM)
El observatorio óptico más importante de México
•2.12
m: Casi gemelo del 2.12m de
Cananea
•Montura
de Horquilla pero con
tope
•Foco R-Ch ~ Cassegrain
•Instrumentos: Echelle,
FabryPerot, Espectrógrafos de alta y
resolución intermedia y varias
cámaras CCD. Infrarrojo: Camila,
y Camaleón (Espectrógrafo)
•1.5 m
•Instrumentos:
Espectrógrafo,
cámara CCD y fotómetro
•84 cm
•Instrumentos:
Espectrógrafo,
cámara CCD y fotómetro
PROYECTOS
GTC, hoy
• OPTICO:
•GTC (Observatorio del Roque de
los Muchachos, Canarias, España):
mayor telescopio óptico del mundo,
10.4m
•GTB (La Negra, México), 2 de 8m
•INFRAROJO:
•TIM, (OAN, México): 6.4 m
•MILIMETRICO:
•GTM (La Negra, México): Mayor
telescopio milimétrico del mundo :
50 m
GTM,Junio
CONDICIONES DE UN SITIO PARA SER UN BUEN OBSERVATORIO:
 Sin nubes
 Latitud entre 10-300 N y 0-400S
 Sin humedad (sobre todo en IR y mm) Zonas altas y desérticas
 Lejos de ciudades (evitar contaminación lumínica)
 Buen seeing (turbulencia atmosférica, tiene el efecto de aumentar
el tamaño imagen y de diluir la energía Buen seeing ~ 1”. El seeing
mejora con la altura  sobre 2 Km.)
α (ϑ)
Estrella sin
atmósfera
Disco de seeing
(estrella con
atmósfera)
Zona sin montañas cercanas que produzcan turbulencias
Sin árboles cercanos
Sin viento
Dentro de la cúpula cuidar que este bien ventilado y que
no haya maquinas que produzcan calor.
Los mejores seeing :
●
Hawai (EE.UU.) ~ 0.1”
ESO (Chile) ~ 0.2”
● La Palma (España) ~ 0.5”
●SPM y Cananea (México) ~ 0.8”
●
* FOTOMETRÍA
La utilizamos cuando nos interesa medir los flujos (energías ) de objetos puntuales (estrellas) o
el brillo superficial de objetos extendidos (xEj. galaxias). Otra posible aplicación es calcular
posiciones de astros.
Instrumentos: Fotómetros, filtros + CCD y placas fotográficas
Técnicas
Fotometría de apertura  para objetos puntuales
Ajuste a PSF (Point Spread Function)  para objetos extendidos o en campos con muchos
objetos y/o muy cercanos
UGC 5605
5'
Posiciones
Estrella = apertura - cielo
M22
* ESPECTROSCOPIA.
Mediante el uso de prismas o rejillas de difracción conseguimos descomponer la luz que
recibimos en las distintas λ que la componen = Espectro = distribución de intensidad en λ
oν
Espectro de una A0
Hα
La utilizamos cuando nos interesa ver la energía
que se emite o se absorbe en cada λ. Esta
distribución se relaciona con diferentes procesos.
Quiero
determinar
composición,
abundancias
químicas, condiciones físicas de las regiones que
emiten, tipo de objeto, corrimiento al rojo,
velocidades (anchuras de líneas)...
Instrumentos : Espectrógrafos y cámara CCD o placa
fotográfica
Proceso de reducción:
Imagen sin corregir
Imagen reducida
Una vez tomamos la imagen
en una cámara CCD y antes
de empezar a trabajar con
ella, debe limpiarse de todos
los efectos que introducen los
detectores  REDUCCIÓN
Corregir de:
BIAS
DARK
FLAT-FIELD
Rayos Cósmicos
 IRAF 
Proceso de Análisis :
Tratamiento de los datos
de forma científica