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Consideraciones sobre miras telescópicas

Un resumen sobre las cualidades principales de las miras

Autor: Salvador Daniel Patti Fecha de publicación: 26/04/2016

Nadie puede determinar con exactitud cuál es el mejor visor o el óptimo para todo tipo de uso. La selección dependerá del uso específico que se le dará al instrumento. La calidad total de una mira telescópica está estrechamente ligada a la calidad de su óptica, acompañada esta con una excelente construcción mecánica.

El anteojo, visor o telescopio, constituye una parte tan esencial en la mayor parte de los ins-trumentos topográficos, geodésicos, astronómicos y de puntería, en nuestro caso, destinados a la observación ocular, que merece un lugar de preferencia en la descripción de los mismos. Es la mira telescópica que utilizamos para caza y tiro ni más ni menos que un telescopio o anteojo terrestre al cual oportunamente se le ha colocado un sistema de referencia (retículo) y un sistema de centrado de ese retículo (reguladores de altura y deriva) y en algunos casos de aplicaciones especiales se ha colocado un sistema de corrección de paralaje, pero la base de todo empezó allá por el 1600.

Nota Histórica

La cuestión: ¿Quién fue el inventor del anteojo o telescopio? 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 telescopio, 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 telescopio 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 telescopio de 2,4 metros de largo, con un objetivo de 42 mm de diámetro y un aumento de 9x. Tiene Galilei el mérito de haber puesto por vez primera y con todo éxito el telescopio 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 telescopio inventado lleva el doble nombre de telescopio holandés o telescopio de Galilei.

Consiste este telescopio en una combinación de dos lentes, una lente convergente que es el objetivo, y una lente divergente (lente divergente o negativa como las utilizadas para corregir la miopía) 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 telescopio (anteojo en esa época) astronómico o anteojo de Kepler. Tal anteojo está constituido por un objetivo igual al del anteojo holandés y un ocular que es una lente convergente (convergente o positiva como las utilizadas en los anteojos oftálmicos para hipermétropes y para presbicie). En el año 1615 fue construido por primera vez este segundo tipo de telescopio. Es entonces el ocular la parte óptica en que difieren los dos tipos de telescopios.

Introducción

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 más sencillo posible, ya que, innumerables son los artículos que se han escrito sobre el tema.

Sucede amigo lector, que en óptica como en derecho, no da lo mismo poner el adjetivo antes que el sustantivo, o incluir o excluir una coma o un punto, cambia radicalmente el concepto, es más, 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, tampoco pretende ser una lección de óptica instrumental, 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 más comprensible posible.

Después de algunas definiciones, estaremos explicando, como se supone que debe ser una mira telescópica, cuales son las elecciones de materiales, cálculos, correcciones, etc, que el fabricante debe tener en cuenta para su diseño e industrialización. 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, (cuando la luz pasa a través del cristal) 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 o blanco observado.

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).

Esa zona es la que define en gran parte la calidad del tallado del cristal, pues es la zona más difícil de corregir, por eso miras de baja calidad tienen objetivos grandes (56 mm.) pero se ve como una mira con objetivo de 22 mm. Y encima se ve mal, dado que su zona paraxial (las alejadas del eje principal) está tan brutalmente tallada, que adentro del tubo la mira debe diafragmarse (colocar una arandela de orificio pequeño) a tal punto que aun teniendo la mira objetivos tan grandes, la luz en su interior pasa por apenas 3 mm. Porque los únicos rayos de luz que medianamente llevan buena información, son los que pasan por el centro de cristal, donde se supone está el eje óptico, pero aun así, existen aparatos que tienen tan mal tallado sus cristales, que el eje óptico de sus no coincide con su centro geométrico, que sería lo deseable.

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 de luz 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 haces 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 está entre comillas porque 5 es el mínimo de lentes que un visor de este tipo necesita para funcionar como tal (digamos que es la cantidad de lentes que tiene una mira de malísima calidad) hasta un máximo aprox. 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 visor de puntería como tal. ¿Cómo se entiende esto?. Bien, sucede que esas 5 lentes básicas, tienen (o deberían tener) adosadas o pegadas otro numero de lentes igual, las cuales se utilizan para corregir ciertos errores o aberraciones, 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 acromático.

Cada una de estas lentes están realizadas en diferentes clases de vidrios o cristales de diversa composición química, los cuales y 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 más pura, Flint es también una palabra inglesa (pariente del alemán flinte, fusil) que significa piedra de chispas. El nombre común para el crown sería vidrio, y para el flint, cristal.

En cuanto a los tubos de las miras

¿Es mejor el aluminio o el acero? 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 de ella 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. Por eso en la jerga decimos que hay miras construidas con aluminio aeronáutico y otras con aluminio de cacerola.

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 consiste 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 (cristales) , de los ángulos de incidencia 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, que es el método mas barato, por eso las miras orientales se realizan todas por este procedimiento, intensifican la difusión de la luz, lo que se llama reflexión difusa. Es por eso que hay miras que dificultan la visión cuando el sol o la luna se encuentra levemente pasando la vertical hacia el objetivo de la mira, Tales superficies por lo tanto no pueden darnos una imagen nítida, entonces no nos sirven para nuestra mira, por ser "rugosas" y por obligarnos a utilizar largos parasoles delante del objetivo, algunas personas consideran esto como bueno, porque le da mas "pinta" o aspecto "tacticoso" a la mira, la realidad y como siempre digo, es que uno debe plantearse si quiere una mira para un uso especifico de caza o tiro, o desea una mira para mostrarle a los amigos.

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 límite 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 fórmula de Fresnel).

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

Este fue uno de los mayores secretos de Zeiss (junto con el tratamiento antirreflejo de las lentes) quien contrató al físico Ernst Abbe para solucionar el dilema, y quien terminaría siendo su socio junto a Otto Schott. De hecho, el índice de dispersión cromática es conocido como número de Abbe y no existe fabrica en el mundo de instrumentos ópticos sean de la clase y de la calidad que sean que no tenga en cuenta esto para fabricar sus productos de acuerdo a la calidad con que desean producirlos .Todos hemos tenido algún visor que al mirar a través de él, era como mirar a través de una radiografía, he aquí una de las causas.

Toda esta información vertida es solo parte y apenas resumida del material que se explicará en los futuros cursos y si Dios quiere, en la futura Tecnicatura en Tiro y Óptica aplicada al tiro que estamos preparando con el Sniper, instructor, profesor, pero sobre todo, mi gran amigo, Daniel E. Silva y que ha de dictarse en varios sitios pero sobre todo, en el museo de armas de la nación, quien ha confiado en nosotros.

Esperando que haya sido de su interés, y pidiendo disculpas si la nota ha sido muy técnica, seguiremos ahondando en el tema en futuros encuentros aquí en Full aventura.

Buenas observaciones y mejores tiros.

Salvador Daniel Patti Licenciado en Optica Oftálmica
Titular del Laboratorio Óptico LaserHawk

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