Hispanopedia Wiki
Un haz de luz colimado u otra radiación electromagnética tiene rayos paralelos y, por lo tanto, se dispersará mínimamente al propagarse. Un rayo láser es un ejemplo arquetípico. Un haz de luz perfectamente colimado , sin divergencia , no se dispersaría con la distancia. Sin embargo, la difracción impide la creación de un haz de este tipo. [ 1 ]
La luz puede colimarse aproximadamente mediante diversos procesos, por ejemplo, con un colimador . Se dice que la luz perfectamente colimada está enfocada en el infinito . Por lo tanto, a medida que aumenta la distancia a una fuente puntual, los frentes de onda esféricos se vuelven más planos y se aproximan a ondas planas , que son perfectamente colimadas.
Otras formas de radiación electromagnética también pueden colimarse. En radiología , los rayos X se coliman para reducir el volumen de tejido del paciente irradiado y para eliminar los fotones dispersos que disminuyen la calidad de la imagen radiográfica ("velo de la película"). En gammagrafía , se utiliza un colimador de rayos gamma delante de un detector para permitir la detección únicamente de los fotones perpendiculares a la superficie. [ 2 ]
El término colimado también puede aplicarse a haces de partículas ( haz de partículas colimado ), donde normalmente se utilizan bloques de blindaje de materiales de alta densidad (como plomo , aleaciones de bismuto , etc.) para absorber o bloquear las partículas periféricas que se dirigen hacia adelante en la dirección deseada, especialmente mediante una secuencia de colimadores absorbentes . Este método de colimación de partículas se emplea habitualmente y es común en todos los aceleradores de partículas del mundo. Un método adicional que permite este mismo efecto de colimación hacia adelante, menos estudiado, consiste en la polarización nuclear estratégica ( polarización magnética de los núcleos) si las reacciones necesarias se incluyen en el diseño de las aplicaciones experimentales.
Etimología
La palabra "colimar" proviene del verbo latino collimare , que se originó en una lectura errónea de collineare , "dirigir en línea recta". [ 3 ]
Fuentes
Láseres
La luz láser de los láseres de gas o cristal está altamente colimada porque se forma en una cavidad óptica entre dos espejos paralelos que restringen la luz a una trayectoria perpendicular a las superficies de los espejos. [ 4 ] En la práctica, los láseres de gas pueden usar espejos cóncavos, espejos planos o una combinación de ambos. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] La divergencia de los haces láser de alta calidad suele ser menor que 1 milirradián (3,4 arcmin ), y puede ser mucho menor para haces de gran diámetro. Los diodos láser emiten luz menos colimada debido a su cavidad corta, por lo que una mayor colimación requiere una lente colimadora.
luz de sincrotrón
La luz de sincrotrón está muy bien colimada. [ 8 ] Se produce al desviar electrones relativistas (es decir, aquellos que se mueven a velocidades relativistas ) alrededor de una pista circular. Cuando los electrones se encuentran a velocidades relativistas, la radiación resultante está altamente colimada, un resultado que no se produce a velocidades más bajas. [ 9 ]
Fuentes distantes
La luz de las estrellas (excepto la del Sol ) llega a la Tierra colimada con precisión, ya que las estrellas están tan lejos que no presentan un tamaño angular detectable. Sin embargo, debido a la refracción y la turbulencia en la atmósfera terrestre, la luz estelar llega al suelo ligeramente sin colimar, con un diámetro angular aparente de aproximadamente 0,4 segundos de arco . Los rayos directos de luz del Sol llegan a la Tierra sin colimar en medio grado, que es el diámetro angular del Sol visto desde la Tierra. Durante un eclipse solar , la luz del Sol se colima cada vez más a medida que la superficie visible se reduce a una delgada media luna y, finalmente, a un pequeño punto , produciendo los fenómenos de sombras y bandas de sombra bien definidas .
Lentes y espejos
Un espejo parabólico perfecto concentra los rayos paralelos en un único punto focal. Por el contrario, una fuente puntual en el foco de un espejo parabólico produce un haz de luz colimada, creando un colimador . Dado que la fuente debe ser pequeña, este sistema óptico no puede generar mucha potencia óptica. Los espejos esféricos son más fáciles de fabricar que los parabólicos y se utilizan con frecuencia para producir luz aproximadamente colimada. Muchos tipos de lentes también pueden producir luz colimada a partir de fuentes puntuales.
Colimación y descolimación
La colimación se refiere a que todos los elementos ópticos de un instrumento estén alineados con su eje óptico de diseño . También se refiere al proceso de ajustar un instrumento óptico para que todos sus elementos estén alineados con dicho eje (en línea y en paralelo). La alineación incondicional de los binoculares es una colimación de 3 ejes, lo que significa que ambos ejes ópticos que proporcionan visión estereoscópica están alineados en paralelo con el eje de la bisagra utilizada para seleccionar las distintas distancias interpupilares . En el caso de un telescopio, el término se refiere a que el eje óptico de cada componente óptico debe estar centrado y en paralelo, de modo que la luz colimada salga del ocular. La mayoría de los telescopios reflectores para aficionados necesitan ser recolimados cada pocos años para mantener un rendimiento óptimo. Esto se puede hacer mediante métodos visuales sencillos, como observar el conjunto óptico sin ocular para asegurarse de que los componentes estén alineados, utilizando un ocular Cheshire o con la ayuda de un colimador láser o un autocolimador . La colimación también se puede comprobar utilizando un interferómetro de cizallamiento , que se utiliza a menudo para probar la colimación láser.
Los sistemas ópticos colimados también se utilizan ampliamente en la simulación de vuelo. Los simuladores de movimiento completo suelen incorporar pantallas colimadas para presentar escenas visuales del exterior que parecen geométricamente precisas desde ambas posiciones del piloto. [ 10 ]
La descolimación es cualquier mecanismo o proceso que provoca que un haz con la mínima divergencia posible se desvíe o converja del paralelismo. La descolimación puede ser deliberada por razones del sistema o estar causada por diversos factores, como inhomogeneidades del índice de refracción , oclusiones, dispersión , deflexión , difracción , reflexión y refracción . Es necesario tener en cuenta la descolimación para el correcto funcionamiento de muchos sistemas , como los de radio , radar , sonar y comunicaciones ópticas .
Véase también
Referencias
- ↑ "Introducción a la tecnología láser". Catálogo Melles Griot (PDF) . Melles Griot. ndp 36.6. Archivado (PDF) del original el 4 de marzo de 2016. Consultado el 25 de agosto de 2018 .
- ↑ "Colimadores para medicina nuclear" . Campos nucleares. Archivado del original el 22 de octubre de 2019. Consultado el 23 de noviembre de 2019 .
- ↑ Lewis, Charlton T.; Short, Charles (2010) [1879]. "collimo" . Diccionario latino . Oxford; Medford: Clarendon Press; Perseus Digital Library.
- ↑ "Propiedades de los láseres" . Mundo de los láseres . 2015. Consultado el 5 de agosto de 2015 .
- ↑ Joshi (2010). Física de la ingeniería . Tata McGraw-Hill Education . pág. 517. ISBN 9780070704770.
- ↑ Física de la ingeniería 1: Para WBUT . India: Pearson Education India. s.f. págs. 3–9 . ISBN 9788131755938.
- ↑ Tipler, Paul (1992). Física moderna elemental . MacMillan. pág. 149. ISBN 9780879015695.
- ↑ Winick, Herman; Doniach, S (2012). Investigación sobre radiación sincrotrón . Springer Science & Business Media . pág. 567. ISBN 9781461579984.
- ↑ Mobilio, Settimio; Boscherini, Federico; Meneghini, Carlo (2014). Radiación sincrotrón: conceptos básicos, métodos y aplicaciones . Saltador. pag. 31.ISBN 9783642553158.
- ↑ "Visualización colimada en simuladores de vuelo de movimiento completo" . JetEx Simulation . Consultado el 21 de julio de 2025 .
Bibliografía
- Pfister, J. y Kneedler, JA (sd). Guía para el uso de láseres en el quirófano.
- Óptica
- astronomía observacional