Optická soustava je soustava optických prostředí, která mění směr chodu paprsků.
Tvoří-li paprsky po průchodu soustavou sbíhavý svazek, vzniká skutečný (reálný) obraz. Tvoří-li rozbíhavý svazek, pak vzniká obraz neskutečný (virtuální) v místě, ve kterém by byl průsečík paprsků prodloužených proti směru jejich šíření. Tento obraz nelze zachytit na stínítku.
18.1 ZRCADLA
18.1.1 Rovinné zrcadlo
Rovinné zrcadlo je lesklá rovinná plocha, která odráží dopadající světlo. Vytváří obraz zdánlivý, vzpřímený a stejně velký jako předmět a je s předmětem souměrný podle roviny zrcadla.
18.1.2 Kulové zrcadlo
paraxiální paprsky – paprsky v blízkosti osy, kterými se bod zobrazí jako bod, přímka jako přímka – tzv. ideální zobrazení
paraxiální prostor – prostor, ve kterém jsou paraxiální paprsky
Popis:
C – střed kulové plochy
o – optická osa zrcadla
V – vrchol zrcadla
r – poloměr křivosti
F – ohnisko
f – ohnisková vzdálenost
a – předmětová vzdálenost
a‘ – obrazová vzdálenost
y – velikost předmětu
y‘ – velikost obrazu
Zobrazovací rovnice:
Znaménková konvence: r, f, a, a‘ – pokud jsou před zrcadlem, jsou vždy kladné.
Zvětšení:
a‘<0>0 obraz skutečný
Z<0>0 obraz neskutečný
zmenšený
zvětšený
Duté zrcadlo
Vzdálenost předmětu Vzdálenost obrazu Velikost obrazu Druh
a>r r>a‘>f
skutečný převrácený
a=r a‘=r
skutečný převrácený
r>a>f a‘>r
skutečný převrácený
a=f
a
skutečný, převrácený
a=2f a‘=2f
skutečný, převrácený
2f>a>f a‘>2f
skutečný, převrácený
a=f
a
Zobrazení rozptylkou
Vždy zmenšený, neskutečný, vzpřímený obraz.
a‘,f<0
18.2.1 Vady čoček
Vada otvorová: odstranění pomocí clony nebo použitím spojek a rozptylek z různých materiálů.
Vada barevná: záření různých frekvencí (barev) se láme různě. Odstranění použitím spojek a rozptylek z různých materiálů.
18.3 OKO
Paprsky světla prochází rohovkou, komorovým mokem, zornicí, čočkou, sklivcem a dopadají na sítnici, kde vzniká skutečný, převrácený, zmenšený obraz. Na sítnici jsou dva druhy světlocitlivých buněk. Tyčinky jsou citlivé na světlo, pomocí čípků rozeznáváme barvy. Sítnice je nejcitlivější v tzv. žluté skvrně (nejvíce tyčinek a čípků) – nachází se na sítnici na optické ose oka. Slepá skvrna (nejsou tu tyčinky ani čípky) je v místě, kde sítnici opouští oční nerv. Obrazová vzdálenost je přibližně 1,6 cm, předmětová vzdálenost se mění – akomodace oka (oko mění svou ohniskovou vzdálenost). Rozsah vzdáleností, na které může oko akomodovat je dán vzdáleným () a blízkým bodem (15 cm) oka. Konvenční zraková vzdálenost (můžeme číst, aniž by se oko namáhalo) je asi 25 cm (d).
18.3.1 Vady oka Krátkozrakost:
blízký bod je posunut směrem k oku, paprsky se protínají před sítnicí – odstranění vady rozptylkou. Dalekozrakost: Blízký bod posunut směrem od oka, paprsky se protínají za sítnicí – spojku. Astigmatismus: čočka je v různých směrech různě zakřivená, oko nevidí ostře současně 2 skupiny k sobě kolmých čar – brýle s válcovými čočkami.
18.4 SUBJEKTIVNÍ OPTICKÉ PŘÍSTROJE
18.4.1 Lupa
Slouží ke zvětšení zorného úhlu. Vzniká neskutečný, zvětšený, přímý obraz. Lupa poskytuje 5 až 12 ti násobné zvětšení. Úhlové zvětšení: , kde d je konvenční zraková vzdálenost a f je ohnisková vzdálenost lupy.
18.4.2 Mikroskop
Slouží pro pozorování drobných předmětů z blízka. Pozorovaný předmět umístíme do malé vzdálenosti před předmětové ohnisko objektivu. Objektiv vytvoří skutečný, převrácený, zvětšený obraz, který pozorujeme okulárem jako lupou. Zvětšení: , kde f1 je ohnisková vzdálenost objektivu a f2 okuláru, je optický interval mikroskopu a d je konvenční zraková vzdálenost.
18.4.3 Dalekohled
Slouží k zvětšení zorného úhlu při pozorování velkých, ale velmi vzdálených předmětů. Refraktory používají jako objektiv spojnou čočku, reflektory používají duté zrcadlo. Keplerův dalekohled: objektiv je spojná čočka s velkou ohniskovou vzdáleností, okulár je lupa. Vytváří převrácený, neskutečný, zvětšený obraz. Newtonův dalekohled:
18.5 OBJEKTIVNÍ OPTICKÉ PŘÍSTROJE Vytvářejí skutečný obraz. 18.5.1 Fotoaparát Klasický film – šířka 35 mm, f=50 mm, úhel záběru: 46°. Světelnost se vyjadřuje clonovým číslem: , kde d je průměr objektivu (clony).
Žádné komentáře:
Okomentovat