Optiska instrument

Stella och Selma är ute till havs på en skattjakt. Men deras karta har pyttesmå symboler som är svåra att läsa. Och alla öar är för långt borta för att de ska kunna se vart de ska! Det mänskliga ögat är ett av våra viktigaste sinnesorgan. Våra ögon reagerar på ljus och låter oss uppleva världen omkring oss genom våra synintryck.

Men ögonen har sina begränsningar: vi kan inte se extremt små eller avlägsna föremål så bra. För att se saker bättre och tydligare har vi uppfunnit redskap som bearbetar ljus och förbättrar bilder. De här redskapen kallas optiska instrument. Optiska instrument använder linser av glas eller andra transparenta material. Linserna koncentrerar eller sprider ljusstrålar på ett sätt som får föremål att se större eller mindre ut.

Det enklaste optiska instrumentet består av en enda lins, vanligtvis monterad i en ram med ett handtag – ett förstoringsglas. Linsen i förstoringsglaset buktar utåt – den är tjockare i mitten än vid kanterna. Det är en konvex lins. Konvexa linser får föremål att se större ut – de blir förstorade. Ett förstoringsglas fungerar bra på nära håll, så det kan användas för att läsa liten text.

Eller för att undersöka detaljer, till exempel på en skattkarta! Men om du håller ett förstoringsglas nära ögat och tittar på ett föremål långt borta, fungerar det inte så bra. Föremålet kommer att se närmare och större ut, men bilden blir suddig. Vad kan du göra för att se avlägsna föremål bättre? Hm, vad händer om du kombinerar ett par olika linser i rad ...?

Hantverkare och vetenskapsmän i början av 1600-talet måste ha ställt sig en liknande fråga. Det resulterade i uppfinningen av teleskopet. De första teleskopen använde två linser inneslutna i ett rör. I den ände av teleskopet som pekade mot föremålet fanns en förstorande konvex lins. I andra änden, nära ögat, fanns en inåtbuktande – konkav – lins som hjälpte till att fokusera bilden.

Med tiden har optiska teleskop förbättrats, och olika kombinationer av linser och speglar gör att vi kan observera mycket avlägsna föremål. Om du sätter två teleskop bredvid varandra och tittar igenom båda samtidigt får du ett annat optiskt instrument – en kikare! Kikare använder samma princip som teleskop, men du kan använda båda ögonen samtidigt! Varje öga får en något annorlunda synvinkel, så den sammansatta bilden har djup – det är 3D! Kikare finns i alla möjliga former och storlekar och används för många saker, från att studera naturen till att hitta saker långt borta vid horisonten!

Teleskop och kikare ger oss en betydligt förstorad bild av mycket avlägsna föremål. Hur gör vi med saker som är alldeles för små för att se med blotta ögat, eller ens med ett förstoringsglas? För det behöver vi ett redskap som kan förstora bilden hundratals gånger – men som fungerar på nära håll. Genom att kombinera ett antal konkava och konvexa linser gör mikroskopet att vi kan se detaljerade bilder av små föremål – som bakterier eller enstaka celler. Och skulle det inte vara bra om vi kunde bevara alla de här bilderna vi ser?

Det kan vi, genom att använda ett annat optiskt instrument: en kamera! Kameror är byggda på ett sätt som gör att vi kan justera hur mycket ljus som passerar genom kamerans lins. Ljuset som passerar träffar en ljuskänslig yta, som en fotografisk film eller en digital sensor. På så sätt kan du fånga det du ser i form av ett fotografi eller som en video! Att läsa kartor och spana ut över horisonten är mycket lättare med hjälp av optiska instrument, som ett förstoringsglas och en kikare!

Glöm inte att ta bilder när ni väl hittar skatten!