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



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

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH

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

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

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

3. OPTICKÉ ZOBRAZENÍ

Rozdělení přístroje zobrazovací

Optika pro mikroskopii materiálů I

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

Typy světelných mikroskopů

M I K R O S K O P I E

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

Lupa a mikroskop příručka pro učitele

Fyzikální kabinet GymKT Gymnázium J. Vrchlického, Klatovy

Optika. Zápisy do sešitu

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

F - Lom světla a optické přístroje

25. Zobrazování optickými soustavami

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

Fyzika_7_zápis_7.notebook April 28, 2015

7. Světelné jevy a jejich využití

Viková, M. : MIKROSKOPIE I Mikroskopie I M. Viková

Cvičení Kmity, vlny, optika Část interference, difrakce, fotometrie

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

VY_32_INOVACE_FY.12 OPTIKA II

Optika - AZ kvíz. Pravidla

Podpora rozvoje praktické výchovy ve fyzice a chemii

Optické přístroje. Oko

R8.1 Zobrazovací rovnice čočky

Optika nauka o světle

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

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

Nejdůležitější pojmy a vzorce učiva fyziky II. ročníku

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

9. Geometrická optika

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze

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

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

Úloha 6: Geometrická optika

Gullstrandovo schématické oko

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

F. Pluháček. František Pluháček Katedra optiky PřF UP v Olomouci

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

Historie světelné mikroskopie. Světelná mikroskopie. Robert Hook (1670) a Antonie van Leeuwenhoek (1670) zakladatelé světelné mikroskopie

2. Optika II Zobrazování dutým zrcadlem

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

FYZIKA. Acrobat Reader. Optické přístroje. L A TEX a pdfscreen

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

VLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník

Optické přístroje

Mikroskop ECLIPSE E200 STUDENTSKÝ NÁVOD K POUŽITÍ. určeno pro studenty ČZU v Praze

Úloha č. 5. Měření zvětšení lupy a mikroskopu

1 Základní pojmy a vztahy

Zadání. Pracovní úkol. Pomůcky

Krafková, Kotlán, Hiessová, Nováková, Nevímová

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

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

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

5 Geometrická optika

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

Optometrie. Mgr. Petr Páta, tel , m.č.. 543/B3

Gullstrandovo schématické oko

Seminární práce Lidské oko Fyzika

Optika pro studijní obory

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

Optika OPTIKA. June 04, VY_32_INOVACE_113.notebook

Gullstrandovo schématické oko

Fyzika II. Marek Procházka Vlnová optika II

Abstrakt: Úloha seznamuje studenty se základními pojmy geometrické optiky

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

FYZIKA, OPTIKA, OPTICKÁ ZOBRAZENÍ

1. Z přiložených objektivů vyberte dva, použijte je jako lupy a změřte jejich zvětšení a zorná pole přímou metodou.

proces, při němž oko přizpůsobuje svou mohutnost, aby zaostřilo na objekty v různých vzdálenostech

Základní pojmy a vztahy: Vlnová délka (λ): vzdálenost dvou nejbližších bodů vlnění kmitajících ve stejné fázi

Oko - stavba oka a vady

Fokální korektory. Okuláry. Miroslav Palatka

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

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE

Maticová optika. Lenka Přibylová. 24. října 2010

Radiometrie se zabývá objektivním a fotometrie subjektivním měřením světla.

Název: Vlastnosti oka, porovnání s fotoaparátem

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

Teleskopie díl třetí. (Jednoduché metody měření a výpočty pro amatérskou konstrukci dalekohledů)

Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název DUM: Optické vlastnosti oka Číslo DUM: III/2/FY/2/3/17 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická oblast:

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

VUT v Brně Fakulta strojního inženýrství

OPTIKA VLASTNOSTI SVĚTLA ODRAZ SVĚTLA OPAKOVÁNÍ - 1

Vliv komy na přesnost měření optických přístrojů. Antonín Mikš Katedra fyziky, FSv ČVUT, Praha

Jméno: Michal Hegr Datum: Oko

Úkoly. 1 Teoretický úvod. 1.1 Mikroskop

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

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

ČOS vydání ČESKÝ OBRANNÝ STANDARD ÚSŤOVÉ REKTIFIKAČNÍ DALEKOHLEDY ZBRANÍ TYPY, ZÁKLADNÍ PARAMETRY

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

Fyzika 2 - rámcové příklady Geometrická optika

Název školy: Základní škola a Mateřská škola Žalany. Číslo projektu: CZ. 1.07/1.4.00/ Téma sady: Fyzika 6. 9.

Hloubka ostrosti trochu jinak

Transkript:

Optické přístroje a soustav Geometrická optika převážně jsou založen na vzájemné interakci světelného pole s látkou nebo s jiným fzikálním polem Důsledkem této t to interakce je: změna fzikáln lních vlastností světeln telného pole (amplituda, fáze, f frekvence, polarizace) změna fzikáln lních vlastností látk silové působení světla na látkul

Optické přístroje a soustav Geometrická optika optické přístroje a soustav lze v principu dělit na: přístroje zobrazovací přístroje laboratorní (měřící) přístroje subjektivní (obraz neskutečný) brýle, mikroskop, dalekohled,.. přístroje objektivní (reálný obraz) fotografické přístroje, promítací přístroje, zvětšovací přístroje,..

Základní schémata optických přístrojů I zdroj světla optický sstém I předmět Podle tohoto schématu pracují: - mikroskop, dalekohled - fotografické a projekční přístroje - fotometrické a spektrální přístroje - interferometr - vibrometr, zaměřovací a pozorovací sstém - tomograf, endoskop, atd. optický sstém II detektor záření

Základní schémata optických přístrojů II předmět zdroj světla optický sstém detektor záření Podle tohoto schématu pracují: - radiometr - přístroje pro noční vidění atd.

Osvětlení v obraze bodu Geometrická optika fzikálně dokonalá optická soustava I n J τ τ ( ) τ πr λc π x + λc δ, λc δ, λc Airho disk δ δ, λc poloměr difrakčního obrazce c n sin σ k c c m A D

Rozlišovací mez optických soustav dva nekoherentně vzařující bod budou ještě rozlišen optickou soustavou, pokud pokud maximum obrazové plošk prvního bodu padne do prvního minima obrazové plošk druhého bodu, tj. vzdálenost maxim bude rovna poloměru Airho disku δ δ δ, λc

Rozlišovací mez optických soustav a) v prostoru obrazovém λm x,λc 0, 6 A λf x,λc, D c x m A 0, 6 λ A rozlišovací mez b) v prostoru předmětovém x x λ 0, 6 m A x λ ψ, D rozlišovací mez c D ψ, λ D

Rozlišovací mez optických soustav závislost na clonovém čísle u fzikálně dokonalé optické soustav c,8 c 8 c 6

Lidské oko rohovka bělima sklivec sítnice oční mok čočka duhovka oční nerv slepá skvrna oční sval

konvenční zraková vzdálenost L 50 mm nejvhodnější vzdálenost pro čtení a prohlížení drobných předmětů (oko je nejméně namáháno) akomodační interval oka rozsah vzdáleností, na které je oko schopno zaostřit F A F

Rozlišovací schopnost oka Geometrická optika obraz dvou svítících bodů na sítnici rozeznáme tehd, je-li mezi jejich rozptlovými kroužk alespoň čípek (d č 5 µm) rozlišovací schopnost se výrazně mění s pozorovacími podmínkami d ψ d č 5 µ m 7 mm 0,003 rad konvenční hodnota rozlišovací schopnosti lidského oka je ψ

Optické klam Geometrická optika

Optické klam Geometrická optika

Zvětšení optických přístrojů úkolem mnoha zobrazovacích optických přístrojů (mikroskop, dalekohled) je získat zvětšený obraz předmětu (zvětšení úhlu pozorování než při pozorování prostým okem) úhlové zvětšení Γ tgω tgω 0 ω 0 A příčné zvětšení m ω A A

Lupa Geometrická optika spojná čočka o menší ohniskové vzdálenosti než je konvenční zraková vzdálenost (L50 mm) předmět je nutno umístit mezi lupou a jejím ohniskem vtvoří se zvětšený, vzpřímený a zdánlivý obraz předmětu, který pozorujeme okem těsně za lupou A ω F A F f L 50 mm p q pozorování okem akomodovaným na konvenční zrakovou vzdálenost L ω tg ω L ω0 tg ω0 tg ω q L + p Γ (0,5 + p) ϕ tg ω 0 L

Lupa pozorování neakomodovaným okem umístíme-li předmět v ohnisku lup, potom uvidíme předmět pod zorným úhlem ω tg ω ω0 tg ω0 L tg ω L Γ 0, 5ϕ tg ω 0 f A ω F A F f

Příklad: (zvětšení lup) -určete zvětšení Γ lup z jednoduché tenké bikonvexní spojné čočk (index lomu n,5) o poloměru křivosti ploch r 50 mm - jaký b musela mít poloměr křivosti r, ab blo zvětšení desetinásobné Γ 0 ϕ ( n ) r r ( n ) r A ( n ) Γ 0,5ϕ 0,5 5 r F A F f ( n ) r 0,5 Γ 5 mm

Mikroskop složená optická soustava (okulár + objektiv) objektiv vtvoří se zvětšený převrácený skutečný obraz předmětu, který pozorujeme okulárem jako lupou při akomodaci na nekonečno

Mikroskop ω tgω ω0 tg ω0 L Γ tg ω tg ω 0 / L L L zvětšení objektivu m f optický interval f Γ zvětšení okuláru L zvětšení mikroskopu A F a F ω 0 A F ω F Γ m Γ L obraz je převrácený A

Příklad: (zvětšení mikroskopu) -určete zvětšení m mikroskopu, který se skládá z objektivu (f 0 mm) a okuláru (f 0 mm), jejichž vzdálenost je 60 mm -určete, v jaké vzdálenosti a před objektivem se musí nacházet předmět Γ L 00 q qq ( f ) ( ) a + q f,6 mm

Mikroskop Geometrická optika zvětšení je možné měnit změnou objektivu nebo optického intervalu mikroskop se zaostřuje posuvem celého tubusu

Objektiv charakterizovaný zvětšením pro daný optický interval ( 60 mm) m a numerickou aperturou A nsin σ k Amax 0,95 Amax,4, 6 suchý objektiv imerzní objektiv

Okulár spojná soustava (sběrný + oční člen), jejíž základní úlohou je zvětšit obraz vtvořený objektivem mikroskopu, popř. korigovat vad objektivu pozitivní okulár reálný obraz negativní okulár neskutečný obraz

Osvětlovací soustava soustava sloužící pro osvětlení pozorovaných objektů hlavní součástí je osvětlovač a kondenzor osvětlení lomem průhledné předmět osvětlení odrazem neprůhledné předmět světlé pozadí tmavé pozadí

Dalekohled optický přístroj pro pozorování vzdálených předmětů (okulár + objektiv) zvětšuje se jím malý zorný úhel, v němž vidíme vzdálený předmět objektivem je spojná soustava, okulár může být spojná i rozptlná soustava Γ tg ω tgω / f / a a obraz je převrácený m a + f f ω ω Γ a a + A F F A F F 0 Γ a a

Příklad: (zvětšení dalekohledu) -určete zvětšení Γ čočkového dalekohledu, který se skládá z objektivu okuláru (f 0 mm) a jehož délka L 30 mm (vzdálenost objektivu a okuláru) L 300 mm Γ 30

Dalekohled obruba dalekohledu je vstupní pupilou i clonou zorného pole výstupní pupila, která leží až za dalekohledem (tzv.oční kruh), b měla splnout se zornicí oka D D f Γ D D f e r oční kruh D D F F

objektiv dalekohledu Geometrická optika v praxi se užívá buďčočkových (refraktor) nebo zrcadlových objektivů (reflektor) refraktor reflektor

převracející soustava Geometrická optika pro převrácení obrazu (hranolové soustav, rozptlné okulár, čočkové převracející soustav) čočková soustava hranolová soustava