Os Instrumentos Ópticos

Instrumentos Ópticos

Você certamente já ouviu falar de diversos instrumentos ópticos ou até mesmo já usou, mesmo sem saber como são chamados. Agora mesmo você esta usando um instrumento óptico, os olhos, para ver e ler o que esta aqui digitado. De maneira geral, um instrumento óptico permite ter uma visão mais ampla daquilo que desejamos ver, aproximado, ampliado ou registrando imagens. Câmeras fotográficas, lunetas, microscópios, lupas, são instrumentos ópticos que podem ser analisados de forma que são feitos por conjuntos de espelhos, lentes ou prismas, ou seja, elementos ópticos.

Lupa

A lupa é um instrumento óptico constituído por uma única lente esférica convergente. A lupa é um instrumento de observação com o qual se obtém uma imagem ampliada, direita e virtual do objeto. De maneira geral, ao utilizar a lupa, a posicionamos próximo do objeto. Por isso, a distância focal da lente da lupa deve ser pequena, pois o objeto cuja imagem ampliada se pretende obter deverá ser colocado entre o foco e o centro óptico da lente. Quanto menor a distância focal da lupa, maior será seu poder de ampliação.[pic 1]

Microscópio

Ainda que as lupas forneçam aumentos consideráveis dos objetos, a observação detalhada de pequenos elementos, como células ou bactérias, requer instrumentos ópticos mais potentes. Para tanto se podem associar duas ou mais lentes convergentes de modo a obter maior ampliação, construindo assim um microscópio.Microscópios são constituídos basicamente de lentes convergentes de distâncias focais muito pequenas, denominada objetiva (colocada próxima do objeto), associada a uma segunda lente, também convergente, chamada ocular (colocada próxima ao olho). As duas lentes são dispostas nos extremos de uma caixa escura, de tal maneira que seus eixos ópticos coincidam. A distância entre as lentes é invariável em todos os microscópios[pic 2]

Luneta

         Trata-se de um instrumento óptico cuja função é aproximar objetos distantes, notadamente astros e estrelas (luneta astronômica). Seu uso é possível também na navegação para observação de objetos muito afastados (luneta terrestre). De modo parecido ao microscópio, o principio de funcionamento das lunetas baseia-se em uma associação das duas lentes convergentes: a objetiva, de distância focal da ordem de decímetros, às vezes até de metros, e a ocular, de distância focal da ordem de alguns centímetros.

[pic 3]

Máquina fotográficas

 As máquinas fotográficas construídas no século XIX eram aparelhos muito simples, semelhantes às câmaras escuras de orifício, e registravam as imagens em um material sensível a luz, o filme fotográfico. Nessas máquinas havia uma única lente convergente, denominada objetiva, cuja função era conjugar uma imagem real e menor do objeto para ser projetada no filme.[pic 4]

Com a evolução tecnológica as máquinas passaram a ser digitais e a diferença está no suporte que registra a imagem: uma placa coberta de circuitos eletrônicos em vez de filme fotográfico. A luz é projetada sobre essa placa coberta por milhares desses circuitos, com milhões de fotossensores dispostos lado a lado, cuja função é transformar luz em eletricidade, posteriormente, um chip embutido na câmara decompõe as informações eletrônicas, transformando-as em dados digitais. Cada um desses circuitos forma o pixel. Cada pixel tem uma capacidade de registro proporcional à intensidade de luz que incidiu sobre eles. Juntos eles formam a imagem do objeto fotografado. Quanto maior o número de pixels sobre a superfície de captura, maior a definição da imagem.

Olho Humano

                  O sentido da visão é o responsável pela maior parte das informações sobre as coisas que nos cercam. É o único sentido que nos dá a capacidade de associar o perto e o longe, o geral e o detalhado, o colorido e a ausência de cor. A visão se dá por um processo que envolve a estimulação de nosso sentido pela luz proveniente dos objetos. Essa luz incide e penetra em nossos olhos formando a imagem. Para que enxerguemos algo, nosso cérebro precisa processar as informações visuais do objeto, interpretá-las e memorizá-las. Assim como na máquina fotográfica o sistema óptico do olho e constituído de um sistema de lentes, cuja função é desvia e focalizar a luz que nele incide. A luz penetra no olho através da córnea, que é transparente, acentuadamente convexa e refrata grande parte da luz incidente a íris é a membrana que dá a coloração ao globo ocular. Em seu centro, há uma abertura de diâmetro variável, a pupila, que controla automaticamente a quantidade de luz que penetra no globo ocular, a fim de evitar ofuscamento. Apesar de muito rápido, o funcionamento da pupila não é instantâneo, ela gasta cerca de 5 segundos para se fechar ao máximo e torno de 300 segundos para se abrir totalmente.         A lente do olho, anteriormente cristalino, comporta-se como uma lente biconvexa elástica cuja distância focal é variável. A luz que atinge o globo ocular é projetada pela lente do olho até a Retina, que exerce a função de anteparo sobre o qual se formam as imagens dos objetos observados. A retina é fotossensível, mas essa sensibilidade não é uniforme; há uma região de máxima sensibilidade à luz denominada fóvea. É a região onde a imagem se forma com maior nitidez. Quando olhamos diretamente para uma árvore, a lente do olho projeta sobre nossa retina a imagem invertida e reduzida da árvore, tão diminuta que seu tamanho não é maior que a cabeça de um alfinete. Essa imagem forma-se sobre a fóvea porque os terminais nervosos são mais numerosos nessa região. Nas outras partes da retina, menos sensíveis que a fóvea, tem a formação da visão periférica, menos nítida, porém mais sensível a alterações de luminosidade e, portanto, mais apta a distinguir os movimentos dos objetos. A focagem fina, é a função principal da lente. Esse processo se estabelece quando a lente do olho altera sua forma e, portanto, sua distância focal, ajustando a imagem sobre a retina para que se vejam com nitidez tantos objetos distantes quanto próximos. Finalmente, as células nervosas, por meio do nervo óptico, enviam as informações visuais ao cérebro, convertendo luz em impulsos elétricos. Estes são decodificados pelo sistema nervoso, permitindo a visualização dos objetos.[pic 5]