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Rechazaba estas dos teorías de la visión y proponía que el medio existente entre el objeto y el ojo desempeñaba un papel esencial.
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Fue el primero en mencionar la capacidad amplificadora de las lentes convergentes al describir como se veían las cosas a través de un globo de vidrio lleno de agua. Describe los colores que se ven a través de un prisma transparente.
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Fue uno de los físicos más eminentes y sus aportaciones al sistema óptico y a los métodos científicos fueron enormes. Hizo importantes adelantos en la óptica de lentes y de espejos, realizó numerosos estudios (sombras, eclipses, naturaleza de la luz) y experimentos, y descubrió las leyes de la refracción.
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Comprobó que las personas que ven mal pueden volver a ver las letras si utilizan vidrios tallados. Se dice que aconsejaba su uso a los ancianos y a las personas de vista débil.
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Estudió la estructura y el funcionamiento del ojo. Realizó varios progresos pero tuvo el defecto, como sus predecesores, de creer que la función visual residía en el cristalino en vez de en la retina.
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Se inventaron muchos instrumentos que permitían una mayor experimentación cuantitativa. Destacan sobre todo dos: el telescopio y el microscopio.
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Entendió como funcionaba el telescopio y esto le permitió construir uno de 30X que se encuentra actualmente en el Museo de Historia de la Ciencia en la ciudad de Florencia. Posteriormente construyó varios telescopios de hasta 36 aumentos. Con ellos pudo estudiar el cielo y la tierra y hacer, durante 30 años, numerosos descubrimientos, como cuatro de los satélites de Júpiter.
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Diseñó un microscopio compuesto en que, ambos, el objetivo y el ocular, eran de tipo convexo, y lo utilizó para compilar las tablas de datos sobre el movimiento de los planetas que fueron la base de sus trascendentales leyes sobre el movimiento planetario.
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Consiguió medir los ángulos que forman los rayos incidentes a la superficie de separación de dos medios, así como los que forman los rayos refractados y a partir de tales mediciones, formuló la ley de la refracción, también conocida como ley de Snell, desarrollada posteriormente por Descartes.
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con grandes conocimientos de matemáticas y de óptica es el autor del primer libro de óptica en castellano titulado "El uso de los anteojos" publicado el año 1623 y dedicada a Nuestra Señora de la Fuensanta.
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Descubrió los fundamentos de la óptica moderna. A él se debe la idea de colocar una lente directamente sobre la superficie de la córnea: su diseño constituyó el principio de las lentes de contacto.
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Tenía sus propias ideas acerca de la luz y elaboró la teoría ondulatoria. Semejante al sonido, decía, la luz es también una vibración que se propaga utilizando un soporte material que llamó éter (en esto se equivicó).
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Construyó el primer microscopio compuesto en 1665 y lo describe en su libro "Micrographia". Usaba como objetivo una lente muy pequeña para formar una imagen amplificada del objeto frente a otra lente convergente llamada ocular.
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Formuló una ley y construyó un modelo para la medida de la refracción equivalente a la ley del seno, basándose en la experiencia. Es en esa época cuando establece los principios teóricos del instrumento que se conoce como "telescopio refractor de Gregory".
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Descartaba la hipótesis ondulatoria de Huygens, entre otras cosas porque no explicaba la propagación rectilínea de la luz y elaboró la teoría corpuscular según la cual la luz era un chorro de partículas que se originaba en el foco de luz y que se desplazaban a gran velocidad.
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Físico y químico británico que perdió la vista y se dedicó a la investigación electroquímica y a la óptica. Fue el primero en informar sobre las líneas oscuras del espectro solar y realizó importantes observaciones sobre la refracción de la luz. Inventó un aparato para medir el poder de refracción de los sólidos.
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Descubrió como cambia la curvatura del cristalino para enfocar objetos a distintas distancias y el origen del astigmatismo.
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Estableció la teoría de primer orden de la óptica geométrica, que se basa en la ley de la refracción y en consideraciones geométricas para calcular las posiciones de las imágenes y sus tamaños en los sistemas ópticos formados por lentes y espejos.
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Realizó numerosos experimentos sobre interferencias y difracción y dio un gran avance a la la teoría ondulatoria ya que la desarrolló sobre una rigurosa base matemática. En esta época se conocían los reflectores de metal curvos para enfocar la luz. Fresnel puso en práctica la idea de Leclerc e inventó un aparato de enfoque que se emplea actualmente y que proporciona una luminosidad cuatro veces mayor que la de un reflector ordinario.
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Hizo un trabajo teórico- matemático muy detallado del microscopio. En 1880, por encargo de Carl Zeiss, introdujo el ocular ortoscópico formado por cuatro lentes en dos grupos que corregía muchos defectos que tenían los microscopios anteriores.
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Inventó el microscopio de contraste de fase, gracias al cual le fue otorgado el premio Nobel de Física en 1953. Con este microscopio se pueden observar microorganismos transparentes, sin necesidad de teñirlos, lo que es imposible con el microscopio ordinario.
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Introducen los cristales bifocales de una sola pieza, conocidos con el nombre de ULTEX. Son muy útiles para aquellas personas con problemas en visión próxima que necesiten utilizar, habitualmente, la graduación de cerca y no quieran sacarse sus gafas cada vez que miran de lejos.