Conceptos Clave en Óptica, Microscopía y Espectrofotometría

Fundamentos de Óptica y Luz

1. Transmisión de la Luz

Pregunta: ¿Cómo se transmite la luz por un medio?

Respuesta: La luz se transmite como un frente de ondas plano.

2. Principio de Huygens

Pregunta: La idea de descomponer un frente de ondas en infinitas ondas esféricas para definir, con la envolvente de estas últimas, el desplazamiento total de la principal, ¿a qué principio corresponde?

Respuesta: Corresponde a la Ley de Huygens.

3. Reflexión y Ley de Huygens

Pregunta: Si aplicamos la Ley de Huygens para la definición de la reflexión, ¿qué podremos comprobar?

Respuesta: Podremos comprobar que los ángulos incidente y reflejado tienen una relación de igualdad (son iguales).

4. Ley de Snell

Pregunta: Según la Ley de Snell, ¿qué podemos establecer?

Respuesta: Podemos establecer la relación: n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂.

Principios y Componentes del Microscopio

5. Cálculo Óptico

Pregunta: Sabiendo que f = 0,5 y s = 20,5, ¿cuál es el resultado de la operación?

Respuesta: El resultado es 40 (cálculo: 20,5 - 0,5 = 20; 20 / 0,5 = 40).

6. Cálculo de Distancia Focal en Microscopio

Pregunta: Sabiendo que el aumento total de un microscopio es de ×350, con un objetivo que produce un aumento lateral de ×35 y la distancia entre el foco imagen del objetivo y el foco objeto del ocular es de 35 cm, ¿cuál es la distancia focal del objetivo si se considera una distancia de campo próximo de 25 cm?

Fórmulas relevantes:

• Aumento total (A_total) = Aumento del objetivo (A_objetivo) × Aumento del ocular (A_ocular)
• Aumento del ocular (A_ocular) = Distancia de campo próximo / Distancia focal del ocular
• Aumento del objetivo (A_objetivo) = (Distancia entre focos - Distancia focal ocular) / Distancia focal del objetivo

Respuesta: 1 cm.

7. Función de los Prismas en Microscopios Binoculares

Pregunta: ¿Cuál es la función de los prismas en un cabezal binocular de un microscopio?

Respuesta: Sus funciones son:

• Alinear el eje óptico de cada ojo con la trayectoria óptica del objetivo.
• Ajustar la distancia interpupilar para cada observador.

8. Tipos de Objetivos de Microscopio

Pregunta: ¿Qué tipos de objetivos existen en microscopía?

Respuesta: Existen objetivos secos y de inmersión.

9. Diafragmas de Apertura y Campo en Microscopía

Pregunta: Respecto a los diafragmas de apertura y de campo en un microscopio, ¿cuál es la afirmación correcta?

Respuesta: El diafragma de apertura limita la cantidad de luz que entra al objetivo y controla la apertura numérica (afectando la resolución y el contraste), mientras que el diafragma de campo limita el tamaño del campo de visión iluminado.

10. Ajuste Inicial del Microscopio

Pregunta: ¿Cuáles son los primeros pasos de ajuste que un observador debe realizar en un microscopio?

Respuesta:

1. Subir la condensadora y enfocar.
2. Cerrar el diafragma de campo.
3. Bajar la condensadora hasta que los bordes de campo se vean nítidos.

11. Percepción del Color

Pregunta: ¿Cuál es el motivo por el que vemos un objeto de un color u otro?

Respuesta: El material absorbe energía en una longitud de onda (λ) del espectro visible y refleja la longitud de onda complementaria, que es la que corresponde al color que percibimos. Por ejemplo, un objeto que absorbe los azules (440-470 nm) se verá de color naranja.

Espectrofotometría y Análisis de Color

12. Ley de Beer-Lambert (Transmitancia)

Pregunta: Según la Ley de Beer-Lambert, ¿cómo se define la transmitancia?

Respuesta: La transmitancia (T) viene dada por el cociente de la intensidad de luz transmitida (I) entre la intensidad de luz incidente (I₀), es decir, T = I / I₀.

13. Relación de la Absorbancia

Pregunta: Respecto a la absorbancia, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

Opciones:

1. La concentración es inversamente proporcional al coeficiente de absortividad molar de la sustancia y directamente proporcional a la longitud de muestra que ha de atravesar el haz.
2. La concentración de una muestra es directamente proporcional al coeficiente de absortividad molar e inversamente proporcional a la longitud de muestra que ha de atravesar el haz.
3. La concentración es independiente de la longitud de muestra que ha de atravesar el haz.

Respuesta: Todas las respuestas presentadas son erróneas. La absorbancia (A) es directamente proporcional a la concentración (c) y a la longitud de la trayectoria (b), y al coeficiente de absortividad molar (ε), según la Ley de Beer-Lambert: A = εbc. Por lo tanto, la concentración es directamente proporcional a la absorbancia e inversamente proporcional al coeficiente de absortividad molar y a la longitud de la trayectoria.

14. Calibración del Espectrofotómetro

Pregunta: ¿Cuál debe ser el coeficiente de correlación (R²) de los datos de las rectas de calibración del espectrofotómetro?

Respuesta: Debe ser superior al 95%.

15. Fotodetectores en Espectrofotómetros de Doble Haz

Pregunta: ¿Cuántos fotodetectores tiene un espectrofotómetro de doble haz?

Respuesta: Un espectrofotómetro de doble haz tiene 2 fotodetectores.

16. Tipos de Monocromadores de Rejilla

Pregunta: ¿Qué tipos de monocromadores de rejilla existen?

Respuesta: Pueden ser de dispersión, de transmisión y de reflexión. Por lo tanto, "Todas son correctas".

17. Componentes del Monocromador de Ebert

Pregunta: ¿Cuáles son las partes principales de un monocromador de Ebert?

Respuesta: Las partes son:

• Espejo colimador
• Rejilla de difracción
• Rendijas de entrada y salida
• Distancia focal

18. Uso de Pocillos de Metacrilato en UV

Pregunta: ¿Se puede utilizar un pocillo de metacrilato en el rango ultravioleta (UV)?

Opciones:

• Sí.
• Sí, pero solo en el UV bajo.
• Sí, pero solo en el UV alto.

Respuesta: Ninguna de las opciones es correcta. Los pocillos de metacrilato no son adecuados para mediciones en el rango UV, ya que el metacrilato absorbe la radiación ultravioleta. Para mediciones en UV, se deben usar pocillos de cuarzo.

19. Sensibilidad de Detectores Ópticos

Pregunta: ¿Qué es más sensible, un fototubo o un fotomultiplicador?

Respuesta: Un fotomultiplicador es significativamente más sensible.

20. Valores Negativos en Espectrofotometría

Pregunta: Si al medir con el espectrofotómetro se obtienen valores negativos, ¿cuáles son las causas probables?

Respuesta: Todas las siguientes son causas probables:

• Que el pocillo no esté correctamente insertado.
• Que el pocillo esté inclinado.
• Que en la calibración se haya olvidado pasar el blanco (solución de referencia).