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Turbulencia y formación de imagen

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El disco solar aparece muy achatado al atardecer.

Crédito : Astrophysique sur Mesure

Desviación de la luz

La atmósfera terrestre perturba la visión que tenemos de los objetos celestes. Para una estrella, se traduce por el hecho que las estrellas centellean. Para un objeto extenso como el Sol, por la deformación de su imagen. De hecho, nos esperamos ver el Sol como un disco. Pero, al cruzar una larga capa de atmósfera con importantes gradientes térmicos, al amanecer, y más todavía al atardecer, se le ve deformado y con una forma variable.
Estas perturbaciones trastornan las observaciones astronómicas. Se pueden minimizar si no se observa al horizonte, lo que nunca se hace... aún cuando las circunstancias así lo exigen.

En un medio sin turbulencias

En el vacío o cualquier medio homogéneo la luz de un objeto no resuelto, por ejemplo una estrella, se propaga como una onda plana. Las superficies de onda se mueven sin perturbación hasta la pupila de entrada del detector. Ello transforma las ondas planas en ondas esféricas.

Turbulencia

En un medio heterogéneo o turbulento, las variaciones de índice a lo largo del camino óptico desfasan los rayos entre ellos. Ello conduce a la deformacion progresiva del frente de onda: plano al principio para un objeto en el infinito, éste adquiere protuberancias poco a poco.
La variaciones de fase correspondiente vuelven la pupila parcialmente incoherente. La figura de difracción está entonces modificada: franjas aparecen, animadas de movimientos aleatorios.
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