Instrumente Optice

Instrumente optice

Instrumentele optice au ajutat la intelegerea universului. Telescopul ne-a dezvaluit detalii ale corpurilor indepartate din spatiu, iar microscopul a dezlegat multe din misterele naturii, cum ar fi structura celulelor vii.

Ochii nostri sunt extrem de bine formati ca instrumente optice. Cand ne uitam la un obiect, un sistem de lentile din fata ochiului formeaza o imagine a obiectului pe retina – un tesut din spatele ochiului care contine in jur de 125 de milioane de celule luminoase senzitive. Lumina care cade pe retina impulsioneaza celulele pentru a trimite semnale electrice nervoase spre creier, iar aceasta ne da impresia vizualizarii obiectului.

Functionarea lentilelor

Sistemul de lentile al ochiului este alcatuit din lentile convexe cristaline, iar in fata acestora se afla o membrana transparenta numita cornee. Corneea are un rol important in focalizare. Ajustarea finala este facuta de lentile, forma lor fiind schimbata de un inel de muschi din jurul lor. Cand din cauza unor probleme cu acesti muschi ochiul nu mai poate realiza forma necesara, obiectul vizualizat este neclar.

O simpla lentila de ochelari impreuna cu sistemul de lentile al ochiului formeaza o combinatie care da posibilitatea ochiului sa focalizeze majoritatea obiectelor. Miopii poarta ochelari cu lentile concave (subtiri la mijloc) care ofera posibilitatea focalizarii obiectelor la distanta. Hipermetropii poarta lentile convexe (groase la mijloc) care permit vizualizarea clara a obiectelor din apropiere.

Lupa

Relativ puternice, lentilele convexe sunt adesea folosite ca lupe. Prima intentie de marire a unui obiect a aparut acum aproape 2000 de ani in urma. Vechile documente grecesti si romane descriu cum un vas rotund de sticla umplut cu apa poate fi folosit pentru a mari obiecte. Lentilele de sticla au aparut mult mai tarziu si au fost folosite probabil prima data in anii 1000 de calugarii care scriau manuscrise. Dupa anii 1200 , ochelarii cu lentile slabe au inceput sa fie folositi pentru a corecta hipermetropia. Dar numai prin anii 1400 s-a descoperit tehnica fabricarii ochelarilor cu lentile concave pentru a corecta miopia.

Telescopul

Cand lupele au ajuns la indemana oricui s-a incercat sa se foloseasca cate doua lupe, una peste alta, pentru a obtine o marire mai mare. In timp ce se experimenta acest lucru, cineva a descoperit ca o distanta corespunzatoare intre lentile pot determina imagini marite ale obiectelor de la distanta. Un asemenea aranjament de lentile a pus baza primului telescop. Inventia telescopului se datoreaza filozofului englez Roger Bacon, care a trait in anii 1200. Dar este posibil ca aceasta inventie sa fi fost facuta mai devreme de oameni de stiinta arabi.

Refractorul lui Galileo

Un telescop constrit in 1608 de opticianul olandez Hans Lippershey a atras atentia omului de stiinta italian Galileo, care a realizat cat de util ar fi acesta in astronomie. Galileo a imbunatatit rapid modelul lui Lippershey si a inceput sa construiasca o serie din ce in ce mai mai buna de telescoape. Cu ele, el a facut o serie de descoperiri, incluzand muntii si vaile de pe luna si patru din lunile lui Jupiter.

Dupa ce descoperirea lui Galileo a aratat cat de important este telescopul, modelul folosit de el a devenit cunoscut ca fiind telescopul lui Galileo. Lentilele lui convexe adunau lumina de la obiecte, facandu-le astfel vizibile. Iar lumina concava a ocheanului inclina razele de lumina incat forma o imagine marita si verticala. Lentilele erau montate in tuburi, una alunecand in cealalta. Aceasta a permis ca separarea dintre lentile sa poata fi ajustata pentru focalizarea imaginii. Acest tip de telescop sta la baza binoclului modern.

Reflectorul lui Newton

Una din problemele telescopului refractar era ca din cauza unui defect de lentila numit aberatie cromatica, se producea o margine colorata nedorita in jurul imaginii. Ca sa elimine aceasta problema omul de stiinta englez Isaac Newton a proiectat un telescop reflectiv, in 1660. In locul lentilei obiective a folosit o lentila concava care colecta lumina si forma o imagine care nu mai avea acea margine colorata nedorita. O oglinda plata reflecta lumina intr-o lentila convexa aflata in ochean si montata pe latura tubului principal. Acest tip de telescop este cunoscut ca telescopul lui Newton si este folosit de astronomii amatori.

Microscopul

Lupa este adeseori numita microscop simplu, pentru ca este utila in observarea obiectelor mici. Pentru o marire accentuata cu un minimum de deformare a imaginii este folosit un sistem de doua sau mai multe lentile. Un astfel de dispozitiv este numit microscop compus.

Cel mai simplu microscop compus contine doua lentile convexe. Imaginea marita de lentilele obiective este marita mai departe de lentilele ocheanului. Ca si la telescopul astronomic, imaginea este rasturnata, dar acest lucru nu este important la vizualizarea unor monstre minuscule. Multe microscoape compuse au o gama de lentile obiective de diferite puteri.