INSTITUCIÓN EDUCATIVA “INEM JORGE ISAACS” ASIGNATURA GEOCIENCIAS “INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN”
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INSTITUCIÓN EDUCATIVA “INEM JORGE ISAACS” ASIGNATURA GEOCIENCIAS GUÍA No. 4 “INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN” PARA REFLEXIONAR: “Allí, en medio de la amplitud del espacio y entre una infinitud de constelaciones y estrellas, se encuentra LA TIERRA, nuestro planeta, protegido por una atmósfera incomparable y dotado de una naturaleza extraordinaria, con paisajes, ambientes y seres diversos. Reconocernos como integrantes de esa inmensidad cósmica, estimula y anima permanentemente nuestra responsabilidad por todas y cada una de sus partes, desde las células que conforman nuestro cuerpo, hasta la totalidad de las galaxias”. 1.5 INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN INTRODUCCIÓN: La astronomía antigua cuando no tenía telescopio tampoco fue una astronomía limitada a la observación meramente cualitativa, sino que poco a poco fue desarrollando instrumentos que permitían medir ángulos con precisión cada vez mayor. Para estas mediciones se aplicaron conocimientos teóricos de la matemática, particularmente geométricos a la construcción de diversos instrumentos. LA MEDICIÓN DEL TIEMPO: La medición del tiempo surgió en los primeros países que poseyeron una alta cultura. Los antiguos Babilonios y egipcios descubrieron que la longitud de la sombra del sol y su dirección variaban en el transcurso del día. La línea trazada por el extremo de la sombra de una torre, desde la salida hasta la puesta del sol, la dibujaban en la arena y la dividían en doce partes u horas, con lo que quedó inventado EL RELOJ DE SOL. La división sólo era válida para el día, la noche se repartía según la duración entre velas, el reloj de sol tenía sus limitaciones. RELOJ DE AGUA: Denominado también CLEPSIDRA. Cuando el agua de un depósito situado en la parte superior gotea lentamente en otro inferior, el flotador sube a medida que lo hace el agua. El bastón del flotador hace girar la aguja, este tipo de reloj se calcula que data hacia el año 200 antes de Cristo, y lo describe el médico Griego Ctesibio. LAS VELAS: Una manera primitiva de medir el tiempo era el empleo de velas cuyo consumo constituía una medida de tiempo. Se conoce un reloj constituido por velas de doce pulgadas, con señales de cada pulgada. Data del año 900. La vela duraba cuatro horas. RELOJ DE ARENA: Consiste en dos conos de vidrio unidos por los vértices y comunicados por un estrecho conducto. La arena cae poco a poco del cono superior al inferior cada vez que se da la vuelta al reloj. Lo normal es que dure una hora. Antes, los predicadores solían medir la duración de los sermones por medio de un reloj de arena. MEDICIÓN DE ÁNGULOS: Mediante cuadrantes graduados se podían medir los ángulos con una precisión de menos de medio grado y así las observaciones y los registros astronómicos tomaban un giro mucho más moderno pues se fijaban mejor las posiciones relativas. INSTRUMENTOS ASTRONÓMICOS Desde ésta época tenemos una relación constante entre la ciencia y los desarrollos tecnológicos surgiendo así instrumentos como: el telescopio, el astrolabio, cuadrante mural, anteojo astronómico, teodolito, gnomo, espectroscopio, radiotelescopio, y otros instrumentos. EL ASTROLABIO: Es un instrumento con el cual podemos determinar la posición de las estrellas a partir de la orientación cardinal y de su ángulo de elevación. Era utilizado por astrónomos y navegantes. Se compone de dos o más círculos de centro común e inclinado entre sí de manera que permita al astrónomo la observación simultánea en diferentes círculos de la esfera, inclinando esos círculos de las esferas en ángulos rectos. ESPECTROSCOPIO: Sirve para obtener y observar un espectro. Los espectroscopios son sistemas dispersivos, o sea, sistemas ópticos en que la luz que se desea analizar se descompone en radiaciones monocromáticas (de un solo color). El dispositivo de entrada de los rayos varía según la naturaleza de los rayos. Cuando se trata de rayos visibles, el dispositivo a menudo consiste en un colimador que produce un haz de rayos paralelos y una ranura que limita los rayos. El aparato dispersivo puede ser un prisma. SEXTANTE: Instrumento óptico usado en navegación tanto aérea como marítima, así como en astronomía, para determinar la posición de un objeto respecto al otro, que se toma como referencia. Está formado por un sector circular graduado y móvil MNO de 60 de amplitud en ángulos, dos espejos, el E fijo y situado paralelamente al OM y otro móvil E, articulado en el punto M, y un anteojo A. Para medir la posición de un objeto P respecto de otro P’ se observa con el anteojo a través de E y se gira el espejo E hasta que la imagen de P’ se refleje sobre el espejo E y llegue a A. El ángulo formado entre P y P’ es justamente la mitad del que han girado los espejos para suponer las dos imágenes. CUADRANTE MURAL: Es un instrumento en el que a partir de la observación de un punto de referencia, un punto astronómico, podemos deducir la distancia angular entre ellos, y así determinar su dirección con respecto a dicho punto de referencia. Es utilizado por astrónomos y topógrafos. GNOMO O GNOMON: Es un instrumento por medio del cual podemos determinar la altura del sol. Consiste en un reloj de sol dispuesto horizontalmente. TEODOLITO: Es uno de los instrumentos más indispensables del astrónomo y del ingeniero: sirve para determinar las distancias entre dos puntos de la tierra inaccesibles, la altura de las montañas y la posición geográfica de cualquier punto de nuestro planeta, o sea, la longitud y latitud terrestre, mediante la determinación del acimut y de la altura de los astros en un momento dado. ANTEOJO ASTRONÓMICO: De gran precisión. Apto para la observación de astros y otros objetos situados fuera de la tierra. Es muy semejante al anteojo terrestre o de Galileo, consta de un tubo, de un buscador, un retículo ocular y un objetivo, su campo de visión es muy amplio con relación a otros telescopios. LOS TELESCOPIOS Un telescopio es un instrumento óptico que se utiliza para obtener imágenes aumentadas de objetos lejanos. Como estos objetos son aparentemente poco luminosos se necesita que puedan captar una gran cantidad de luz. La cantidad de luz que penetra en el aparato depende fundamentalmente del diámetro del objetivo. El anteojo astronómico es un telescopio, el más sencillo. A este tipo de telescopios se les conoce como telescopios refractores ya que utilizan lentes. La dificultad de utilización de lentes muy grandes hace que los telescopios refractores más grandes tengan un diámetro de menos de un metro. Estos telescopios se utilizan para la observación planetaria y lunar. Se pueden diseñar telescopios, llamados reflectores, en los cuales el objetivo es un sistema de espejos en vez de lentes. Los grandes telescopios son de este tipo ya que la focal del objetivo es muy grande y de esa forma se consiguen aumentos muy elevados. Los telescopios reflectores más utilizados son el reflector Newtoniano y el reflector Cassegrain. El reflector Newtoniano dispone de dos espejos, el primario, parabólico, y el secundario, más pequeño y plano. El reflector Cassegrain El Cassegrain es un tipo de telescopio reflector que utiliza tres espejos. El principal es el que se encuentra en la parte posterior del cuerpo del mismo.1Generalmente posee forma cóncava paraboloidal, ya que ese espejo debe concentrar toda la luz que recoge en un punto que se denomina foco. La distancia focal (distancia entre la superficie del espejo y el foco) puede ser mucho mayor que el largo total del telescopio. El segundo espejo es convexo se encuentra en la parte delantera del telescopio, tiene forma hiperbólica y se encarga de reflejar nuevamente la imagen hacia el espejo principal, que se refleja (en su versión original),2 en otro espejo plano inclinado a 45 grados, enviando la luz hacia la parte superior del tubo, donde está montado el objetivo. En otras versiones modificadas el tercer espejo, está detrás del espejo principal, en el cual hay practicado un orificio central por donde la luz pasa. El foco, en este caso, se encuentra en el exterior de la cámara formada por ambos espejos, en la parte posterior del cuerpo. Los telescopios catadióptricos son una modalidad del telescopio reflector bastante reciente. Combinando las cualidades de las lentes y los espejos, resultan instrumentos de gran potencia y de pequeño tamaño. Fue inventado en la década de 1930 por Bernard Schmidt, quien trabajaba tallando lentes y espejos. TELESCOPIO ELECTRÓNICO: Es un dispositivo electrónico que se adapta a otro telescopio para mejorar la imagen. Consta del filtro, objetivo, fotocátodo, lente electrónico, pantalla fluorescente, ocular, una imagen electrónica que ilumina la pantalla y la imagen óptica real. RADIO TELESCOPIO: Instrumento que recibe en su antena o espejo, ondas radioeléctricas procedentes del exterior de la tierra, las cuales son transmitidas a un receptor sensible que consiste en un aparato registrador en el que una pluma dibuja una gráfica automáticamente. Sirven para captar formas de energía invisibles. Funciona a través de una lente ocular que manda la imagen sobre el cátodo de un tubo de alto vacío: los electrones desprendidos son acelerados y reunidos sobre una pantalla fluorescente por medio de una lente electrónica, la cual tiene la ventaja de hacer visibles las imágenes débiles y las de luz invisible para el ojo humano. El telescopio espacial Hubble se encuentra en órbita fuera de la atmósfera terrestre, de modo que la luz que recibe no está distorsionada. TALLER 1. Observe el video “Tipos de Telescopio” https://www.youtube.com/watch?v=e6E1kOnG-gc Y el video “Los telescopios del mundo. Telescopios” en la URL https://www.youtube.com/watch?v=gW5Ve4_hXXk en la URL 2. Explique cuáles son los Telescopios más utilizados en la actualidad. Cite nombres de telescopios más famosos. Consulte cuáles son los observatorios Colombianos más reconocidos para el turismo astronómico. 3. Observe el video “Documental sobre Sondas Espaciales” en la URL https://www.youtube.com/watch?v=KH_e8WQJUWU Escriba la utilidad de las sondas espaciales y mencione algunos descubrimientos que se deben a estos instrumentos. 4. Consulte otros instrumentos astronómicos que se utilicen en la actualidad y explique para que sirven.
