Guía De Estudios De Histologia

OPTICA Y MICROSCOPIA

Introducción

L

a óptica es el estudio de la interacción de las ondas de luz con medios reflectores y medios refractores.

• La luz es una manifestación de la energía universal que se desplaza por ondas y que no necesita medio elástico para su transporte (la longitud de onda es de 0,7 y 0,31 micras y tiene una velocidad de 300.000 Km x segundo).

• La intensidad de la luz está en relación inversa al cuadrado de la distancia.

• Los Arabes fueron los primeros en descubrir el cristalino, mientras que Alhazam fue el primero en publicar un libro llamado “Los tesoros de la vista”.

• Lippershey fue el que tallando lentes inventó el microscopio, y a partir de este Galileo lo mejoró.

Sensación Luminosa

• El sentido de la vista nos pone en comunicación con el medio exterior, proporcionándonos sensaciones de forma, color distancia de los objetos que nos rodean, por la acción que ejercen en nuestros ojos ciertas radiaciones.

• Los cuerpos que emiten o producen radiaciones capaces de impresionar nuestro sentido de la vista se llaman fuentes luminosas.

• Los cuerpos que reflejan la luz que recién de ella la que de ese modo llega a nuestros ojos en forma indirecta se dicen que están iluminados.

El color es una característica de impresión luminosa.

Las fuentes luminosas pueden:

- naturales

- artificiales.

• Los cuerpos que interpuestos ente el ojo y los objetos permiten percibir sin modificación sensible las sensaciones luminosas son transparentes

La luz se propaga en forma recta si el medio es homogéneo.

• El rayo luminoso es la radiación que ha pasado por un pequeño orificio si la fuente de luz esta alejada.

• El conjunto de rayos que pasa por un punto consiste en un haz de rayos.

• La propagación rectilínea de la luz se cumple siempre que los objetos interpuestos o las ranuras por donde se las hace pasar no sean pequeños pues entonces se produce la difracción.

REFLEXION Y REFRACCION EN SUPERFICIES PLANAS.

Reflexión de una onda plana en una superficie plana

• Para el mejor entendimiento de lo que es una reflexión de una onda plana en una superficie plana, veo conveniente la explicación de esta mediante su gráfica.

• Consideramos la traza AA’ (Fig. 1) de un frente de onda plano que acaba de hacer contacto con la superficie reflectante MM’, a lo largo de una recta que pasa por A, perpendicular al plano del dibujo. Los planos del frente de onda y de la superficie reflectante son también normales al de la figura.

• La posición del frente de onda, al cabo de un intervalo de tiempo t, puede hallarse aplicando el principio de Huygens.

• Con puntos situados sobre AA’ como centros, se dibuja cierto número de ondas secundarias de radio vt, siendo v la velocidad de propagación en el medio situado encima de la superficie.

• Las ondas secundarias engendradas junto al extremo superior de AA’ se propagan sin obstáculos, y su envolvente da la porción OB’ del nuevo frente de onda; pero las ondas secundarias engendradas junto al borde inferior de AA’ inciden sobre la superficie reflectante.

• Si esta no existiese, habrían ocupado las posiciones representadas por los arcos de circunferencia señalados con trazos.

• El efecto de la superficie reflectante es invertir el sentido de propagación de las ondas que inciden sobre ella, de modo que la parte de una onda secundaria que hubiera penetrado debajo de la superficie, se encuentra realmente sobre ella, como indican las líneas de trazo lleno.

Posiciones sucesivas de una plana AA’ al reflejarse en una superficie plana.

• La envolvente de estas ondas secundarias reflejadas forma la porción OB del frente de onda, y la traza del frente completo en ese instante es la quebrada BOB’. Una construcción análoga da la línea CPC’, que es el frente de onda después de otro intervalo t.

• El ángulo formado por la onda incidente y la superficie se denomina ángulo de incidencia;

• El ángulo r que forma la onda reflejada con la superficie se llama ángulo de reflexión.

• Para obtener la relación entre estos ángulos, consideremos la figura 2, que es una parte de la fig. 1.

• Desde O se traza OP = vt, perpendicular a AA’. Ahora bien: OB es por construcción, tangente a una circunferencia de radio vt, con centro en A. Por consiguiente, si se traza el segmento AQ que une A con el punto de tangencia, los triángulos APO y AQO son iguales. (Triángulos rectángulos con el lado AO común y AQ = OP.)

• En consecuencia, el ángulo es igual al ángulo r, y tenemos la ley de la reflexión «Una onda plana se refleja en una superficie plana formando un ángulo de reflexión igual al de incidencia».

Refracción de una onda plana en una superficie plana

• Siempre que un tren de ondas luminosas que se propongan en un medio transparente, incide en la superficie de un segundo medio transparente cuyo índice de refracción difiere del correspondiente al primero (esto es, en el cual la velocidad es distinta a la del primero), se originan en la superficie de separación dos nuevos trenes de ondas.

• Uno de ellos, que constituye la onda reflejada, vuelve al medio inicial, mientras el otro, llamado onda refractada, se propaga en el segundo medio.

• La dirección de la onda reflejada viene dada por la ley de la reflexión deducida en la sección anterior.

• Procedamos ahora a obtener la dirección de propagación de la onda refractada.

• Consideramos la traza de un frente de onda plano AA’ (Fig. 3), que acaba de hacer contacto con la superficie MM’ a lo lago representa la superficie de separación de dos medios transparentes de distinto índice de refracción.

• Sea n el índice del medio situado encima de MM’ y n’, el del medio inferior. Supongamos n’>n. Las ondas reflejadas no están representadas en la figura, pues se comportan exactamente igual que en la figura 1.

• Apliquemos el principio de Huygens para hallar, al cabo del tiempo t, la posición del frente de onda refractado.

• Tomando puntos situados sobre AA’ como centros, se dibuja cierto número de ondas secundarias.

• Las engendradas cerca del borde superior de AA’ se propagan con la velocidad v = c/n, y al cabo de un intervalo de tiempo t son superficies esféricas de radio vt. Sin embargo, la onda secundaria que se origina en el punto A se propaga en el medio inferior con la velocidad v’ = c/n’ y al cabo del tiempo t es una superficie esférica de radio v’t.

• La envolvente de las ondas secundarias procedentes del frente de onda inicial son dos planos cuyas trazas forman la línea quebrada BOB’.

• Una construcción análoga conduce a la traza CPC’, al cabo de un segundo intervalo de tiempo t.

• Los ángulos y ‘ formados por la superficie y los frentes de onda incidente y refractado se denominan, respectivamente, ángulo de incidencia y ángulo de refracción.

• Para hallar la relación entre estos ángulos utilizaremos la figura 4 que es una parte de 3. Se trazan OQ = vt, perpendicular a AQ y AB = v’t, perpendicular a BO. Del triángulo rectángulo AQO, se deduce

y del triángulo rectángulo ABO:

Por tanto,

• Esto es, cuando un tren de ondas planas incide sobre la superficie de separación de dos transparentes, la razón del seno del ángulo de incidencia al seno del ángulo de refracción es igual a la razón de las velocidades de propagación en los dos medios.

Dado que por definición,

siendo c la velocidad de propagación en el vacío, se deduce que:

y la Ec. 1 puede escribirse,

o bien,

n sen ø = n’ sen ø’

• Esta ecuación es más útil que la 1, ya que el índice de refracción de una sustancia es el dato que figura habitualmente en la tablas, en lugar de la velocidad de propagación de la luz en dicha sustancia.

• Como para un para de sustancias dadas la razón n’/n es constante, la Ec. 2 equivale a:

• El descubrimiento de que la razón del seno del ángulo de incidencia al seno del ángulo de refracción es constante se atribuye habitualmente a Willebrod Snell, en 1621, aunque parece ser algo dudoso su fue realmente realizado por él. De acuerdo con la costumbre, denominaremos ley de Snell a la representada por la ecuación # 2 anteriormente descrita .

• Existen dos tipos de espejos:

planos y segmentos de esfera de cara convexa.

• En ambos los rayos se reflejan de una manera divergente donde se forma imagen virtual y en los convergentes se forma imagen real.

Refracción

• Es el cambio de dirección que experimenta la luz al pasar de un medio a otro.

Reflexión

• Es cuando los rayos de luz llegan al objeto y son reflejados en dirección diferente; pero con el mismo ángulo de inclinación.

Leyes de refracción

1.- El seno del ángulo incidente y del ángulo de refracción es una relación constante.

2.- El ángulo del rayo incidente y el ángulo de refracción son una relación constante pero además son coplanares.

LEYES FUNDAMENTALES DE LA OPTICA

1. La luz se propaga en línea recta.

2. Si con una pantalla se intercepta una

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