Zobrazení pomocí zrcadel a čoček, optické přístroje
25) Zobrazení pomocí zrcadel a čoček, optické přístroje: zrcadlová a čočková rovnice, závislost polohy a zvětšení obrazu na poloze předmětu, výpočet zvětšení, promítací a fotografický přístroj, lupa, mikroskop, dalekohledy.
1) ZÁKLADNÍ POJMY
- optická soustava - soustava optických prostředí a jejich rozhraní, které mění směr paprsků
- optické zobrazení - postup, kterým získáme obraz
- obraz - skutečný - paprsky tvoří vlivem optické soustavy sbíhavý svazek zachytitelný na stínítku
- neskutečný - paprsky tvoří rozbíhavý svazek pouze zdánlivý obraz
2) ZRCADLA
a) rovinné zrcadlo
- nejjednodušší optická soustava
- obraz - neskutečný
- stejně velký
- přímý
- stranově převrácený
b) duté a vypuklé zrcadlo
- tvar vnitřní plochy kulového vrchlíku
- ohnisko - ohnisko je obraz osového bodu v nekonečnu
- ohnisková rovina - rovina kolmá na optickou osu procházející ohniskem
- paraxiální paprsky - paprsky blízko optické osy (dávají nejpřesnější obraz)
- nacházejí se v paraxiálním prostoru
3) ZOBRAZENÍ ZRCADLY
- k zobrazování používáme tři významné paprsky:
1. prochází středem – po odrazu má opačný směr než paprsek dopadající na zrcadlo.
2. rovnoběžný s optickou osou zr. – odráží se do ohniska F (ohnisková vzd.)
3. paprsek procházející ohniskem – odráží se rovnoběžně s optickou osou
- zobrazovací rovnice kulového zrcadla:
- znaménková konvence:
- a, a', f, r před zrcadlem +
- a', f, r za zrcadlem -
- příčné zvětšení:
- y nad osou +
- y pod osou -
Z > 0 přímý obraz Z < 0 převrácený obraz
|Z| > 1 zvětšený obraz |Z| < 1 zmenšený obraz
- kulová vada dutého zrcadla - při dopadu širokého svazku paprsků (mimo paraxiální prostor) neprotínají se v
bodě rozmazanost
- používáním parabolických zrcadel se vada zmenšuje
4) ČOČKY
- čočka - stejnorodé průhledné těleso ohraničené dvěma kulovými plochami
- spojka - uprostřed nejtlustší
- rozptylka - uprostřed nejtenčí
- pro výpočet ohniskové vzdálenost:
- r - před čočkou +
- r - za čočkou -
- n2 - index lomu čočky
- n1 - index lomu okolního prostředí
- čočku charakterizuje optická mohutnost:
- pro spojky + , pro rozptylky -
5) ZOBRAZOVÁNÍ ČOČKAMI
- využíváme tří významných paprsků:
1. paprsky, procházející optickým středem čočky nemění svůj směr.
2. paprsky rovnoběžné v předmětovém prostoru s optickou osou se lámou tak, že v prostoru obrazovém směřují do obrazového ohniska F´ (u spojky se protínají – ohnisko je skutečné, u rozptylky je ohnisko zdánlivé.
3. paprsky jdoucí předmětovým ohniskem se lámou tak, po průchodu čočkou jsou rovnoběžné s optickou osou v obrazovém prostoru
- obecněji platí: svazek rovnoběžných paprsků se láme do bodu v ohniskové rovině a naopak
- zobrazovací rovnice čočky:
- znaménková konvence:
- f, a před čočkou; f', a' za čočkou +
- f, a za čočkou; f', a' před čočkou -
- příčné zvětšení čočky:
- centrovaná optická soustava - soustava více čoček se společnou optickou osou
- vady čoček - uvedené vztahy platí pouze pro tenké čočky
- otvorová vada - paprsky dopadající rovnoběžně s optickou osou se lámou před ohnisko oprava clonami (apromáty)
- barevná vada - při dopadu dochází k rozkladu světla odstranění achromáty
6) OPTICKÉ PŘÍSTROJE
- zvětšují zorný úhel, pod kterým vidíme předměty vzdálené, nebo malých rozměrů
a) oko - dopadající světlo je lámáno čočkou dopadá na sítnici (stínítko)
- čočka má schopnost akomodace = změna ohniskové vzdálenosti
- sítnice - tyčinky (černobílé vidění)
- čípky (barevné vidění) - 3 druhy (pro zelenou, červenou, modrou)
- konvenční vzdálenost - ideální pro čtení (d = 25 cm)
- zorný úhel oko rozeznává pro > 1'
- vady oka - šedý zákal - neprůhlednost čočky
- zelený zákal - přetlak v oku
- krátkozrakost - obraz pře sítnicí korekce rozptylkou
- dalekozrakost - obraz za sítnicí korekce spojkou
- šeroslepost - malé rozlišení ve tmě
b) lupa - spojka s malou f (f < d) velká
- umožňuje pozorovat předměty, které nemůžeme pro akomodační schopnost dát blízko k oku
- předmět je umístěn mezi ohniskem a lupou
- umístěním lupy těsně před oko vznikne opticky mohutnější soustava než samotné oko
- nezvětšuje předměty, ale zorný úhel
tg = /d
tg' = /a
c) mikroskop - opticky centrovaná soustava - objektiv - malá f1
- okulár - velká f2
- obrazová rovina objektivu splývá s předmětovou rovinou okuláru
- okulár má funkci lupy - zvětšuje zorný úhel
- - optický interval mikroskopu - = F1'F
- kondensor - soustava čoček usměrňující směr paprsků v osvětlení
- tubus - trubice, ve které se nachází soustava čoček
d) dalekohled - zvětšuje zorný úhel, pod kterým vidíme předmět
- teleskopická (afokální) soustava - rovnoběžné paprsky vystupují jako rovnoběžné
- Keplerův dalekohled - soustava spojek objektiv (f1), okulár (f2) (f1 >> f2)
- obraz převrácený výškově i stranově
- převrácenost se řeší soustavou dvou hranolů triedr
- Holandský dalekohled - spojka + rozptylka přímý obraz
- Newtonův dalekohled - zrcadlový (reflektor)
e) objektivní optické přístroje – vytvářejí skutečný obraz a zachycují jej: fotografický, promítací přístroj
PŘIDEJTE SVŮJ REFERÁT
Tisknout -
Poslat(@) -
Stáhnout -
Uložit->Moje referáty -
Přidat referát