Bodový zdroj světla A vytvoří svazek rozbíhajících se paprsků, které necháme projít optickou soustavou.

Transkript

1 Optické zobrazení

2 Optické zobrazení je proces, kterým optické soustavy vytvářejí obrazy reálných předmětů. Tyto soustavy mění chod světelných paprsků. Obsahují zrcadla, čočky, odrazné hranoly aj. Princip optického zobrazení: Bodový zdroj světla A vytvoří svazek rozbíhajících se paprsků, které necháme projít optickou soustavou.

3 Jestliže je soustava spojí opět do jednoho bodu, tak v tomto bodu vzniká skutečný obraz A bodu A. A A

4 Jestliže však paprsky jakoby vycházejí z jednoho bodu, tak v tomto bodu vznikne zdánlivý obraz A bodu A. Poznámka: Skutečný obraz lze na rozdíl od zdánlivého zachytit na stínítku nebo matnici. A A

5 Vzpřímený x převrácený Zvětšený x zmenšený

6 předmět obraz optická soustava

7 předmět obraz

8 předmět obraz

9 předmět obraz

10 předmět obraz

11

12 Zrcadla jsou plochy pokryté odraznou vrstvou (např. amalgámem nebo hliníkem). Podle tvaru plochy rozlišuje zrcadla: Rovinná Kulová Parabolická

13 Rovinné zrcadlo je tvořeno rovinnou deskou s odraznou vrstvou

14 A

15 Z bodového zdroje A vycházejí paprsky, které po odrazu dopadají do našeho oka. Nám se ale zdá, že vycházejí z bodu A za zrcadlem. V A vidíme obraz bodu A.

16 zdánlivý vzpřímený stranově převrácený stejně velký jako vzor souměrný s AB podle roviny zrcadla

17 Kulové zrcadlo je část kulové plochy pokrytá odraznou vrstvou. Pokud odrazná vrstva je na vnitřní části kulové plochy, jedná se o zrcadlo duté. Pokud pokrývá vnějšek, tak je vypuklé.

18 V S střed kulové plochy V vrchol zrcadla o optická osa F ohnisko, FS = FO =r/2=f

19 Duté zrcadlo odráží paprsky rovnoběžné s optickou osou do ohniska F.

20 Podle polohy předmětu na optické ose mohou vzniknout 3 druhy obrazů: Zvětšený, převrácený, skutečný Zmenšený, převrácený, skutečný Zvětšený, vzpřímený, neskutečný

21 a f S y F V A a

22 zmenšený převrácený skutečný

23 a > 2f - obraz skutečný, převrácený, zmenšený

24 a = 2f - obraz skutečný, převrácený, stejně velký

25 S F V Y A

26 převrácený skutečný zvětšený

27 vzpřímený zdánlivý zvětšený

28 A Y F

29 V F S S střed kulové plochy o optická osa V vrchol zrcadla F ohnisko, FS = FO =f

30 Vypuklé zrcadlo odráží paprsky rovnoběžné s optickou osou tak, že jakoby vycházejí z ohniska F.

31 Vypuklé zrcadlo vytváří pouze jeden typ obrazu. A A y y V F S Zmenšený, vzpřímený, neskutečný

32 Bohužel kulová zrcadla vykazují tzv. otvorovou vadu, která spočívá v tom, že paprsky rovnoběžné s optickou osou, ale dopadající na okrajové části zrcadla, se neodrážejí přesně do ohniska, ale mezi něj a vrchol. S F V

33 V F

34 Obrazy kulových zrcadel tedy nejsou kvalitní.

35 Otvorovou vadu nevykazují zrcadla tvaru rotačního paraboloidu, tj. zrcadla parabolická, která svazek paprsků rovnoběžných s optickou osou velmi přesně odrážejí do ohniska. řez parabolickým zrcadlem řez kulovým zrcadlem S F V

36

37 F V

38 projektory automobilové světlomety astronomické dalekohledy zařízení pro využití sluneční energie aj.

39 Polohu obrazu určujeme pomocí zobrazovací rovnice: f ohnisková vzdálenost 1 a 1 a 1 f a vzdálenost předmětu od vrcholu zrcadla a vzdálenost obrazu od vrcholu zrcadla

40 Musíme však dodržovat znaménkovou konvenci: a > 0 f > 0 f < 0 a < 0 zrcadlo duté zrcadlo vypuklé obraz za zrcadlem a > 0 obraz před zrcadlem

41 Další vlastnosti obrazu určíme z tzv. příčného zvětšení (z), které definujeme vztahem: z y velikost obrazu (přímý +, převrácený -) y velikost předmětu a f a f z z a a f f

42 z < 0 z > 0 z < 1 z > 1 obraz skutečný obraz zdánlivý obraz zmenšený obraz zvětšený