LAS MIRAS TELESCOPICAS

LAS MIRAS TELESCÓPICAS

El anteojo, visor o telescopio, constituye una parte tan esencial en la mayor parte de los instrumentos topográficos, geodésicos, astronómicos y de puntería, en nuestro caso, destinados a la observa¬ción ocular, que merece un lugar de preferencia en la descripción de los mismos.

NOTA HISTÓRICA

La cuestión: ¿Quién fue el inventor del anteojo? ha sido muy discutida y no será probablemente nunca completamente aclarada. Lo único que se sabe con certeza es que, según documentos de fecha 2 de octubre 1608 hallados en Holanda, se deliberaba allí en aquel entonces sobre el otorgamiento de una patente relativa a la construcción de un anteojo, solicitada por Juan Lipperhey, óptico de Middelburg (Holanda), y que tal solicitud fue denegada a causa de ser ya conocido entonces el invento.

En el mes de julio de 1609, el astrónomo Galileo Galilei, según su propia declaración, supo del invento del anteojo y se puso a construir uno independientemente. Con fecha 21 de agosto de 1609 lo presentó en la torre de la catedral de San Marco de Venecia. Era un anteojo de 2,4 metros de largo, con un objetivo de 42 mm de diámetro y un aumento de 9. Tiene Galilei el mérito de haber puesto por vez primera y con todo éxito el anteojo al servicio de las investigaciones del cielo: Descubrió los 4 satélites más grandes de Júpiter, el anillo de Saturno, las manchas del Sol, etc.

Es debido a estos hechos que el primer anteojo inventado lleva el doble nombre de anteojo holandés o anteojo de Galilei.Consiste este anteojo en una combinación de dos lentes, una lente convergente que es el objetivo, y una lente divergente que es el ocular.
En el año 1611 el astrónomo Kepler indico en su famosa obra DIOPTRICA las características y la disposición de las lentes constitutivas de otro tipo de anteojo, llamado anteojo astronómico o anteojo de Kepler. Tal an¬teojo está constituido por un objetivo igual al del anteojo holandés y un ocular que es una lente convergente. En el año 1615 fue construido por primera vez este segundo tipo de anteojo. Es entonces el ocular la parte óptica en que difieren los dos tipos de anteojos.

Introducción

Nadie puede determinar con exactitud cual es el mejor visor o el optimo para todo tipo de uso. La selección dependerá del uso específico que se le dará al instrumento. La calidad global de una mira telescópica está estrechamente ligada a la calidad óptica, acompañada esta con una excelente construcción mecánica (estativo).
Ópticamente, son innumerables la cantidad de análisis que pueden hacerse, desde la elección del tipo de cristal, el método de tallado, los métodos de corrección de aberraciones, etc, etc, etc., si bien los cálculos de todos estos ítem son complicadísimos, y no le interesan al cazador o al tirador, trataremos de explicarlo lo mas sencillo posible, ya que, innumerables son los artículos que se han escrito sobre el tema, y nunca nadie los ha tratado, (por lo menos con seriedad). Sucede amigo, que en óptica como en derecho, no da lo mismo poner el adjetivo antes que el sustantivo, y copiar una nota tratando de cambiar las palabras, para que no parezca la misma, o incluir o excluir una coma o un punto, cambia radicalmente el concepto, es mas, se pueden estar diciendo cosas que no son verdad. También sucede que si uno utiliza catálogos de fabricantes para extraer una nota, todas las miras son las mejores del mundo, pues, ¿qué puede decir un fabricante del producto que comercializa?

No pretende esta nota recomendarle al lector tal o cual mira , pero si pretende ponerlo en conocimiento de las características técnicas, del funcionamiento y cualidades de todos los componentes que la integran, para que llegado el caso de adquirir una, sepa el lector como evaluarla, y entonces no pagar valores altos por algo que realmente no lo vale, y si pagarlo por algo que vale la pena (en este caso, y después de leer la nota se dará cuenta que algo bueno a la larga resulta baratísimo) será esta entonces, una nota meramente técnica, tratando de hacerla lo mas comprensible posible.
Después de algunas definiciones, estaremos explicando, como se supone que se debe construir una mira telescópica, cuales son las elecciones de materiales, cálculos, correcciones, etc, que el fabricante debe tener en cuenta para su fabricación. De hecho, hay algunas miras telescópicas que funcionan exactamente como uno quiere, pero para lograr esto, debe correr mucha agua bajo el puente.

El Sistema óptico perfecto

Se llaman sistemas ópticos perfectos aquellos que reproducen cada punto del objeto con un punto de la imagen y conservan la escala prefijada de imagen.
En realidad, incluso si no se tiene en cuenta el fenómeno de difracción, por regla general, no se puede considerar que los sistemas ópticos reales, al formar una imagen de tamaño finito, aseguran que ésta sea totalmente nítida y que corresponda completamente al objeto.
Al crear un sistema óptico próximo a uno perfecto, o mejor dicho, con desviaciones respecto al perfecto que se toleran, se cumple una etapa trabajosa de cálculos para efectuar el reglaje (corrección) del sistema.
Para la corrección se emplea un sistema óptico cuyas dimensiones exteriores, así como las distancias focales de sus componentes, las distancias entre ellos y los diámetros útiles pueden ser determinados de acuerdo con los conceptos que se refieren a la zona paraxial, ( del griego para: al lado, axial: perteneciente al eje)
Aplicando estos conceptos a la zona de haces anchos de rayos, obtendremos un sistema óptico que satisface los requisitos que se presentan a un sistema óptico perfecto.
Para que tal sistema óptico convierta el haz homocéntrico del espacio objeto en un haz homocéntrico de rayos del espacio imagen, es menester cumplir las siguientes condiciones:
1. A cada punto del espacio objeto deberá corresponder un punto del espacio imagen.
2. A cada recta del espacio objeto debe corresponder una recta del espacio imagen.
3. A cada punto de una recta del espacio objeto debe corresponder un punto perteneciente a la correspondiente recta del espacio imagen.

Tales puntos, rectas y rayos que se hallan en diferentes espacios y corresponden unos a otros se dice que son conjugados.
La etapa inicial del cálculo óptico, cuyo fin es la obtención de un sistema óptico perfecto que asegure la formación requerida de los ha¬ces de rayos, se llama cálculo de dimensiones exteriores.

¿Por qué es tan cara una buena mira telescópica?

La respuesta a esta pregunta la encontrará ud. mismo al finalizar de leer la nota, porque en ella encontrará las verdades, mitos y falacias del saber popular sobre el tema.

CONCEPTOS INICIALES:

En cuanto a los cristales.

Una mira telescópica, esta constituida “básicamente” por 5 lentes. El objetivo, el par inversor (2) y una lupa compuesta u ocular (2). Básicamente esta entre comillas porque 5 es el mínimo de lentes que un anteojo de este tipo necesita para funcionar (digamos que es la cantidad de lentes que tiene una mira de malísima calidad) hasta un máximo de 11 lentes (por supuesto nos referimos a un aparato de calidad).
Aun hablando de una mira telescópica constituida por 10 u 11 lentes estas se comportan como si fueran 5, para el funcionamiento del telescopio o anteojo de puntería como tal. ¿Cómo se entiende esto?. Bien, sucede que esas 5 lentes básicas, tienen adosadas o pegadas otro numero de lentes igual, las cuales se utilizan para corregir ciertos errores o aberraciones como veremos a lo largo del articulo, pero cada par de lentes adosadas o pegadas se comporta como si fuera una sola, (para lo que se refiere a la refracción de los rayos) esto es conocido en óptica como doblete.
cada una de estas lentes están realizadas en diferentes clases de vidrios, los cuales de acuerdo a su composición tienen diferentes nombres o denominaciones, por lo general alfanuméricas, pero que en líneas generales, a su vez, se dividen en dos grandes grupos cuyas denominaciones son CROWN Y FLINT (silicatos de sodio, potasio o calcio, oxido de plomo etc.)
Estas designaciones de vidrios ópticos provienen del modo primitivo de fabricarlos, el crown, palabra inglesa que significa corona, se obtuvo por soplado en forma de platos, el flint, fue fabricado a base de pedernal, cuando aun no se conocía una forma de sílice mas pura, Flint es también una palabra inglesa (pariente del alemán flinte, fusil o escopeta) que significa piedra de chispas. El nombre común para el crown sería vidrio, y para el flint, cristal.

En cuanto a las monturas

Como los instrumentos ópticos (siempre hablaremos de calidad) “de campaña” se calculan aproximadamente para un intervalo de temperaturas de –55ºC a +55ºC y los coeficientes de dilatación lineal de los materiales de las monturas se distinguen considerablemente de los del vidrio, (el del duraluminio es 23 x 10-6, el del latón es 18 x 10-6, y el del acero es 11 x 10-6), en muchos casos surge el peligro de que las monturas aprieten las piezas ópticas con temperaturas bajas, y se produzca la creación de grandes holguras con temperaturas altas, lo cual es terrible para una mira que contiene dentro suyo un gas (nitrógeno) que evita el empañamiento en condiciones de temperaturas bajas, además de no permitir el ingreso de humedad al sistema. Por lo tanto ya desde el arranque, existe una diferencia entre los materiales que se eligen para la fabricación del estativo o cuerpo de la mira.
Un fabricante de miras de calidad, tiene que calcular como primera medida la dilatación y la contracción de los materiales que utilizará para fabricar el cuerpo de su mira en consecuencia del tipo de cristal que utilizará para fabricar sus lentes, en el rango de temperaturas mencionado.

PASO DE LA LUZ (RADIACIÓN) A TRAVÉS DE LOS MEDIOS ÓPTICOS

Perdidas de luz por reflexión

Se llama reflexión de la luz (flujo radiante) al fenómeno que con¬siste en que la luz incidente sobre la superficie que separa dos medios ópticos de diferentes índices de refracción, (que es digamos a “grosso modo” la capacidad que tiene el cristal para desviar un rayo de luz en mayor o menor medida según sea su densidad) parcial o totalmente retorna al medio de donde incide. La cantidad de luz reflejada depende de la calidad de la superficie que separa los medios, de los ángulos de inci¬dencia de los rayos luminosos sobre la superficie de separación y de los índices de refracción de los medios.

Si una superficie cuyo radio de curvatura, al pasar a lo largo de ésta a distancias iguales a la longitud de la onda luminosa, experimenta variaciones comparables con la longitud de dicha onda, tal superficie se dice que es rugosa. Las superficies rugosas obtenidas, por ejemplo, por rectificación, intensifican la difusión de la luz, lo que se llama reflexión difusa. Tales superficies por lo tanto no pueden darnos una imagen nítida, entonces no nos sirven para nuestra mira. La reflexión de la luz por un medio ópticamente menos denso, con el retorno total al medio de donde incide, se denomina reflexión interna total.
La parte del flujo radiante (luz) que se dispersa por el limite de refracción o reflexión se define por el coeficiente de reflexión. Se llama coeficiente de reflexión la relación del flujo radiante, reflejado por el cuerpo dado, al flujo radiante incidente en este cuerpo. El coeficiente de reflexión para dos medios ópticos con superficies pulimentadas adyacentes, se determina por la conocida fórmula de Fresnel.

Si dos piezas ópticas van pegadas con bálsamo de Canadá (n= 1,52) lo que con frecuencia se utiliza en objetivos, para lograr un doblete acromático, como dijimos al principio, o se unen por contacto óptico, las perdidas de luz por reflexión en el lugar de la unión disminuyen bruscamente, el bálsamo ha sido suplantado por otros elementos (por ej. Loctite uv) ya que cumple la misma función y da un resultado mas duradero a través del tiempo. Las perdidas de luz por reflexión en superficies pegadas o que hacen contacto, deben tenerse muy en cuenta si la diferencia de los índices de refracción entre los vidrios supera los 0.2 .Todos hemos tenido algún visor que al mirar a través de el era como mirar a través de una radiografía, he aquí una de las causas.

Tratamientos antirreflejos, AR, o multicoat

En relación al párrafo anterior, en los sistemas ópticos, se emplean superficies pulimentadas, a las que se les deposita una finísima capa metálica, realizada por evaporación de metal en campanas de alto vacío, (la composición, y disposición de estos tratamientos será material para otra nota). De esta manera se reduce la perdida de luz por reflexión, es decir se cubre la superficie óptica con una capa antirreflectante. En estas finas capas se produce el fenómeno de interferencia, por lo tanto el espesor de este tratamiento no puede ser cualquiera, por lo general cerca de ¼ de la longitud de onda luminosa.

Entonces, el tratamiento antirreflejo es algo a tener en cuenta ante la elección de un visor, ya que no será el mismo tratamiento el requerido para una mira que solo utilizaremos para cazar o tirar de día, que el que deberá llevar un visor al que le daremos uso en condiciones de luz extremadamente pobre, para este ultimo se recomiendan tratamientos que “barran” mejor la longitud de onda del infrarrojo cercano.
El coeficiente de reflexión de tales tratamientos con incidencia normal (perpendicular a la superficie óptica o cristal) se determina por una formula. La importancia de los tratamientos antirreflejos no solo consiste en que disminuyen las perdidas de luz por reflexión, sino que también por lo que en virtud de las leyes de interferencia, los rayos reflejados en la capa se extinguen entre si, y por lo tanto disminuye la influencia nociva de la luz difusa, es por eso que no se debe elegir una mira con lentes tratadas solo por el color, o por que brilla mas o menos.

Además, para asegurarnos que lo descripto anteriormente se cumpla en todas las superficies ópticas que la luz atraviesa hasta llegar al ojo, dichos tratamientos se deben aplicar a todas las lentes del sistema, es mas, en ambas caras. Por lo general las miras comerciales baratas o de calidad media tienen tratamientos en la cara anterior del objetivo, y en la cara posterior de la lente del ojo del ocular, que es lo único que uno puede apreciar cuando las observa.

La cantidad de capas antirreflectantes para un trabajo de calidad varía entre 12 y 16. Con una o dos capas antirreflectivas tiene lugar una transmisión selectiva de la luz de acuerdo con el espesor de las capas, así por ejemplo, con una capa antirreflectiva para la zona visible del espectro, el máximo de antirreflexión se crea para la luz amarilla y la imagen también adquiere un coloreado amarillento (léase miras chinas)...............CONTINÙA
 

COLABORACION DEL LIC. DANIEL SALVADOR PATTI

Licenciado en Óptica Oftálmica
Universidad de Morón, Buenos Aires, Argentina

Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales
Departamento de Óptica

Profesor adjunto a cargo de la Cátedra de Física General
Profesor Titular de la Cátedra de Óptica Física

Profesor a cargo de los laboratorios de Interferometría,
Radiación Láser y Visión Nocturna

Auditor interno de la carrera de Licenciatura en Óptica Oftálmica

Secretario de la U.C.D.O. ( Unión de Clubes del Oeste)

Presidente del Centro de Cazadores Del Oeste (Haedo, Bs. As. Argentina)

Miembro de Comisión Directiva de A.L.U.T.A.R.A.
( Asoc. legítimos usuarios y tenedores de armas de fuego de la República Argentina)

Miembro del tribunal de Honor de FE.CA.DE .
(Federación de Cazadores deportivos de la Provincia de Buenos Aires - República Argentina)

Instructor externo de óptica aplicada al tiro en grupos y fuerzas especiales

Titular del Laboratorio Óptico LaserHawk

Cazador y tirador.