3. OPTICKÉ ZOBRAZENÍ

Podobné dokumenty
Základní pojmy Zobrazení zrcadlem, Zobrazení čočkou Lidské oko, Optické přístroje

Geometrická optika. předmětu. Obrazový prostor prostor za optickou soustavou (většinou vpravo), v němž může ležet obraz

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově 07_10_Zobrazování optickými soustavami 1

Ing. Jakub Ulmann. Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

GEOMETRICKÁ OPTIKA. Znáš pojmy A. 1. Znázorni chod význačných paprsků pro spojku. Čočku popiš a uveď pro ni znaménkovou konvenci.

ZOBRAZOVÁNÍ ROVINNÝM ZRCADLEM

Optické zobrazení - postup, kterým získáváme optické obrazy bodů a předmětů

ZOBRAZOVÁNÍ ČOČKAMI. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Septima - Optika

ZOBRAZOVÁNÍ ODRAZEM NA KULOVÉ PLOŠE aneb Kdy se v zrcadle vidíme převrácení. PaedDr. Jozef Beňuška jbenuska@nextra.sk

Zákon lomu světla (Snellův zákon) lze matematicky vyjádřit vztahem: , n2. opticky řidšího do prostředí opticky hustšího, láme se ke kolmici.

9. Geometrická optika

Optika. Zápisy do sešitu

25. Zobrazování optickými soustavami

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

Čočky Čočky jsou skleněná (resp. plastová) tělesa ohraničená rovinnými nebo kulovými plochami. Pracují na principu lomu. 2 typy: spojky rozptylky

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Zobrazení čočkou

7. Světelné jevy a jejich využití

Paprsková optika. Zobrazení zrcadly a čočkami. Rovinné zrcadlo. periskop zobrazování optickými soustavami.

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH

Dalekohledy. y τ τ F 1 F 2. f 2. f 1. Předpoklady: 5211

Geometrická optika. Optické přístroje a soustavy. převážně jsou založeny na vzájemné interakci světelného pole s látkou nebo s jiným fyzikálním polem

Aplikovaná optika I: příklady k procvičení celku Geometrická optika. Jana Jurmanová

Krafková, Kotlán, Hiessová, Nováková, Nevímová

S v ě telné jevy. Optika - nauka - o světle, jeho vlastnostech a účincích - o přístrojích, které jsou založeny na zákonech šíření světla

ČOČKY JAKO ZOBRAZOVACÍ SOUSTAVY aneb O spojkách a rozptylkách. PaedDr. Jozef Beňuška jbenuska@nextra.sk

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

Optika nauka o světle

M I K R O S K O P I E

DUM č. 5 v sadě. 12. Fy-3 Průvodce učitele fyziky pro 4. ročník

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

Otázky z optiky. Fyzika 4. ročník. Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu

Optika OPTIKA. June 04, VY_32_INOVACE_113.notebook

OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

Optika pro mikroskopii materiálů I

Optika pro studijní obory

ZOBRAZOVÁNÍ ZRCADLY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Septima - Optika

R8.1 Zobrazovací rovnice čočky

EU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/

VY_32_INOVACE_FY.12 OPTIKA II

3. Optika III Přímočaré šíření světla

7.ročník Optika Lom světla

F - Lom světla a optické přístroje

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Fyzikální praktikum 2

Světlo 1) Světlo patří mezi elektromagnetické vlnění (jako rádiový signál, Tv signál) elmg. vlnění = elmg. záření

Nejdůležitější pojmy a vzorce učiva fyziky II. ročníku

Rozdělení přístroje zobrazovací

Odraz světla na rozhraní dvou optických prostředí

Maticová optika. Lenka Přibylová. 24. října 2010

Světlo je elektromagnetické vlnění, které má ve vakuu vlnové délky od 390 nm do 770 nm.

Optika - AZ kvíz. Pravidla

Podpora rozvoje praktické výchovy ve fyzice a chemii

Zákon odrazu. Úhel odrazu je roven úhlu dopadu, přičemž odražené paprsky zůstávají v rovině dopadu.

h n i s k o v v z d á l e n o s t s p o j n ý c h č o č e k

Fyzika 2 - rámcové příklady Geometrická optika

IAM SMART F7.notebook. March 01, : : : :23 FYZIKÁLNÍ VELIČINY A JEJICH JEDNOTKY. tuna metr

6. Geometrická optika

Zahrádka,Obrdlík,Klouda

Centrovaná optická soustava

OPTIKA - NAUKA O SVĚTLE

1 Základní pojmy a vztahy

Oko - stavba oka a vady

2. Optika II Zobrazování dutým zrcadlem

Optické přístroje. Oko

Výfučtení: Jednoduché optické soustavy

Jméno: Michal Hegr Datum: Oko

Oko. Př. 1: Urči minimální optickou mohutnost lidského oka. Předpoklady: 5207, 5208

Fyzikální kabinet GymKT Gymnázium J. Vrchlického, Klatovy

Název: Čočková rovnice

Seznam součástek. A. Seznam prvků soupravy GON. Rozměry (cm) nebo Poloměry* (cm) Značka Název prvku

Někdy je výhodné nerozlišovat mezi odrazem a lomem tím způsobem, že budeme pokládat odraz za lom s relativním indexem lomu n = 1.

SVĚTLO / ČOČKY. EU OPVK III/2/1/3/18 autor: Ing. Gabriela Geryková, Základní škola Žižkova 3, Krnov, okres Bruntál, příspěvková organizace

Seminární práce Lidské oko Fyzika

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_20_FY_C

5.2.9 Zobrazení rozptylkou

OPTIKA Optické přístroje TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

SOUSTAVA SMYSLOVÁ Informace o okolním světě a o vlastním těle dostáváme prostřednictvím smyslových buněk Smyslové buňky tvoří základ čidel Čidla jsou

Lupa a mikroskop příručka pro učitele

8.1. ELEKTROMAGNETICKÉ ZÁŘENÍ A JEHO SPEKTRUM. Viditelné světlo Rozklad bílého světla:

Abstrakt: Úloha seznamuje studenty se základními pojmy geometrické optiky

EU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/

Fyzika_7_zápis_7.notebook April 28, 2015

Optické přístroje

5.2.3 Duté zrcadlo I. Předpoklady: 5201, 5202

OPTICKÉ VLASTNOSTI OKA. ROZKLAD SVĚTLA HRANOLEM 1. OPTICKÉ VLASTNOSTI OKA

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze

Typy světelných mikroskopů

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 6: Geometrická optika. Abstrakt

Úloha 6: Geometrická optika

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

5.2.3 Duté zrcadlo I. Předpoklady: 5201, 5202

ZOBRAZENÍ ČOČKAMI. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Jaroslav Trnka. Úvod 3

FYZIKA, OPTIKA, OPTICKÁ ZOBRAZENÍ

3. SVĚTELNÉ JEVY. Světelné zdroje. Rychlost světla.

Základní vyšetření zraku

Spojky a rozptylky II

Fotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát

1. Optika I. Poznámka: Stejné nebo obdobné demonstrace jsou uvedeny v závorkách za jednotlivými fy zikálními jevy a odpovídají seznamu literatury.

Vady optických zobrazovacích prvků

Transkript:

FYZIKA PRO IV. ROČNÍK GYMNÁZIA - OPTIKA 3. OPTICKÉ ZOBRAZENÍ Mgr. Monika Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento digitální učební materiál (DUM) vznikl na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0794 s názvem Výuka na gymnáziu podporovaná ICT. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 1

3. OPTICKÉ ZOBRAZENÍ Paprsková (geometrická) optika je založena na paprskovém modelu světla, zanedbává jeho vlnovou podstatu (předpokládá se nulová vlnová délka). Pro světlo a paprsky platí : 1. Zákon přímočarého šíření světla. 2. Princip nezávislosti chodu světelných paprsků. 3. Zákon odrazu. 4. Zákon lomu. 5. (Zákon záměnnosti paprsků). 2

3. 1. ZÁKLADNÍ POJMY Předmět (A) je fyzikální objekt, z jehož jednotlivých bodů vycházejí svazky rozbíhavých světelných paprsků. Obraz (A ) je množina bodů, v nichž se skutečně, nebo zdánlivě protínají paprsky vycházející z předmětu a procházející zobrazovacím zařízením.

Přímé vidění okem: A předmět A obraz

Optická soustava (zobrazovací soustava) je jakékoli zařízení, které mění chod paprsků, přičemž je jím vytvářen obraz předmětu. Ke změně směru paprsku může dojít na optické ploše odrazem (zrcadla) lomem (čočky). Optické zobrazení je postup, kterým se získávají obrazy bodů nebo předmětů pomocí optické soustavy.

Skutečný (reálný) obraz vzniká, pokud optická soustava vytvoří sbíhavý svazek paprsků (paprsky se za soustavou protínají), a tento obraz lze zachytit na stínítku. A Optická soustava A Stínítko

Zdánlivý (virtuální) obraz vzniká, pokud optická soustava vytváří rozbíhavý svazek paprsků, které se zdánlivě protínají před soustavou a zde vytvářejí neskutečný obraz, který nelze zachytit na stínítku. A A Stínítko

Předmětový prostor prostor před optickou soustavou, ve kterém se nachází předmět. A Optická soustava A prostor za optickou soustavou, v němž může ležet obraz předmětu. Obrazový prostor

3. 2. ZOBRAZENÍ ROVINNÝM ZRCADLEM Zrcadlo je hladká optická plocha odrážející více než 90% dopadajícího světla, pro které platí zákon odrazu světla. Povrch zrcadel bývá z tenké vrstvy kovu (cínového amalgamu) nanesené na skleněné desce. Rozdělení podle tvaru plochy rovinná kulová parabolická 9

Rovinné zrcadlo je rovinná plocha, která odráží dopadající světlo. A předmět / A obraz

a a A předmět A obraz a předmětová vzdálenost a obrazová vzdálenost

Rovinné zrcadlo vytváří obraz: zdánlivý vzpřímený stejně velký jako předmět souměrný s předmětem podle roviny zrcadla

ÚLOHY Najděte nejkratší cestu k řece a pak domů. / 13

ÚLOHY Najděte nejvhodnější cestu k řece pro vodu a pak domů. 14

ÚLOHY Jak můžete změřit výšku budovy v případě, že nelze vyjít na její střechu? Vaše vzdálenost od budovy je 30 metrů, zrcátko leží na zemi ve vzdálenosti 1 metru a vaše výška (k očím) je 1,6 metru. / H? m h 1,6 m d 30m d 1 1m d H H H d 2 d h d 1 1 d 2 h d d d 2 46,4m 1 15

ÚLOHY Jak vysoké musíte mít zrcadlo, abyste v něm viděli celou svou postavu? Jak musí být umístěno? 16

ÚLOHY Jak vysoké musíte mít zrcadlo, abyste v něm viděli celou svou postavu? Jak musí být umístěno? 17

ÚLOHY Jak vysoké musíte mít zrcadlo, abyste v něm viděli celou svou postavu? Jak musí být umístěno? h - výška postavy h 1 h 2 v 1 v 2 v 1 výška zrcadla h 2 1 h 2 2 vzdálenost dolního okraje zrcadla od podlahy v 2 h 2 2 h 2 18

3. 3. ZOBRAZENÍ KULOVÝM ZRCADLEM Kulové (sférické) zrcadlo je vytvořeno na povrchu části optické kulové plochy. Zrcadlící plocha je na: vnitřní straně kulové plochy duté zrcadlo vnější straně kulové plochy vypuklé zrcadlo 19

Duté zrcadlo r f o C F V o optická osa zrcadla prochází C a V C střed křivosti střed kulové plochy V vrchol zrcadla r poloměr křivosti r = CV F ohnisko CF = VF f ohnisková vzdálenost f = FV = r/2 20

Duté zrcadlo a r y f o C F V y výška předmětu ( y výška obrazu ) a předmětová vzdálenost a = AV ( a obrazová vzdálenost a = A V ) (je vždy kladná) 21

Vypuklé zrcadlo a r y f o V o optická osa C střed křivosti V vrchol zrcadla r poloměr křivosti F ohnisko f ohnisková vzdálenost a předmětová vzdálenost y výška předmětu F 22 C

paraxiální paprsky paprsky v blízkosti osy, ( skoro rovnoběžné s osou) kterými se bod zobrazí jako bod, přímka jako přímka (nevznikají žádné vady), tzv. ideální zobrazení paraxiální prostor prostor, ve kterém leží paraxiální paprsky (označuje se jako nitkový nebo Gaussův) Ke geometrické konstrukci používáme tři význačné paprsky. (Postačí dva, třetí ke kontrole.) Bod ležící na optické ose se zobrazí zpět na optickou osu. 23

Duté zrcadlo Vypuklé zrcadlo 1) 1) 2) 2) 3) 3) 24

Duté zrcadlo 1) Paprsek procházející středem křivosti C má po odrazu opačný směr. o C F 25

Vypuklé zrcadlo 1) Paprsek směřující do středu křivosti C má po odrazu opačný směr. o C 26

Duté zrcadlo 2) Paprsek procházející ohniskem F je po odrazu rovnoběžný s osou. o C F F 27

Vypuklé zrcadlo 2) Paprsek mířící do ohniska F je po odrazu rovnoběžný s osou. o F C 28

Duté zrcadlo 3) Paprsek rovnoběžný s optickou osou se odráží tak, že prochází skutečným ohniskem F. o C F F 29

Vypuklé zrcadlo 3) Paprsek rovnoběžný s optickou osou se odráží tak, že protíná ohnisko F zdánlivě po prodloužení za zrcadlem. o F C 30

3. 3. VLASTNOSTI OBRAZU Znaménková konvence y, f, a, a pokud jsou před zrcadlem, jsou vždy kladné. Z příčné zvětšení měřítko optického zobrazení Z y y a a zvětšený obraz obraz je větší než předmět y > y Z > 1 zmenšený obraz obraz je menší než předmět y < y Z < 1 stejně velký y = y Z = 1 31

VLASTNOSTI OBRAZU přímý Z > 0 obraz je na stejné straně optické osy jako předmět převrácený Z < 0 obraz je na opačné straně optické osy než předmět skutečný a > 0 obraz leží v průsečíku odražených paprsků před zrcadlem zdánlivý a < 0 obraz dostaneme jako průsečík při zpětném prodloužení odražených paprsků za zrcadlo 32

ZOBRAZENÍ DUTÝM ZRCADLEM r a r a f Obraz: skutečný a > 0 převrácený Z < 0 zmenšený y < y y y C F o 33

ZOBRAZENÍ DUTÝM ZRCADLEM a r a r y Obraz: skutečný a > 0 převrácený Z < 0 stejně velký y = y y C F o 34

ZOBRAZENÍ DUTÝM ZRCADLEM r a f a r y Obraz: skutečný a > 0 převrácený Z < 0 zvětšený y > y y C F o 35

ZOBRAZENÍ DUTÝM ZRCADLEM a f a y Obraz: leží v nekonečnu C F o 36

ZOBRAZENÍ DUTÝM ZRCADLEM a f a 0 y y Obraz: zdánlivý a < 0 přímý Z > 0 zvětšený y > y C F o 37

ZOBRAZENÍ VYPUKLÝM ZRCADLEM a 0 a 0 y y Obraz: zdánlivý a < 0 přímý Z > 0 zmenšený y < y F C o 38

Duté zrcadlo f > 0 Vzdálenost předmětu Vzdálenost obrazu Velikost obrazu Obraz je a > r r > a > f Z <1 a = r a = r Z =1 r > a > f a > r Z >1 skutečný a > 0 a = f Z v nekonečnu a < f 0 >a Z >1 zdánlivý a < 0 Vypuklé zrcadlo f < 0 > a > 0 a < 0 Z <1 zdánlivý a < 0 převrácený Z < 0 přímý Z > 0 přímý Z > 0 39

VYUŽITÍ ZRCADEL DUTÝCH dalekohledy filmové projektory osvětlovací technika Př.: parabolické zrcadlo ve světlometu auta. VYPUKLÝCH zrcadla na nepřehledných křižovatkách a v zatáčkách zpětná zrcátka 40

3. 4. ODVOZENÍ ZOBRAZOVACÍ ROVNICE M A C A V o r a a 41

tg tg MV a MV a tg MV A C A r V M o r a a 42

43 C o A A a a r V M x y 0 0 180 180 x x 180 180 0 0 y y

r f a a 2 1 1 1 r MV tg a MV tg a MV tg 0 0 180 180 x x r MV a MV a MV 2 2 180 180 0 0 y y

PŘÍČNÉ ZVĚTŠENÍ y C F o y Z podobnosti f a y f y f y f a y f a f y y f f a y y f a f f f a a a y y Z

3. 5. ČOČKY U zrcadel nastává pouze odraz světla. Při zobrazování pomocí čoček se uplatňuje lom světelných paprsků. Čočky jsou obvykle vyrobeny ze skla nebo z materiálu, který má větší index lomu než okolní prostředí.

ROZDĚLENÍ ČOČEK Spojné čočky (spojky) mění rovnoběžný svazek paprsků po průchodu na svazek sbíhavý (jsou ve středu tlustější). 1. dvojvypuklé 2. ploskovypuklé 3. dutovypuklé Obr.: 1

ROZDĚLENÍ ČOČEK Rozptylné čočky (rozptylky) mění rovnoběžný svazek paprsků po průchodu na svazek rozbíhavý (jsou ve středu tenčí). 4. dvojduté 5. ploskoduté 6. vypukloduté Obr.: 1

o SPOJKA

SPOJKA C 1, C 2 středy křivosti V 1, V 2 vrcholy čočky u tenké čočky splývají a tvoří optický střed 0 r 1, r 2 poloměry křivosti F, F ohniska r 2 > 0 r 1 > 0 o C 2 F V 1 O V 2 F C 1 předmětový prostor obrazový prostor 50

ROZPTYLKA

ROZPTYLKA C 1, C 2 středy křivosti V 1 a V 2 vrcholy čočky u tenké čočky splývají a tvoří střed 0 r 1, r 2 poloměry křivosti F, F ohniska r 1 < 0 r 2 < 0 C 1 F V 1 O V 2 F C 2 předmětový prostor obrazový prostor 52

Tenká čočka je čočka, jejíž tloušťka je zanedbatelná oproti ohniskové vzdálenosti. Budeme se zabývat jen optickým zobrazením tenkou čočkou. Předmětový prostor je prostor, ve kterém je umístěn předmět; z tohoto prostoru vstupují do čočky paprsky (vlevo) Obrazový prostor je prostor, do kterého vstupují světelné paprsky po průchodu čočkou (vpravo) Předmětová ohnisková vzdálenost f = OF Obrazová ohnisková vzdálenost f = OF

OPTICKÁ MOHUTNOST Je-li před a za čočkou stejné prostředí, pak f f n 2 je index lomu čočky n 1 index lomu okolí 1 f n n 2 1 1 1 1 r 1 r 2 OPTICKÁ MOHUTNOST Převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti čočky. m 1 Ddioptrie Optickou mohutnost 1 D má čočka s ohniskovou vzdáleností 1 m. 1 f spojky mají kladnou hodnotu optické mohutnosti rozptylky zápornou hodnotu

ZNAMÉNKOVÁ KONVENCE veličina + hodnota hodnota a a je-li předmět před čočkou je-li obraz za čočkou je-li předmět za čočkou je-li obraz před čočkou y, y nad optickou osou pod optickou osou f spojky rozptylky r 1, r 2 spojky rozptylky

GEOMETRICKÁ KONSTRUKCE OBRAZU Ke geometrické konstrukci obrazu tenkou čočkou používáme tři význačné paprsky. (Postačí dva, třetí ke kontrole.) Bod ležící na optické ose se zobrazí opět na optickou osu.

Spojka Rozptylka 1) 1) 2) 2) 3) 3)

SPOJKA 1) Paprsky procházející optickým středem nemění směr. o F O F

ROZPTYLKA 1) Paprsky procházející optickým středem nemění směr. o F F

SPOJKA 2) Paprsky v předmětovém prostoru rovnoběžné s optickou osou se při průchodu čočkou lámou tak, že u spojky směřují do obrazového ohniska F v obrazovém prostoru. o F O F

ROZPTYLKA 2) u rozptylky směřuje jejich zpětné prodloužení do obrazového ohniska F v předmětovém prostoru o F F

SPOJKA 3) U spojky se paprsky procházející předmětovým ohniskem F lámou rovnoběžně s optickou osou. o F O F

ROZPTYLKA 3) U rozptylky se paprsky mířící do ohniska lámou rovnoběžně s optickou osou. o F F

SPOJKA o F O F

ROZPTYLKA o F F

VADY ČOČEK 1) OTVOROVÁ VADA projevuje se tím, že bod se nezobrazí jako bod, ale jako plošinka je způsobena tím, že reálné svazky paprsků nejsou paraxiální o F O F

VADY ČOČEK 2) BAREVNÁ VADA bod se zobrazuje jako různobarevná ploška je důsledkem závislosti n na λ, proto je poloha ohniska pro každou barvu jiná; nejblíže čočky je F fialová, nejdále F červená projevuje se barevným lemováním kontrastních hran o F O F

VADY ČOČEK 3) ASTIGMATISMUS se projevuje zkreslením obdélníku tak, že jeho vrcholy změní polohu, protáhnou se nebo potlačí vzniká při úzkém neosovém svazku paprsků Obr.: 1 Vady zobrazení se korigují pomocí čočkových soustav, které se skládají z čoček odlišných vlastností.

3. 6. ZOBRAZENÍ TENKOU ČOČKOU Zobrazení předmětu tenkou spojkou a r o y y O F C F C Obraz: skutečný a > 0 převrácený Z < 0 zmenšený y < y r a f 69

3. 6. ZOBRAZENÍ TENKOU ČOČKOU Zobrazení předmětu tenkou spojkou a r o y C F O F C y Obraz: skutečný a > 0 převrácený Z < 0 stejně velký y = y a r 70

3. 6. ZOBRAZENÍ TENKOU ČOČKOU Zobrazení předmětu tenkou spojkou f a r o C y F O F C y Obraz: skutečný a > 0 převrácený Z < 0 zvětšený y > y a r 71

3. 6. ZOBRAZENÍ TENKOU ČOČKOU Zobrazení předmětu tenkou spojkou f a o C y F O F C Obraz: leží v nekonečnu a 72

3. 6. ZOBRAZENÍ TENKOU ČOČKOU Zobrazení předmětu tenkou spojkou a f o C y F y O F C a 0 Obraz: zdánlivý a < 0 přímý Z > 0 zvětšený y > y 73

3. 6. ZOBRAZENÍ TENKOU ČOČKOU Zobrazení předmětu tenkou rozptylkou y o a 0 y F F a 0 Obraz: zdánlivý a < 0 přímý Z > 0 zmenšený y < y 74

Zobrazení spojkou f > 0 Vzdálenost předmětu Vzdálenost obrazu Velikost obrazu Obraz je a > r r > a > f Z < 1 a = r a = r Z = 1 r > a > f a > r Z > 1 skutečný a >0 a = f a' Z v nekonečnu f > a > 0 a < 0 Z >1 zdánlivý a <0 Zobrazení rozptylkou f <0 a > 0 a < 0 Z < 1 zdánlivý a <0 převrácený Z<0 vzpřímený Z>0 vzpřímený 75 Z>0

ZOBRAZOVACÍ ROVNICE 1 a 1 a 1 f 2 r o y y O F C F C a f a f Z y y a a a f f a f f 76

3. 7. OKO Paprsky světla prochází 1. rohovkou 2. očním mokem 3. zornicí (duhovkou) 4. čočkou 5. sklivcem 6. a dopadají na sítnici optická osa oka žlutá skvrna slepá skvrna oční nerv

3. 7. OKO Na sítnici jsou dva druhy světlocitlivých buněk. tyčinky jsou citlivé na světlo čípky rozeznávají barvy Žlutá skvrna nachází se na sítnici na optické ose oka místo, kde je sítnice nejcitlivější (nejvíce tyčinek a čípků) Slepá skvrna leží v místě, kde sítnici opouští oční nerv (nejsou tu tyčinky ani čípky)

3. 7. OKO spojná optická soustava s měnitelnou ohniskovou vzdáleností

3. 7. OKO spojná optická soustava s měnitelnou ohniskovou vzdáleností Vznikající obraz je skutečný převrácený zmenšený

Akomodace oka umožňuje vznik ostrého obrazu. Oční čočka je držena kruhovým svalem, který podle potřeby mění zakřivení optických ploch čočky. (Oko mění svou ohniskovou vzdálenost). velká vzdálenost předmětu = velké zakřivení, malá mohutnost čočky (akomodace nulová)

Akomodace oka umožňuje vznik ostrého obrazu. Oční čočka je držena kruhovým svalem, který podle potřeby mění zakřivení optických ploch čočky. (Oko mění svou ohniskovou vzdálenost). blízký předmět (obraz by vznikl za sítnicí), je třeba menší ohniskové vzdálenosti = menší zakřivení

Obrazová vzdálenost vzdálenost oční čočky od sítnice (přibližně 1,6 cm). Předmětová vzdálenost se mění. Rozsah vzdáleností, na které může oko akomodovat (zaostřit) je dán dvěma body vzdáleným bodem () blízkým bodem (15 cm) mění se s věkem Konvenční zraková vzdálenost (můžeme číst, aniž by se oko namáhalo) je asi 25 cm.

Zorný úhel τ svírají paprsky vycházející z okrajových bodů předmětu procházející optickým středem oční čočky s optickou osou oka. Čím je τ větší, tím zřetelněji vidíme detaily předmětu.

TEST NA BARVOCIT Obr.: 1

VADY OKA - krátkozrakost blízký bod je posunut směrem k oku, paprsky se protínají před sítnicí myopie

VADY OKA - krátkozrakost odstranění vady rozptylkou.

VADY OKA - dalekozrakost blízký bod posunut směrem od oka paprsky se protínají za sítnicí hypermetropie

VADY OKA - dalekozrakost odstranění vady spojkou

VADY OKA - astigmatismus čočka je v různých směrech různě zakřivená, oko nevidí ostře současně 2 skupiny k sobě kolmých čar řešení - brýle s válcovými čočkami Obr.: 2

3. 8. SUBJEKTIVNÍ OPTICKÉ PŘÍSTROJE vytvářejí zdánlivý obraz, který okem (tedy subjektivně) pozorujeme pod zvětšeným zorným úhlem. Rozlišovací schopnost oka určuje nejmenší zorný úhel, pod kterým vidíme dva body odděleně. LUPA - spojná čočka MIKROSKOP - soustava spojných čoček

y LUPA d d konvenční zraková vzdálenost tg y d

y LUPA d y tg y d y ' tg ' y a F f a f ohnisková vzdálenost lupy

y LUPA d y tg y d ' tg ' y a F y f a

y ' tg ' y a F LUPA Vzniká obraz zdánlivý zvětšený přímý tg y d y f a

Zvětšení lupy: y tg d y ' ' tg a ' LUPA y a y d d a je-li a = f 0,25 0, 25 ϕ - optická mohutnost lupy f d f Zvětšení lupy je omezeno vadami čoček. Maximální úhlové zvětšení lupy je asi 6 krát.

MIKROSKOP Slouží pro pozorování velmi malých předmětů. Obr.: 1

MIKROSKOP Optická soustava je tvořena dvěma spojnými čočkami. Obr.: 2

MIKROSKOP objektiv má malou ohniskovou vzdálenost f, je blíže pozorovanému objektu Obr.: 2

MIKROSKOP okulár má větší ohniskovou vzdálenost f 0, je v blízkosti oka Obr.: 2

MIKROSKOP Pozorovaný předmět umístíme do malé vzdálenosti před předmětové ohnisko objektivu. Obr.: 2

MIKROSKOP Objektiv vytvoří : skutečný, převrácený, zvětšený obraz, který pozorujeme okulárem jako lupou. Obr.: 2

MIKROSKOP optický interval = F F 0 Zvětšení: Z Z ob ok f d f 0 Obr.: 2 Zvětšení: 1000 x optický mikroskop až 2000x

DALEKOHLEDY Slouží k zvětšení zorného úhlu při pozorování velkých, vzdálených předmětů. Optická soustava se skládá z objektivu a okuláru. A) REFRAKTORY objektivem je spojná čočka 1. Keplerův ( hvězdářský) dalekohled okulárem je spojka. 2. Galileův (pozemský, holandský) dalekohled okulárem je rozptylka. B) REFLEKTORY objektivem je duté zrcadlo 1. Newtonův dalekohled 2. Cassegrainův dalekohled

A) 1. KEPLERŮV DALEKOHLED 1 - objektiv, 2 - okulár, 3 - oko, 4 - předmět, 6 - zvětšený obraz, 7 - tubus; f 1 - ohnisková vzdálenost objektivu, f 2 - ohnisková vzdálenost okuláru. Obr.: 3

A) 1. KEPLERŮV DALEKOHLED Vytváří obraz převrácený zdánlivý zvětšený Zvětšení: f f 1 2 Při pozemských pozorováních je třeba obraz převrátit zpět pomocí odrazných hranolů.

A) 2. GALILEŮV DALEKOHLED obraz je přímý (divadelní kukátko - 4 násobné zvětšení) Zvětšení: f f 1 2 objektiv - s velkou ohniskovou vzdáleností okulár - s malou ohniskovou vzdáleností Obrazové ohnisko objektivu splývá s obrazovým ohniskem okuláru.

Obr.: 4 A) 2. GALILEŮV DALEKOHLED

B) 1. NEWTONŮV DALEKOHLED okulár duté zrcadlo rovinné zrcadlo f f 1 2 Vytváří skutečný, stranově převrácený obraz parabolickým zrcadlem. Obr.: 5

B) 1. CASSEGRAINŮV DALEKOHLED vypuklé zrcadlo duté zrcadlo okulár Obr.: 6 Paprsky odražené dutým primárním parabolickým zrcadlem soustředí paprsky do malého vypuklého zrcadla, které je odrazí do okuláru, umístěného v ose dalekohledu; primární zrcadlo musí tedy mít uprostřed otvor.

HUBBLEŮV VESMÍRNÝ DALEKOHLED REFLEKTOR 600 kilometrů nad Zemí od roku 1990 Předává na Zemi obrazy vesmíru neovlivněné zemskou atmosférou. Obr.: 7

3. 9. OBJEKTIVNÍ OPTICKÉ PŘÍSTROJE Vytvářejí skutečný obraz. přístroje projekční fotografické zvětšovací kamery