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NOTA: Estos Casos Prácticos han sido seleccionados únicamente como material de apoyo al estudio del Curso de Óptica impartido por el autor. En ningún caso pueden entenderse como recomendación o evaluación (positiva ni negativa) de los dispositivos o instrumentos mostrados ni de sus características, propiedades o presentación comercial. Todas las marcas registradas son propiedad de sus respectivos titulares.
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INSTRUMENTOS ÓPTICOS: Casos Prácticos Objetivos:
1. Identificar las características ópticas de diversos instrumentos y dispositivos a partir de la información técnica
y/o comercial proporcionada por el fabricante o proveedor.
2. Determinar los principales parámetros y magnitudes de interés óptico de los dispositivos.
3. Evaluar las condiciones generales de uso del instrumento.
Resumen de Fórmulas (detalladas y explicadas en las Transparencias de Clase de los Temas 1 y 2):
Para un instrumento óptico de diámetro efectivo (del objetivo) = D, longitud = L, aumento = M, distancia focal = f (distancia focal equivalente 35 mm, f35 = f), diámetro del ocular = docular, distancia focal equivalente (con un ocular dado) = feq, apertura numérica = AN, número de diafragma = f/#, diámetro (criterio) de borrosidad = d, distancia de trabajo = WD, distancia objeto = z, profundidad de campo = DOF, campos de visión lineal/real/aparente = FOV/RFOV/AFOV, captación de luz = LGP, índice de brillo relativo = RBI, factor crepuscular = TF, [potencia de] resolución angular = θmin, [potencia de] resolución lineal = s, resolución lineal (a una cierta z) = dmin, factor de multiplicación focal = F, diagonal del sensor (S) = ds, disco de Airy = DA, ángulo de aceptación = α.
'
2
250 mmf
f/#
1000
/ 22
ocular
eq
ocular
eq
PE DDPSMtgMtgFOVtg
zL f
M M
fD
d M
dRFOVtgf
σσ
σ
≈
≈
=
=⋅
≈
≈ =
=
=
⎛ ⎞ ≈⎜ ⎟⎝ ⎠
2
2
2 2
2
1f/#2
2 d f/# zDOF
2 (si )1000 ( )
22.44 f/#A
AN n sen
AN
fFOV WD tg L WDFOV tg RFOVAFOV RFOV MLGP PE DRBI PS
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CASO 1 - Tipo de Instrumento: LENTE PARA CÁMARA FOTOGRÁFICA RÉFLEX (Marca: SIGMA)
NOTA: Estos Casos Prácticos han sido seleccionados únicamente como material de apoyo al estudio del Curso de Óptica impartido por el autor. En ningún caso pueden entenderse como recomendación o evaluación (positiva ni negativa) de los dispositivos o instrumentos mostrados ni de sus características, propiedades o presentación comercial. Todas las marcas registradas son propiedad de sus respectivos titulares.
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CASO 1 - Tipo de Instrumento: LENTE PARA CÁMARA FOTOGRÁFICA RÉFLEX (Marca: SIGMA)
* = Dato extraído directamente del dispositivo / las especificaciones técnicas. ND = Dato no disponible.
Distancia Focal (mm) 105* Pupila de Entrada (mm) 58 Si es variable
(zoom) No*
(sí para Macro) Límite de resolución (para λ = 550 nm @ maxima apertura)
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CASO 2 - Tipo de Instrumento: LENTE PARA CÁMARA FOTOGRÁFICA RÉFLEX (Marca: NIKON) Se muestra con un filtro UVA adicional. A la derecha de la imagen: parasol.
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CASO 2 - Tipo de Instrumento: LENTE PARA CÁMARA FOTOGRÁFICA RÉFLEX (Marca: NIKON) * = Dato extraído directamente del dispositivo / las especificaciones técnicas. ND = Dato no disponible.
Distancia Focal (mm) Pupila de Entrada (mm) 77 Si es variable (zoom) Sí* Límite de resolución
Campo de Visión Real (º) RFOVeq = 78 - 32 Materiales ópticos Vidrio ED = Extra-Low Dispersión* Rango de Enfoque Reducción de Vibraciones / tipo Sí* / Desplazamiento de lente*
distancia mínima (m) 1.5 Medida de Luz (fotómetro) ND distancia máxima (m) ∞* Enfoque Autofoco / Manual*
Diafragma (iris) Automático* Medida de Distancia (telemetría) ND Tipo ND Observaciones
Rango de diámetros (mm) ND Teleobjetivo muy (¡muy!) luminoso. Muy útil para fotografía deportiva y de naturaleza.
Diámetro de la lente (de entrada, mm)
77* Pupila de Salida (mm) ~ diámetro de la montura de la cámara (para Nikon ~ 50 mm)
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CASO 3 - Tipo de Instrumento: TELESCOPIO PARA USO ASTRONÓMICO (Marca: DARIO MARKENARTIKEL)
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CASO 3 - Tipo de Instrumento: TELESCOPIO PARA USO ASTRONÓMICO (Marca: DARIO MARKENARTIKEL) * = Dato extraído directamente del dispositivo / las especificaciones técnicas. ND = Dato no disponible.
Tipo Refractor* LGP 3600 Si es Refractor – Objetivo Sí* RBI 6.4 2.5 1.3 0.3
Distancia Focal (mm) 700* TF 46 58 68 103 Diámetro (mm) 60* Rango de Enfoque
Número de Diafragma (f/#) f/12 distancia mínima (m) ND Pupila de Entrada (mm) 60 distancia máxima (m) ∞*
Oculares Si es Reflector – Objetivo Distancia Focal (mm) 20* 12.5* 9* 4*
Espejo Primario Aumento 12.5x 20x 28x 62.5x Distancia Focal (mm) No* Diámetro (mm) 31.7*
Radio de Curvatura (mm) - Tipo K* Tipo / Forma - Distancia de Acomodo Visual (mm) ND
Diámetro (mm) - Pupila de Salida (mm) 2.5 1.6 1.1 0.5 - Campo de Visión Real (º) RFOVeq = 2.5
Espejo Secundario - Campo de Visión Aparente (º) 86 137 191 430 Distancia Focal (mm) - Aumento total ( = fobjetivo / focular) 35x* 56x* 78x* 175x*
Radio de Curvatura (mm) - Aumento total máximo 262.5x* (ocular de 175x con lente inversora)
Tipo / Forma - Lente inversora (aumento) 1.5x* Diámetro (mm) - Lente de Barlow Opcional, de 3x*
Obstrucción del Secundario (%) Buscador (aumento x diámetro) 6 x 25mm* Límite de resolución
(para λ = 550 nm) Si es Telescopio Terrestre: Sistema erector Lente inversora*
espacial (dmin @ 1 km, mm) 11.2 Corrección de aberraciones ND angular (θmin, º) 1.1e-5 Materiales ópticos ND
Disco de Airy (mm) 0.0157 Observaciones Prestaciones limitadas. Uso aficionado básico.
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CASO 4 - Tipo de Instrumento: BINOCULARES (Marca: MINOLTA)
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CASO 4 - Tipo de Instrumento: BINOCULARES (Marca: MINOLTA)
MODELO 7 X 35 EW 7X – 21x 50 zoom 10 x 23 Aumento 7 X*
Si es variable No* Máximo -
Mínimo - Diámetro (mm) 35* Campo de Visión Real (º) 11* Pupila de Entrada (mm) 35 Campo de Visión Aparente (º) 77 Campo de Visión Lineal (m @ 1 km) 192* Distancia Equivalente (m) 143 Diámetro del ocular (mm) supuesto ~ 30 Pupila de Salida (mm) 5* Distancia de Acomodo Visual (mm) ND Distancia Focal (mm) feq = 156 Número de Diafragma (f/#) 4.5 Límite de resolución (para λ = 550 nm)
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CASO 5 - Tipo de Instrumento: BINOCULARES (Marca: NIKON)
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CASO 5 - Tipo de Instrumento: BINOCULARES (Marca: NIKON)
MODELO 8 x 23 CF AS 10 X 25 CF AS 7 x 50 Aumento 8X* 10X* 7X*
Si es variable No* No* No* Máximo - - -
Mínimo - - - Diámetro (mm) 23* 25* 50* Campo de Visión Real (º) 6* 5* 8.3* Pupila de Entrada (mm) 23 25 50 Campo de Visión Aparente (º) 48* 50* 58.1 Campo de Visión Lineal (m @ 1 km) 105* 87* 146 Distancia Equivalente (m) 125 100 143 Pupila de Salida (mm) 2.9* 2.5* 7.1 Diámetro del ocular (mm) supuesto ~ 30 supuesto ~ 30 supuesto ~ 30 Distancia de Acomodo Visual (mm) 14.1* 11.9* ND Distancia Focal (mm) feq = 286 feq = 343 feq = 207 Número de Diafragma (f/#) 12.4 13.7 4.1 Límite de resolución (para λ = 550 nm)
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CASO 6 - Tipo de Instrumento: TELESCOPIO PARA USO TERRESTRE (Marca: NIKON)
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CASO 6 - Tipo de Instrumento: TELESCOPIO PARA USO TERRESTRE (CATALEJO) (Marca: NIKON) * = Dato extraído directamente del dispositivo / las especificaciones técnicas. ND = Dato no disponible.
MODELO ED III con OCULAR 20X-45X MC Tipo Refractor* LGP 3600 Si es Refractor – Objetivo Sí* RBI 9*
Distancia Focal (mm) feq = 860 TF 35 - 52 Diámetro (mm) 60* Rango de Enfoque
Número de Diafragma (f/#) 14.3 distancia mínima (m) 5* Pupila de Entrada (mm) 60 distancia máxima (m) ∞*
Ocular Si es Reflector – Objetivo No* Distancia Focal (mm) ND
NOTA: Estos Casos Prácticos han sido seleccionados únicamente como material de apoyo al estudio del Curso de Óptica impartido por el autor. En ningún caso pueden entenderse como recomendación o evaluación (positiva ni negativa) de los dispositivos o instrumentos mostrados ni de sus características, propiedades o presentación comercial. Todas las marcas registradas son propiedad de sus respectivos titulares.
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CASO 7 - Tipo de Instrumento: MICROSCOPIO (Marca: ZUZI)
Tipo de Microscopio Monocular* Objetivo Ocular
Aumento 4x* 40x* 100x* Aumentos 5x* 10x* 16x* Distancia Focal (mm) 40 4 1.6 Distancia Focal (mm) 50 25 15.6
Diámetro (mm) ND Diámetro (mm) ND ND ND Tipo ND AN ND ND ND
Tipo Huygens* Soporte portaoculares Tipo “revólver”*
4x 20x 40x 64x 40x 200x 400x 640x
Aumento del sistema completocon objetivo de …
100x 500x 1000x 1600x* Longitud de Tubo (OTL, mm) 160*
Límite de resolución(para λ = 550 nm) Distancia de Trabajo (mm) ND
espacial (dmin, mm) ND Diámetro de Campo (mm) ND angular (θmin, º) ND Corrección de aberraciones Objetivos acromáticos*
Disco de Airy (mm) ND Materiales ópticos Enfoque macro Sí* Observaciones Microscopio “biológico” de uso general. Enfoque micro Sí* Sistema de iluminación Condensador Abbe y espejo plano cóncavo de 50 mm