Instrumentos utilizados en la física (página 2)

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Para medir temperatura

El termómetro es un instrumento u operador
técnico que fue inventado y
fabricado para poder medir la
temperatura.

Desde su invención han
evolucionado mucho, principalmente desde que se empezaron a
fabricar los termómetros
electrónicos
digitales.

Los termómetros
iníciales que se fabricaron se
basaban en el principio de la
dilatación, por lo que se
prefiere el uso de materiales con
un coeficiente de dilatación
alto de modo que, al aumentar la temperatura, la
dilatación del material sea
fácilmente visible. El mineral
base que se utilizaba en este tipo de
termómetros ha sido el mercurio
encerrado en un tubo de cristal que incorporaba una escala
graduada.

La escala más usada en
la mayoría de los
países es la escala
centígrada
(ºC),
también llamada Celsius desde
1948, en honor a Anders Celsius.

En esta escala el Cero grados centígrado
(0ºC), corresponde con el punto de congelación del
agua y los
cien grados corresponden con el punto de ebullición del
agua.

Otras escalas termométricas
son:

Fahrenheit (ºF),
propuesta por Gabriel Fahrenheit en 1724, que es la unidad de
temperatura en el Sistema
Imperial británico de
unidades, actualmente utilizado principalmente en Estados
Unidos.
Réaumur
(ºR), en desuso.
Kelvin (K) o temperatura absoluta, unidad de
temperatura del Sistema Internacional de
Unidades.

Para medir propiedades
eléctricas

Los galvanómetros son aparatos que se
emplean para indicar el paso de corriente
eléctrica por un circuito y para la medida
precisa de su intensidad.

Suelen estar basados en los efectos magnéticos o
térmicos causados por el paso de la corriente.

En el caso de los magnéticos pueden ser de
imán móvil o
de cuadro móvil.

En un galvanómetro de imán
móvil la aguja indicadora está asociada a un
imán que se encuentra situado en el interior de una bobina
por la que circula la corriente que tratamos de medir y que crea
un campo magnético que,
dependiendo del sentido de la misma, produce una atracción
o repulsión del imán proporcional a la intensidad
de dicha corriente.

En el galvanómetro de cuadro móvil
el efecto es similar, difiriendo únicamente en que en este
caso la aguja indicadora está asociada a una
pequeña bobina, por la que circula la corriente a medir y
que se encuentra en el seno del campo
magnético producido por un imán
fijo.

El vatímetro es un instrumento
electrodinámico para medir la potencia
eléctrica o la tasa de suministro de energía
eléctrica de un circuito eléctrico dado. El
dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas
«bobinas de corriente», y una bobina móvil
llamada «bobina de potencial».

Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito,
mientras la móvil se conecta en paralelo.

La inclinación del vatímetro depende tanto
de la corriente como del voltaje y puede calibrarse directamente
en vatios.

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Vat%C3%ADmetro"

Un amperímetro es un instrumento que sirve
para medir la intensidad de corriente
que está circulando por un
circuito eléctrico.

Los amperímetros, en esencia, están
constituidos por un galvanómetro
cuya escala ha sido graduada en
amperios.

En la actualidad los amperímetros utilizan
un conversor analógico/digital
para la medida de la caída de
tensión sobre un resistor
por el que circula la corriente a medir. La lectura del
conversor es leída por un microprocesador
que realiza los cálculos para presentar en un display
numérico el valor de la
corriente circulante.

Un óhmetro u ohmímetro es un
instrumento para medir la resistencia
eléctrica.

El diseño
de un óhmetro se compone de una pequeña
batería para aplicar un
voltaje a la resistencia bajo
medida, para luego mediante un
galvanómetro medir la
corriente que circula a través de la
resistencia.

La escala del galvanómetro está calibrada
directamente en ohmios, ya que en
aplicación de la ley de Ohm, al
ser fijo el voltaje de la batería, la intensidad
circulante a través del galvanómetro sólo va
a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a
menor resistencia mayor intensidad de corriente y
viceversa.

El electroscopio es un instrumento que nos
permite conocer si un cuerpo está cargado
eléctricamente.

Un electroscopio sencillo consiste en una varilla
metálica vertical que tiene una bolita en la parte
superior y en el extremo opuesto dos láminas de oro muy
delgadas. La varilla está sostenida en la parte superior
de una caja de vidrio
transparente con un armazón de metal en contacto con
tierra.

El funcionamiento del electroscopio es sencillo. Si se
acerca a él previamente cargado un cuerpo electrizado con
carga igual a la del electroscopio, las láminas se separan
mas. Al acercar al electroscopio un objeto con carga de signo
contrario, se observa que las láminas se
cierran.

Para medir longitud

Dentro de los instrumentos de
medición de longitudes, la cinta
métrica o metro y la regla son los
más comunes y los más fáciles de
utilizar.

El metro, normalmente fabricado de fleje
metálico o fibra textil, tiene una escala grabada sobre su
superficie, graduada y numerada, en el sistema métrico las
divisiones suelen ser centímetros
o milímetros. Los metros
de fleje metálico, enrollables, suelen tener una longitud
entre 2 a 10 metros, normalmente, los de material textil, suelen
ser de mayor longitud de 10 a 50 m.

La regla, a diferencia del metro, es
rígida, construida de metal, madera o
material plástico,
y tiene una escala graduada y numerada y su longitud total rara
vez supera el metro de longitud.

Además de estos encontramos instrumentos mas
exactos como:

El micrómetro (del griego micros,
pequeño, y metros, medición), también llamado
Tornillo de Palmer, es un instrumento de
medición cuyo funcionamiento está
basado en el tornillo micrométrico que sirve para medir
con alta precisión del orden de
centésimas de milímetros (0,01 mm) y de
milésimas de milímetros (0,001mm)
(micra) las
dimensiones de un objeto.

Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre
sí mediante un tornillo de rosca
fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala .La
máxima longitud de medida del micrómetro de
exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un
micrómetro para cada campo de medidas que se quieran
tomar. (0-25 mm), (25-50 mm), (50-75 mm), etc.

Se denomina vernier, en honor al
matemático francés Pierre
Vernier, quien la inventó, a la escala
secundaria de un calibre destinada a
apreciar fracciones de la unidad menor, aumentando la
precisión. En castellano se
utiliza con frecuencia la voz
nonio.

La precisión de estos instrumentos depende mucho
de la calidad y
estado del
instrumento en sí; por ejemplo, hay verniers que son
precisos hasta los milésimos de una pulgada (.001"),
cuando otros son aun más precisos (.0005").

La medida se lee en decimales de pulgada o de unidades
métricas; algunos presentan ambas unidades.

Este instrumento es versátil por su
diseño, pues permite medir en distintas formas.

El calibrador o vernier,
conocido también como pie de rey, consiste usualmente en
una regla fija de 12 cm con precisión de un
milímetro, sobre la cual se desplaza otra regla
móvil o reglilla. La reglilla graduada del vernier divide
9mm en 20 partes iguales de manera que pueden efectuarse lecturas
con una precisión de un vigésimo de
milímetro.

Otros instrumentos de
medición

Se denomina dinamómetro a un
operador técnico o instrumento
inventado y fabricado que sirve para medir
fuerzas. Fue inventado por Isaac
Newton y no debe confundirse con la
balanza, instrumento utilizado para
medir masas.

Normalmente, un dinamómetro basa su funcionamiento en un
resorte que sigue la Ley de Hooke
(ley de elasticidad),
siendo las deformaciones proporcionales a la fuerza
aplicada.

Un barómetro es un instrumento que mide
la presión
atmosférica. La presión
atmosférica representa el peso
por unidad de superficie ejercida por la atmósfera.

Los primeros barómetros estaban formados por una
columna de líquido encerrada en un tubo cuya parte
superior está cerrada. El peso de la columna de
líquido compensa exactamente el peso de la
atmósfera. Los primeros barómetros fueron
realizados por el físico
y matemático
italiano Evangelista Torricelli
en el siglo XVII.

Los barómetros son instrumentos fundamentales
para medir el estado de
la atmósfera y realizar predicciones
meteorológicas. Las altas presiones se
corresponden con buen tiempo
mientras que las bajas presiones son indicadores de
regiones de tormentas.

Del barómetro se deriva un instrumento llamado
barógrafo, que registra las fluctuaciones de la
presión atmosférica a lo largo de un periodo de
tiempo mediante una técnica muy similar a la utilizada en
los sismógrafos.

La palabra cronómetro proviene de la
Mitología
griega, el nombre se le dio por el Dios griego Cronos que era
el Dios del tiempo

El cronómetro es un reloj
o una función de
reloj que sirve para medir fracciones de tiempo, normalmente
cortos y con gran precisión.

Empieza a contar desde 0 cuando se le pulsa un
botón y se suele parar con el mismo
botón.

Son habituales las medidas en
centésimas de segundo, como en
los relojes de pulsera o incluso
milésimas de segundo.

Es ampliamente conocido su empleo en
competencias
deportivas así como en ciencia
y tecnología.

Obtenido de
"http://es.wikipedia.org/wiki/Cron%C3%B3metro

Un transportador es un instrumento
de medición con forma de semicírculo
o círculo graduado en grados
utilizado para medir o construir
ángulos. Los más frecuentes son
aquellos con un máximo de 180º, si bien existen de
360º.

INSTRUMENTOS
ÓPTICOS

En estos instrumentos se emplean espejos, tanto planos
como esféricos, prismas y lentes. Los mismos son usados
con el fin de apreciar los objetos con mayor nitidez, revelando
detalles que no son observables a simple vista. Estos
instrumentos pueden producir tanto imágenes
reales como virtuales.

Las imágenes reales son producidas por aparatos
tales como los proyectores, las cámaras
fotográficas, en cambio las
imágenes virtuales son producidas por la lupa, el microscopio y el
telescopio.

Anteojo Astronómico o telescopio
está constituido por la combinación de dos
lentes y sirve para ver objetos lejanos. Con él se ven los
objetos lejanos más grandes de lo que podemos verlos a
simple vista, pero se ven invertidos.

El telescopio se inventó hacia 1610 pero no se
sabe con exactitud quien lo hizo. Galileo, al enterarse de que
los holandeses habían construido unas lentes con las que
observaban objetos, construyó unas, las pulió, les
dio la curvatura adecuada, e hizo con ellas un
telescopio.

 Estructura
de un anteojo astronómico

Una lupa es una lente
biconvexa (curvada por los 2
lados) montada en un soporte circular que,
dependiendo de su diseño, y muy comúnmente, del uso
específico en cierta área de trabajo o
investigación, puede o no tener un mango
para facilitar su manejo. El uso primordial de la lupa es el de
ampliar pequeñas zonas para obtener una mejor
visualización, por ejemplo, para leer, o ver algún
objeto con más detalle.

La lupa es un instrumento u operador
técnico que ha sido inventado y fabricado
para hacer uso de principios
de física referente a la
óptica, pues la lente desvía la
luz incidente
de modo que se forma una imagen virtual
ampliada del objeto por detrás de la misma. La imagen se
llama virtual porque los rayos que parecen venir de ella no pasan
realmente por ella.

Las lupas pueden ser de distintos tamaños, y
dependiendo, el lente puede tener cierto grado de
magnificación. Generalmente, las lupas de mayor
diámetro son más potentes. Mas no todos los lentes
de lupa son de forma circular, sino que hay algunos lentes que
han sido hechos en forma cuadrangular o rectangular.

Un microscopio compuesto es un
microscopio óptico que tiene más
de un lente. Los microscopios
compuestos se utilizan especialmente para examinar objetos
transparentes o cortados en láminas tan finas que se
transparentan. Se emplea para aumentar o ampliar las
imágenes de objetos y organismos no visibles a simple
vista. El microscopio óptico común está
conformado por tres sistemas:

El sistema mecánico está constituido por
una serie de piezas en las que van instaladas las
lentes que permiten el movimiento
para el enfoque.

El sistema óptico comprende un conjunto de lentes
dispuestas de tal manera que produce el aumento de las
imágenes que se observan a través de
ellas.

El sistema de iluminación comprende las partes del
microscopio que reflejan, transmiten y regulan la cantidad de luz
necesaria para efectuar la observación a través del
microscopio.

La parte mecánica del microscopio comprende el pie,
el tubo, el revólver, el asa, la platina, el carro, el
tornillo macrométrico y el tornillo micrométrico.
Estos elementos sostienen la parte óptica
y de iluminación, además permite los
desplazamientos necesarios para el enfoque del objeto.

Periscopio. Proviene del griego
peri– y –scopio, ("mirar en torno") es un
instrumento para la observación desde una posición
oculta.

En su forma sencilla es un tubo con un juego de
espejos en los extremos, paralelos y en un ángulo de
45º respecto a la línea que los une. Se puede usar
para ver sobre la cabeza de la gente en una multitud. Esta forma
de periscopio, con la adición de simples lentes, fue usado
para propósitos de observación en trincheras
durante la Primera Guerra
Mundial.

Los periscopios más complejos usan prismas en vez
de espejos, y disponen de aumentos, como los usados en los
submarinos.

El proyector diascópico es un aparato
proyector de cuerpos transparentes, tales como películas,
diapositivas, etc… este aparato es capaz de producir
imágenes reales, invertidas de mayor tamaño que el
objeto.

El proyector episcópico es un aparato
proyector de cuerpos opacos (láminas de libros no
transparentes), fotografías, etc… El consta de un
sistema de iluminación constituida por una fuente de luz
ubicada en el foco de un espejo cóncavo, un sistema
reflector constituido por un espejo plano y por ultimo un sistema
óptico constituido por una lente convergente capaz de
recibir los rayos que provienen del espejo, formando con los
rayos una imagen que se caracteriza por ser: real, derecha y de
un tamaño mayor que el objeto.

El proyector epidiascópico es
una aparato que sirve para proyectar simultáneamente tanto
cuerpos opacos como cuerpos transparentes.

CONCLUSIÓN

Los instrumentos en los que se apoya la
física
para realizar su labor con mayor facilidad y eficacia se
pueden clasificar en: instrumentos de
medición e instrumentos ópticos.

Los instrumentos de medición a su
vez se clasifican en instrumentos para medir masa, como la
balanza y la báscula; para medir temperatura, como el
termómetro; para medir propiedades
eléctricas, como el amperímetro, el
galvanómetro, el vatímetro; para medir longitud,
como el metro, la regla, el calibrador; y otros como el
dinamómetro encargado de medir fuerzas, el
barómetro que mide la presión atmosférica,
el cronómetro que mide pequeñas fracciones de
tiempo y el transportador que sirve para medir y construir
ángulos.

Así como los instrumentos de medición, los
instrumentos ópticos también tienen su
clasificación, pues éstos pueden producir tanto
imágenes virtuales como imágenes reales; los que
producen imágenes virtuales son los proyectores; y los
encargados de producir imágenes reales son la lupa, el
microscopio, el telescopio.

Cada uno de estos instrumentos presta su apoyo a la
física de distintas maneras.