Lupa

Una lupa es un instrumento óptico cuya parte principal es una lente convergente que se emplea para obtener una visión ampliada de un objeto. Dicho objeto debe ser colocado dentro de la distancia focal de la lupa, la cual, generalmente suele ser corta. Como consecuencia, la lente genera una imagen mucho mayor que el objeto, virtual y detrás de la lupa. La imagen no es preciso proyectarla sobre una pantalla para poder verla, ya que es virtual y se ve a simple vista, mirando a través de la lupa. De hecho, la imagen no se puede proyectar sobre una pantalla, por su carácter virtual, ya que para poder proyectarse debería de ser una imagen real. IMAGEN(imagen, objeto, foco, F, F´) Se obtiene, por tanto, una imagen virtual, aumentada y derecha. Además, dentro de la distancia focal cuanto más cerca esté el objeto del foco objeto mayor será el tamaño de la imagen, en donde el aumento lateral sigue la expresión: M=s’/s La gran mayoría de lupas tienen entre 5 y 25 aumentos.

Cámara fotográfica

Las cámaras fotográficas modernas funcionan con el principio básico de la cámara oscura. La luz, que penetra a través de un diminuto orificio o abertura en el interior de una caja opaca, proyecta una imagen sobre la superficie opuesta a la de la abertura. Si se le añade una lente, la imagen adquiere mayor nitidez y la película hace posible que esta última se fije. Si bien existen diferencias estructurales entre ellas, todas las cámaras modernas se componen de 5 elementos básicos: el cuerpo, el objetivo, el diafragma, el obturador y la película.

• Cuerpo: en la cavidad hermética y oscura donde se aloja la película, el diafragma y el obturador. Su función es impedir la entrada de luz para que la película no se vele.
• Objetivo: que se instala en la parte anterior del cuerpo, es en realidad un conjunto de lentes ópticas de cristal. Su función es enfocar el objeto de tal forma que la imagen quede sobre la película.
• Diafragma: abertura circular situada junto al objetivo, funciona en sincronía con el obturador. La función del diafragma es dejar pasar cierta cantidad de luz (a mayor abertura más les llega a la película).
• Obturador: es un dispositivo mecánico, dotado con un elemento elástico, que deja pasar la luz a la cámara durante el intervalo de exposición. La función del obturador es determinar cuánto tiempo va a pasar la luz que viene del diafragma.
• Película: estructura plástica que contiene nitrato de plata, sustancia que hace que sea sensible a la luz. La función de la película era registrar la luz que atraviesa todo el sistema óptico, es decir, registrar la imagen.

IMAGEN

Ley de Faraday y Lenz para la inducción electromagnética

Entre los años 1831 y 1832 científicos como Faraday y Henry observaron en laboratorio los efectos que producían los imanes en los conductores eléctricos, experimentos que, hasta entonces no tenían explicación. En todos ellos se observaba cómo, en determinadas condiciones, se creaba una corriente eléctrica en un conductor cuando se acercaba o alejaba un imán. A partir de estas experiencias se pudieron deducir las leyes de Faraday y Lenz. La ley de Lenz justifica hacia dónde se dirige la corriente eléctrica inducida, mientras que la ley de Faraday nos da información para calcular cuál es su valor. El enunciado de la ley de Lenz es: «Cuando varía el flujo magnético que atraviesa una bobina, esta reacciona de tal manera que se opone a esa variación. Dicha oposición consiste en generar un flujo magnético propio que vaya en contra de la variación de flujo magnético externo». Es decir, si el flujo aumenta, la bobina lo disminuirá y si disminuye lo aumentará. Para conseguir estos efectos, por la bobina se generarán corrientes que, a su vez, crearán un flujo magnético que se oponga a la variación. Se dice que en la bobina se ha inducido una corriente eléctrica, y, por lo tanto, existe una fuerza electromotriz inducida. Tal y como se ha dicho antes, la Ley de Lenz solamente habla de la forma en que se comporta la bobina pero no dice nada acerca de la magnitud de la corriente o de la fuerza electromotriz inducida. Para determinarla se recurre a la ley de Faraday, la cual determina el valor de la fuerza electromotriz inducida, y cuya expresión es: ε=-n(dΦ/dt) En donde ε=fuerza electromotriz inducida. Se mide en voltios(V) Φ=es el flujo que atraviesa la bobina y se mide en Webers(Wb) n=número de vueltas que da la bobina. Sin unidades. En el siguiente se aprecia un ejemplo del comportamiento de una bobina de una única vuelta que es atravesada por un campo magnético creciente B. Al atravesar la bobina, esta reacciona oponiéndose a dicho incremento de flujo magnético con lo que se induce una corriente I en sentido horario que genera a su vez un campo magnético inducido Bi, opuesto a B. IMAGEN

El ojo humano

De una forma muy general, el ojo humano se comporta como un sistema óptico con una lente convergente que forma imágenes reales invertidas sobre la retina. IMAGEN(iris, pupila, córnea, retina, cristalino, nervio óptico) El proceso de visión sigue los siguientes pasos:

• La luz penetra en el ojo a través de la córnea. La córnea es una capa hemisférica y transparente localizada al frente del ojo que permite el paso de la luz y protege al iris y al cristalino.
• El iris es la membrana muscular coloreada que regula la cantidad de luz que entra en el ojo a través de la pupila.
• El sistema córnea-cristalino enfoca la luz sobre la retina. El cristalino es la lente convergente biológica de que dispone el ojo. El proceso de enfoque es diferente dependiendo de la posición a la cual se encuentre el objeto; el cristalino, en función de la posición del objeto, tiene que acomodarse modificando su curvatura para conseguir enfocar la imagen sobre la retina. A este proceso se le denomina “acomodación del ojo”. Dicho proceso no es infalible. De hecho existe un punto, denominado “punto próximo” a partir del cual no se pueden enfocar objetos. Dicho de otra manera, el punto próximo es el lugar más cercano en el que puede estar un objeto para distinguirlo con nitidez. En un ojo humano normal, este punto se encuentra entre 15 y 20 cm.
• La retina es un tejido sensible a la luz situado en la superficie interior del ojo que registra la imagen y se envía al cerebro mediante el nervio óptico, en donde se interpreta.

Fisión nuclear

La reacción de fisión es una reacción nuclear que consiste en la división de un núcleo pesado en dos núcleos más ligeros. En el proceso se consiguen núcleos más estables (ya que tienen mayor energía de enlace por nucleón como consecuencia, también, del defecto de masa), y se libera energía. Esta energía liberada se debe a la diferencia de masas entre los productos iniciales y finales de la reacción, es decir, la diferencia de masa se transforma en energía a través de la conocida Ley de Einstein: E=∆m×c2. La energía de activación del proceso, es decir, la energía necesaria para comenzar la reacción en cadena del proceso de fisión, es relativamente baja, obteniendo, por lo tanto, mucha más energía que la que se consume para iniciar el proceso. La aplicación más extendida del proceso de fisión es la central nuclear de fisión, es decir, una central eléctrica que mantiene controlada la reacción en cadena liberando energía y transformándola en energía eléctrica. Sin embargo este tipo de centrales, aunque son energéticamente muy rentables (se obtiene mucha energía eléctrica), suscitan gran polémica social debido a la cantidad de residuos radiactivos que generan así como al peligro inherente de un posible accidente nuclear. Otra aplicación de este proceso es la bomba atómica, en donde la reacción en cadena se deja libre liberándose una enorme cantidad de energía. La única diferencia sustancial entre una bomba nuclear y una central nuclear es que en la primera se deja libre la reacción en cadena mientras que en la segunda dicha reacción permanece controlada.

Fusión nuclear

El proceso de fusión plantea numerosos inconvenientes tecnológicos, entre otras cosas, la temperatura que se precisa para hacer posible el proceso. De hecho, a día de hoy, aún no se ha logrado obtener energía controlada por medio del proceso de fusión. Sin embargo, existen diferentes proyectos a nivel mundial que tienen como objetivo final desarrollar la tecnología necesaria para construir el primer generador de energía nuclear de fusión. Este objetivo es muy perseguido ya que:

• La reacción de fusión controlada genera, teóricamente, del orden de 4 veces más energía que la de fisión.
• La reacción nuclear de fusión no contamina tanto como la de fisión, eliminando encima el peligro de los residuos radioactivos.
• La fusión precisa de deuterio y tritio, muy fáciles de conseguir, mientras que la fisión necesita como materia prima un elemento de difícil producción, como es el uranio enriquecido.

La única aplicación del proceso de fusión es la bomba de hidrógeno. Para iniciar la reacción en cadena es necesario un gran aporte de energía que permita subir mucho la temperatura, por lo que todas las bombas de fusión contienen un elemento iniciador de la reacción en cadena, que no es sino una “pequeña” bomba de fisión. Una vez alcanzada la temperatura necesaria comienza la reacción en cadena de fusión, la cual se deja libre liberándose enormes cantidades de energía.