Instruments i aparells òptics

G – Espai Caroline Emilie Bleeker

Va nàixer a Middelburg, Holanda, el 17 de gener de 1897 i va morir a Zeist, Holanda, el 8 de novembre de 1985. Es va llicenciar i doctorar en Física (1928) a la Universitat d’Utrecht i des de llavors fins a 1930 es va dedicar a la cerca de feina sense aconseguir-ho (per ser dona, òbviament). Desesperada va decicir prendre la iniciativa i en 1930, i pel seu compte, va obrir una consultoria per assessorar a industries i laboratoris sobre física. L’èxit del seu negoci la va inspirar i motivar i en 1932 va obrir una fàbrica acompanyada del seu soci, Gerard Willemse , enfocada en la producció de hardware per a laboratori i instruments de mesura elèctrica de precisió. Això funcionava tan bé que en 1936 començà un taller òptic que en 1937, influïda pel seu amic Zernike, va voler ampliar i començà a produir instruments òptics com microscopis per a universitats o els instruments òptics necessaris per al desenvolupament del microscopi de fases inventat per Frits Zernike (Premi Nobel 1953). En 1939 portava la producció de prismàtics per a l’exèrcit holandes que va haver d’aturar per la invasió nazi ja que el seu negoci sovint va patir sacsejos i robatoris i era un lloc que ella mateixa utilitzava per ajudar al jueus a amagar-se.

Tot aquest esforç i sacrifici durant la guerra va fer que l’exèrcit neerlandès li concedís la Medalla Reial de l’exèrcit en 1949 i, també, li van concedir un préstec per a tornar a obrir la fàbrica que amb tan de robatori i la guerra va haver de tancar per pèrdues econòmiques. La nova fàbrica però, es va ubicar a Zeist i la plantilla va estar reforçada de dones treballadores. Va ser en 1963 quan, per edat, va haver de renunciar a la direcció de la fàbrica.

Font d’informació i foto: https://mujeresconciencia.com/2019/11/07/la-empresaria-lili-bleeker-y-las-lentes-que-valieron-un-nobel/

G.1. La llanterna de projecció

Els aparells de projecció tenen com a finalitat, obtindre una imatge real d’un objecte, és a dir, la formació de la imatge d’un objecte semitransparent o d’un objecte opac, sobre una pantalla, per mitjà d’un mecanisme de projecció.

Essencialment consistix en una caixa metàl·lica, en l’interior de la qual hi ha un potent focus lluminós, col·locat davant d’un espill esfèric annomenat reflector. Els rajos lluminosos es concentren sobre un dibuix o preparació transparent per mitjà d’un sistema de lents denominat condensador i finalment una lent objectiu, situada en l’extrem de la caixa, proporcionarà una imatge real, invertida i molt ampliada de l’objecte que serà projectada sobre una pantalla. Aquesta última lent s’enfoca per mitjà d’un pinyó i una cremallera, perquè la imatge aparega nítida en la pantalla.

La llanterna d’aquesta col·lecció presenta una particularitat que la fa especialment interessant, la capacitat de projecció frontal o superior. Aquesta última podria ser dedicada a la projecció de cossos opacs que es col·locarien en el fons de la llanterna. En una de les cares laterals de la llanterna hi ha una xicoteta porta, que permet la visió del doble mecanisme de projecció.

Les diapositives que es projecten en aquestos aparells solien ser en vidre o en pel·lícula cel·luloide, el contingut de les quals es projecta i es visualitza per transparència. En aquest cas les diapositives que l’acompanyen són de vidre.

La llanterna de projecció va trobar un camp enorme d’aplicació en el cinematògraf.

COL·LECCIÓ DE TRANSPARÈNCIES DE VIDRE AMB SUPORT

Els objectes semitransparents, la imatge dels quals es vol projectar, solen situar-se a una distància de la lent, una mica major que la focal. Poden ser clixés fotogràfics positius, preparacions microscòpiques, dibuixos, gràfics, etc

En aquest cas en la fotografia apareix una col·lecció de 19 Transparències de 8,40 x 9,90cm, fabricades amb el permís de C:H: Delagrave-Editeur. que formen part d’una col·lecció molt major de 300 diapositives d’Història Natural i 300 de Fisiologia i Higiene que es conserven quasi en la seua totalitat. Aquesta col·lecció ha sigut recuperada recentment al reestructurar la biblioteca de l’Institut.

En la fotografia s’aprecien muntades en dos suports de fusta que fan possible la seua ordenació prèvia i faciliten el seu ús en el moment de la projecció.

En les transparències s’arrepleguen imatges de diferents temes com per exemple: anatomia humana i animal, mineralogia, geologia i botànica. Estan numerades amb quatre o cinc dígits que supose que correspondran a l’orde d’alguna col·lecció extensa d’imatges del mateix editor i en elles es poden llegir les inscripcions següents:

· Traces Orogràfiques (Massís Central) França. (3124)

· França en l’època del CALCAIRE Grossier. (3991)

· Arbres fòssils trobats a 517m de profunditat en les mines d’Auzin.(6393)

· Mines de sal en Wieliezlza (Polònia) Edat Secundària. (6413)

· Terrenys Jurásico-calvador (6433)

· Dévorrien coudres à Stringacephales (Camician marbre a Givet). (6925)

· Empremta de peu d’un Labyrinthodonte (Cheiroterium).(6936)

· Gres Silurien en Bagnoles. (6940)

· Plantes Cretàcies (característics fulls) d’apres M.de Laporta. (6967)

· Cartílag articular d’un goutteux. (3407)

· Gots i nervis del penis, cordó espermàtic i escrot, vista anterior.(8753)

· Si frontal del costat dret, obert.(8864)

· Diferents coudres de la (voûte) craniana dels teixits de la dure-mère.(8869)

· Crani en què s’ha practicat una llarga trepanació del si maxil·lar.(8878)

· Tres quistos de glàndules sudorípares. (10891)

· Glàndules gàstriques de l’home en l’edat …(11002)

· Aparell vascular característic, a l’inici de la seua formació… (11101).

· Aparell de la 1a circulació o circulació vitel·lina en el qual les aortes estan encara indiferenciades i aparell en què les dos aortes estan en un sol conducte.(11102)

· Os de l’esquena i de l’estèrnum. (11276).

G.2. El microscopi compost

El microscopi compost, s’utilitza per a examinar objectes molt xicotets situats distàncies molt curtes. La teoria de la formació nítida de la imatge en el microscopi ha sigut objecte de múltiples investigacions; sobre aquest tema es poden consultar obres espanyoles com les escrites per D. Joaquín Mª Castellarnau i D. Domingo d’Orueta, com també la de D. Domingo Ramón i Cajal (famós històleg espanyol).Els microscopis més usats a Espanya a principis del segle XX eren els de les Casas Zeiiss i Leitz, alemanyes; Reichert, austríaca; Bausch-Lomb, nord-americana, etc.

La utilització d’aquest instrument ha aportat innumerables avanços en camps tan diversos de la ciència com la Biologia, la Medicina, la Geologia, la Física, la Química etc., aquesta particularitat li conferix, quant a ús es referix, el qualificatiu d’universalitat científica i per això és un dels instruments més singulars de qualsevol laboratori de Ciències.

El microscopi compost, és un sistema òptic format en essència, per dues lents convergents coaxials separades, de xicoteta distància focal; la de menor focal s’anomena objectiu (prop de l’objecte), i l’altra ocular (prop de l’ull). La imatge que s’obté amb aquest dispositiu, és virtual invertida i molt amplificada. L’augment del microscopi depen de les seues característiques constructives i amb les focals de les lents que ho integren.

El microscopi que usualment s’usava en els laboratoris, era l’anomenat microscopi ordinari o comercial i consta de tres parts: el tub microscòpic en els extrems del qual van l’objectiu i l’ocular; l’aparell d’il·luminació, format per un espill pla o esfèric d’orientació variable i la platina o plataforma, situada entre els anteriors, amb una obertura circular centrada en l’eix òptic del tub. El tub es pot acostar o allunyar de la platina per mitjà d’una cremallera accionada per un caragol de moviment ràpid i un altre de moviment lent. D’ordinari un microscopi va acompanyat de diversos oculars que entren a pressió en el tub per la seua banda superior i diversos objectius intercanviables que s’enrosquen a la part inferior del tub.

Els microscopis, per les seues característiques òptiques, no permeten la visió d’objectes opacs a la llum, per tant el que es visualitza en ells són preparacions microscòpiques que solen preparar-se entre dos vidres fins, anomenats porta (més gran i gros) i cobrix (xicotet i fiíssim), altres vegades únicament es requerix el vidre inferior o porta.

Amb aquest tipus de microscopi no sols es podien veure objectes de dimensió reduïda, també podien dibuixar el seu contorn exacte, associant al microscopi una cambra clara de Leitz, p 18 del llibre de Practiques de Laboratori de Física de Marià Velasco, (1959), calcular el seu grandària o mesurar la grossària d’una làmina prima o l’índex de refracció d’un líquid.

G. 3. L’espectroscopi

Són instruments utilitzats per a l’anàlisi de la llum. La llum solar es dispersa al travessar un prisma (fet conegut per Sèneca, segle I) i Newton en la seua obra, Optic llibre I, descriu el mode de dispersar els rajos que constituïxen la llum composta del Sol, per la qualitat que posseïxen de ser refractats en distint grau per un prisma. Així l’arc iris és la dispersió de la llum del Sol a través de les gotes de pluja presents en l’atmosfera.

Els cossos sòlids i líquids incandescents emeten un espectre compost continu que, en la regió del visible, s’estén del roig al violeta, i que pot observar-se amb facilitat al mirar el cos lluminós a través d’un prisma òptic.

Si per mitjà d’una descàrrega elèctrica o un augment de temperatura, aconseguim que un gas es faça lluminós, a l’observar el seu corresponent espectre (espectre d’emissió), veiem que és discontinu i a més característic del tipus de gas que ho emet, així la presència de sodi es caracteritza per una ratlla groga, el de tal·li per un verd, l’hidrogen en els tubs Geissler dóna quatre ratlles, etc. Des que Bunsen i Kirchhoff van començar a utilitzar-ho, descobrint nous metalls com el cesi o el rubidi, per les seues línies espectrals, poc després Crookes va descobrir el tal·li i de la mateixa manera més tard es van descobrir l’indi i el gal·li; l’anàlisi espectral ha estat de gran utilitat per a obtindre informació sobre la composició de les substàncies i aplicat en l’estudi de molts fenòmens físics i químics. Hui en dia l’anàlisi espectral s’empra en la investigació teòrica en els distints camps de la Ciència i s’apliquen en la indústria química, mèdica i en la investigació policial.

El nostre és un espectroscopi de tres braços. Consta de tres tubs i en el seu centre, en una plataforma central circular, porta un prisma de flint, els tres tubs poden girar al voltant d’eixos verticals. La llum penetra pel badall del tub col·limador (el de la dreta), situada en el focus d’una lent convergent col·locada al final del tub, d’aquesta manera s’obté un feix de rajos paral·lels que arriben al prisma i després de travessar-ho penetren en el tub ullera de llarga vista a través d’una altra lent que formarà la imatge del badall que podrà ser observada per mitjà de l’ocular situat a l’extrem d’aquest segon tub. El tercer tub porta en el seu extrem una escala de vidre amb 50 divisions iguals, per la què al penetrar la llum i per mitjà de la lent que té en l’altre extrem, l’anomenada llum incidix en el prisma amb un angle tal que la llum és reflectida per ell i penetra en el tub ullera de llarga vista de manera que a la imatge del badall se li superposa la imatge de l’escala. A vegades l’anomenada escala ve graduada en longituds d’ona. Per a calibrar l’instrument s’utilitzen línies produïdes per substàncies l’espectre de les quals és conegut, remenant diverses d’aquestes gràfiques, s’aconseguix relacionar la longitud d’ona que es vol mesurar, amb l’escala graduada de l’espectroscopi.

Els espectroscopis van acompanyats d’una sèrie d’accessoris i de tubs Geissler contenint gasos a baixa pressió, hidrogen, heli, neó, sodi, mercuri etc., que permeten observar els seus espectres d’emissió característics, així com xicotetes cubetes transparents on col·locar diferents substàncies per a observar els seus respectius espectres d’absorció.

En la primera meitat del segle XX s’introduïxen millores en les tècniques d’anàlisi espectral, dissenyant-se instruments capaços de transformar el senyal lluminós en senyal elèctrica que permet el càlcul de la Intensitat lluminosa incident; és el cas dels fotòmetres tan utilitzats en fotografia.

CAIXA D’ACCESSORIS DE L’ESPECTROSCOPI. LÀMPARES DE DESCÀRREGA