CÁMARA FOTOGRÁFICA: 

Una cámara fotográfica es una caja hermética a la luz que usa una lente o una combinación de lentes para formar una imagen afecta las sustancias químicas de la película de tal modo, que la imagen queda registrada permanentemente. En la siguiente figura se representa la formación de una imagen por una cámara fotográfica. 

La cámara tiene obturador que deja pasar la luz a través de la lente por un tiempo muy corto. Para que la fotografía sea mejor calidad controlar tres aspectos: rapidez del obturador, grado de abertura del diafragma y el enfoque. 

• Rapidez del obturador: cuando la cámara y el objeto tienen movimiento relativo, es necesario que el obturador permanezca el mínimo tiempo abierto con el fin de congelar el movimiento en un instante y evitar que la foto sea borrosa. 
• El obturador debe permanecer abierto máximo 10/100 s. 
• Grado de abertura del diafragma: se debe controlar la cantidad de luz que llega a la película para evitar que quede oscura o, por el contrario, con demasiada luz, de tal forma que todos los objetos brillantes se ven iguales con poco contraste.
• Este control lo hace un diafragma de iris que se coloca detrás de la lente. Su abertura esta de acuerdo con la intensidad de la luz del exterior ( a mayor intensidad menor abertura), la sensibilidad de la película y la rapidez del obturador ( a mayor rapidez mayor abertura del diafragma). 
• Enfoque: como la película es la pantalla de la imagen, esta debe colocarse en el lugar justo para mayor nitidez. Según lo que hemos estudiado de las lentes convergentes, si el objeto se sitúa en el infinito la película debe colocarse a la mínima distancia con respecto a la lente, su distancia focal. Si el objeto se acerca la película debe alejarse, Este efecto se logra cuando se hace girar un anillo sobre la lente. 

Por otra parte, en una cámara digital las imágenes son capturadas por un censor electrónico que dispone de muchas unidades fotosensibles y desde allí se archivan en otro elemento electrónico denominado memoria. La cámara dispone de una pantalla y las fotos que se acaban de tomar se pueden ver por medio de ella. Se pueden conectar a un ordenador y hacerles retoques de brillo, ampliarlas, reducirlas, corregir colores, etc. 

A continuación realizaremos un esquema del funcionamiento de una cámara digital: 

• Se activa la cámara. 
• Se ajustan los parámetros de la cámara, como son el flash, el dispositivo de resolución, etc.
• Se enfoca el objeto a fotografiar y se pulsa el botón disparador. 
• La luz reflejada por el objeto entra a través de la lente de la cámara. 
• La luz incide sobre el CCD (chip semiconductor sensible) que contiene múltiples elementos sensibles a la luz des componiéndola en rojo, verde y azul. 
• La cantidad de luz reflejada se convierte en una señal eléctrica analógica y se trasfiere a la parte electrónica de la cámara. 
•  Mediante el software interno de la cámara, la imagen tomada se comprime y se almacena sobre una memoria de tipo flash, disco duro o disquete. Al conectar la cámara a la PC se pueden transferir las imágenes. 

Según los expertos, la fotografía clásica tiene mejor resolución y presenta menos deficiencias que la fotografía digital. 

Además de ser una aplicación de la reflexión de la luz, la fotográfica es un proceso fotoquímico y se produce por descomposición de los halogenuros de plata, debido a la luz. El cloruro de plata (blanco) y el bromuro de plata (amarillo) se ennegrecen cuando incide la luz sobre ellos. Ambos son compuestos iónicos y la luz les proporciona la energía necesaria para que sucedan transformaciones químicas. 

EL OJO HUMANO: 

La cámara fotográfica es una mala copia de nuestros ojos. El ojo es el órgano receptor responsable de la función de la visión. En la siguiente figura, se muestran los elementos que componen el ojo. 

Los rayos luminosos provenientes del objeto atraviesan la cornea, donde sufren la primera refracción. Detrás de la cornea existe un liquido llamado humor acuoso en el cual los rayos luminosos sufren una distracción. La cantidad de luz que ingresa al ojo es regulada por iris que rodea la pupila y le da el color característico al ojo. 

Las ondas luminosas atraviesan el cristalino, cuya estructura elástica y trasparente actúa como una lente convergente. Los rayos de luz vuelven a refractarse al atravesar los humos vítreos, una sustancia gelatinosa que ocupa la parte interna del globo ocular, para llegar finalmente a la retina, la cual se comporta como una pantalla para los rayos luminosos. Allí se forma una imagen real, menor e invertida, de lo que se ve. 

En la retina se encuentran las células receptoras de la luz que transforman los estímulos luminosos en impulsos nerviosos que al llegar al cerebro son interpretados, en donde se dan las sensaciones de color, movimiento y forma del objeto, completando así el proceso de visión. 

Sin embargo, esta cámara tan perfecta en ocasiones suele presentar anomalías que impiden una visión normal. Muchos de los defectos se corrigen simplemente mediante el uso de lentes especialmente diseñados. Entre los defectos de la visión, se encuentran la miopía, la hipermetropía y el astigmatismo, cuyo origen se produce por alguna malformación del globo ocular. 

• La miopía: es un ojo miope el globo ocular es más largo de lo normal, por lo que la imagen se forma antes de llegar a la retina, para corregir este defecto se antepone una lente divergente, como se observa en la siguiente figura 33. 

• la hipermetría: en el ojo hipermétrope el globo ocular es mas corto de lo normal, por tanto, la imagen se forma detrás de la retina. La corrección se logra anteponiendo una lente convergente. 
• El astigmatismo: en un ojo con astigmatismo la curvatura de la cornea o del cristalino es irregular, lo cual produce una imagen borrosa que es corregida ante poniendo una lente cilíndrica. 
• Uno de los problemas visuales que suele aparecer entre los cuarenta y cincuenta años es la presbicia o vista cansada, la cual consiste en la perdida de la capacidad de acomodación debida a la fatiga de los músculos filiares o a la perdida de flexibilidad del cristalino, que se queda en su posición menos convergente. 

A aunque en la actualidad estas imperfecciones se pueden corregir por medio de la tecnología láser, existen defectos oculares que no pueden ser corregidos con el uso de lentes, como el daltonismo, las cataratas y el glaucoma. El daltonismo es una enfermedad hereditaria y las personas que la padecen no pueden ver todos los colores. La catarata es producida por la disminución de la transparencia del cristalino, lo que puede provocar la perdida total de la visión. El glaucoma es una enfermedad hereditaria en la cual aumenta la presión intraocular debida a la obstrucción de los conductos de drenaje. Puede ocasionar la perdida total e irreversible de la visión.

EL MICROSCOPIO:

Es un instrumento optico que sirve para aumentar el angulo bajo el cual se ve en un objeto como lo muestra la figura 34 . Permite observar detalles de objetos que son muy pequeños, sin embargo, no se puede construir un microscopio que permita observar el átomo, ya que para poder observarlo, su tamaño debe ser del orden de la longitud de la luz. La capacidad  de un microscopio  óptico depende del tamaño relativo del objeto respecto a la longitud de onda de la luz utilizada para observarlo.

Se puede construir un microscopio con una lente convergente, denominado microscopio simple, pero la amplitud obtenida será igual a la de la lupa.

El microscopio compuesto consta de dos lentes convergentes objetivo y ocular. El objeto se coloca a una distancia superior al foco pero menor del doble de la distancia focal del objetivo, de tal forma que la imagen que genera el objetivo es real, invertida y de mayor tamaño que el objeto, como se observa en la siguiente figura.

Esta imagen se forma un poco más cerca de la distancia focal del ocular, el cual tiene una distancia mayor que el objetivo. Por tal razón, produce una imagen virtual y amplificada que ve el observador.

La amplificación que se obtiene con respecto al objeto es la multiplicación de los aumentos producidos por las dos lentes.

El aumento total, MT , de la configuración está dada por la expresión:
                

MT = (d1/d0) objetivo * (d1/do) ocular   

Este aumento es mayor que la unidad cuando la distancia focal del ocular es menor que la distancia del punto próximo y mayor que la distancia focal del objetivo, para lo cual es muy conveniente que esta sea más pequeña que la del ocular

La imagen del ocular está a una distancia de 25 cm, dado que es el punto más cercano que puede observar un ojo normal. Los microscopios modernos tienen un límite de amplificación de 2.000X aproximadamente, ya que están provistos de binoculares ( un ocular para cada ojo).

Estos oculares son intercambiables y suelen tener tres objetivos en una torrecilla giratoria, además están  equipados con un sistema condensador de luz y con un diafragma de iris debajo de la plataforma del microscopio, que enfocan y controlan la iluminación de la fuente externa o interna de luz.

El límite de 2.000X se debe a que si el tamaño del objeto es del orden de la longitud de onda de la luz, por defectos de difracción la imagen se difumina, para solucionar este problema los micros copistas iluminan con haces de electrones en lugar de luz, ya que los haces de electrones tienen longitudes de onda extremadamente cortas.

Los microscopios electrónicos no usan lentes para enfocar y aumentar las imágenes si no campos eléctricos y magnéticos. Estos microscopios tienen una amplificación de hasta 200,000X.

EL TELESCOPIO:

Un telescopio es un instrumento que permite la observación de objetos lejanos al igual que el microscopio compuesto requiere más de una lente como lo muestra la.

El telescopio ha sido uno de los instrumentos que ha contribuido en mayor medida al conocimiento adquirido por el hombre sobre los cuerpos celestes, desde que galileo Galilei lo utilizara con fines astronómicos.

Existen diversos tipos de telescopios, pero una primera clasificación de ellos es la de telescopios refractados y telescopios reflectores.

En un telescopio de refracción astronómico, se usan dos lentes convergentes, una como objetivo y otra como ocular. Los rayos paralelos provenientes de un objeto lejano forman una imagen real invertida en el plano focal del objetivo. El cual a su vez, es el objeto del ocular ubicado un poco más cerca de su foco, de esta manera, amplia la imagen que el observador perciba y la presenta en forma virtual y amplificada, como se observa en la siguiente  figura 35.

El aumento del telescopio está dado por su amento angular y se expresa como:

M = F _objetivo/ F _ocultar

Para lograr un aumento mayor, la lente objetivo deberá tener una distancia focal muy grande y la lente ocular una distancia focal corta. Para obtener una imagen brillante de estrellas distantes la lente objetivo debe ser grande, pero pulir lentes grandes es un trabajo muy dispendioso, por eso los telescopios más grandes usan un espejo curvo como objetivo y se denominan telescopios de reflexión figura 36.

Para observaciones de imagen terrestres, no resulta práctica la utilización de un telescopio de refracción, debido a que la imagen qu produce es invertida. Para ello, se coloca una lente divergente como ocular, de tal forma, que intersequen los rayos antes de llegar al foco del objetivo; es el único inconveniente que presenta esta solución es que su campo visual es corto.

Otra solución es colocar una lente convergente entre el objetivo y el ocular que invierta la imagen, pero el tubo resulta ser muy largo. Lo más practico es colocar en medio del objetivo y el ocular, prismas con reflexión total.

El telescopio más grande del mundo se encuentra ubicado en el MONTE PASTUKHOV en el Cáucaso ( unión soviética) tiene diámetro de 6 m y es un telescopio reflector. El telescopio refractor más grande del mundo se ubica en un observatorio de Wisconsin, tiene un metro de diámetro.