Оптика - реферат

Оптика - реферат

оглавление.

Введение.................................................................................................................................. 2

Глава 1. Главные законы оптических явлений...................................... 4

1.1 Закон прямолинейного распространения света....................................................... 4

1.2 Закон независимости световых пучков................................................................... 5

1.3 Закон отражения света................................................................................................. 5

1.4 Закон преломления света............................................................................................. 5

Глава 2. Безупречные оптические системы..................................................... 7

Глава 3. Составляющие оптических систем.............................................. 9

3.1 Диафрагмы и их роль в оптических системах............................................................ 9

3.2 Входной и выходной зрачки......................................................................................... 10

Глава 4. Современные оптические системы............................................. 12

4.1 Оптическая система...................................................................................................... 12

4.2 Фотографический аппарат............................................................................................ 13

4.3 Глаз Оптика - реферат как оптическая система..................................................................................... 13

Глава 5. Оптические системы, вооружающие глаз.............................. 16

5.1 Лупа.................................................................................................................................... 17

5.2 Микроскоп........................................................................................................................ 18

5.3 Зрительные трубы............................................................................................................ 20

5.4 Проекционные устройства........................................................................................... 21

5.5 Спектральные аппараты................................................................................................ 22

5.6 Оптический измерительный прибор............................................................................ 23

Заключение......................................................................................................................... 28

Перечень литературы....................................................................................................... 29

Введение.

Оптика - раздел физики, в каком изучается природа оптического излучения (света), его распространение и явления, наблюдаемые при содействии света и вещества. Оптическое излучение представляет собой электрические волны, и потому оптика Оптика - реферат - часть общего учения об электрическом поле.

Оптика - это учение о физических явлениях, связанных с распространением маленьких электрических волн, длина которых составляет примерно 10-5 -10-7 м. Значение конкретно этой области диапазона электрических волн связано с тем, что в ней в узеньком интервале длин волн от 400-760 нм лежит участок видимого света, конкретно воспринимаемого Оптика - реферат человечьим глазом. Он ограничен с одной стороны рентгеновскими лучами, а с другой - микроволновым спектром радиоизлучения. Исходя из убеждений физики происходящих процессов выделение настолько узенького диапазона электрических волн (видимого света) не имеет особенного смысла, потому в понятие "оптический спектр" включает обычно ещё и инфракрасное и уф-излучение.

Ограничение оптического спектра Оптика - реферат условно и в значимой степени определяется общностью технических средств и способов исследования явлений в обозначенном спектре. Для этих средств и способов свойственны основанные на волновых свойствах излучения формирование изображений оптических предметов при помощи устройств, линейные размеры которых много больше длины λ излучения, а так же внедрение приёмников света, действие Оптика - реферат которых основано на его квантовых свойствах.

По традиции оптику принято подразделять на геометрическую, физическую и физиологическую. Геометрическая оптика оставляет вопрос о природе света, исходит из эмпирических законов его распространения и употребляет представление о световых лучах, преломляющихся и отражающихся на границах сред с различными оптическими качествами и прямолинейных в оптически однородной Оптика - реферат среде. Её задачка - математически изучить ход световых лучей в среде с известной зависимостью показателя преломления n от координат или, напротив, отыскать оптические характеристики и форму прозрачных и отражающих сред, при которых лучи происходят по данному пути. Наибольшее значение геометрической оптики имеет для расчёта и конструирования оптических устройств - от очковых Оптика - реферат линз до сложных объективов и большущих астрономических инструментов.

Физическая оптика рассматривает трудности, связанные с природой света и световых явлений. Утверждение, что свет есть поперечные электрические волны, основано на результатах большого числа экспериментальных исследовательских работ дифракции света, интерференции, поляризации света и распространения в анизотропных средах.

Одна из важных обычных Оптика - реферат задач оптики - получение изображений, соответственных оригиналам как по геометрической форме, так и по рассредотачиванию яркости решается приемущественно геометрической оптикой с привлечением физической оптики. Геометрическая оптика дает ответ на вопрос, как надо строить оптическую систему для того, чтоб любая точка объекта изображалась бы также в виде точки при сохранении геометрического Оптика - реферат подобия изображения объекту. Она показывает на источники искажений изображения и их уровень в реальных оптических системах. Для построения оптических систем существенна разработка производства оптических материалов с требуемыми качествами, также технологию обработки оптических частей. Из технологических суждений в большинстве случаев используют линзы и зеркала со сферическими поверхностями, но Оптика - реферат для упрощения оптических систем и увеличения свойства изображений при высочайшей светосиле употребляют оптические элементы.

Глава 1. Главные законы оптических явлений.

Уже в 1-ые периоды оптических исследовательских работ были на опыте установлены последующие четыре главных закона оптических явлений:

1. Закон прямолинейного распространения света.

2. Закон независимости световых пучков.

3. Закон отражения от зеркальной поверхности.

4. Закон Оптика - реферат преломления света на границе 2-ух прозрачных сред.

Предстоящее исследование этих законов показало, во-1-х, что они имеют еще более глубочайший смысл, чем может казаться с первого взора, и во-2-х, что их применение ограничено, и они являются только приближёнными законами. Установление критерий и границ применимости главных оптических законов Оптика - реферат означало принципиальный прогресс в исследовании природы света.

Суть этих законов сводится к последующему.

1.1 Закон прямолинейного распространения света.

В однородной среде свет распространяется по прямым линиям.

Закон этот встречается в сочинениях по оптике, приписываемых Евклиду и, возможно, был известен и применялся еще ранее.

Опытным подтверждением этого закона могут служить наблюдения над резкими тенями Оптика - реферат, даваемыми точечными источниками света, либо получение изображений с помощью малых отверстий. Рис. 1 иллюстрирует получение изображения с помощью малого отверстия, при этом форма и размер изображения демонстрируют, что проектирование происходит с помощью прямолинейных лучей.

А

B'

A'

В

200 см 20см

Рис.1 Прямолинейное распространение света: получение изображения при помощи малого отверстия.

Закон Оптика - реферат прямолинейного распространения может считаться крепко установленном на опыте. Он имеет очень глубочайший смысл, ибо само понятие о прямой полосы, по-видимому появилось из оптических наблюдений. Геометрическое понятие прямой как полосы, представляющей кратчайшее расстояние меж 2-мя точками, есть понятие о полосы, по которой распространяется свет в однородной среде.

Более детализированное Оптика - реферат исследование описываемых явлений указывает, что закон прямолинейного распространения света теряет силу, если мы перебегаем к очень малым отверстиям.

Так, в опыте, изображенном на рис. 1, мы получим не плохое изображение при размере отверстия около 0,5 мм. При следующем уменьшении отверстия - изображение будет неидеальным, а при отверстии около 0,5-0,1 мкм изображение совершенно не Оптика - реферат получится и экран будет освещён фактически умеренно.

1.2 Закон независимости световых пучков.

Световой поток можно разбить на отдельные световые пучки, выделяя их, к примеру, с помощью диафрагм. Действие этих выделенных световых пучков оказывается независящим, т.е. эффект, производимый отдельным пучком, не находится в зависимости от того, действуют ли Оптика - реферат сразу другие пучки либо они устранены.

1.3 Закон отражения света.

Луч падающий, нормаль к отражающей поверхности и луч отраженный лежат в одной плоскости (рис. 2), при этом углы меж лучами и нормалью равны меж собой: угол падения i равен углу отражения i'. Этот закон также упоминается в сочинениях Евклида. Установление его Оптика - реферат связано с употреблением полированных железных поверхностей (зеркал), узнаваемых уже в очень отдаленную эру.

Рис. 2 Закон отражения.

Рис. 3 Закон преломления.

1.4 Закон преломления света.

Преломление света – изменение направления распространения оптического излучения (света) при его прохождении через границу раздела однородных изотропных прозрачных (не всасывающих) сред с показателем преломления n1 и n2 . Преломление света определяется Оптика - реферат последующими 2-мя закономерностями : преломленный луч лежит в плоскости , проходящей через падающий луч и нормаль (перпендикуляр) к поверхности раздела; углы падения φ и

преломления χ (рис.3) связаны законом преломления Снелля :

sinφ

sinχ

n1 sinφ = n2 sinχ либо = n,

где n – неизменная , не зависящая от углов φ и χ. Величина n – показатель преломления, определяется качествами обеих Оптика - реферат сред, через границу раздела которых проходит свет, и также зависит от цвета лучей.

Преломление света сопровождается также отражением света.

На рис. 3 ход лучей света при преломлении на плоской поверхности , разделяющей две прозрачные среды. Пунктиром обозначен отраженный луч. Угол преломления χ больше угла падения φ; это показывает, что в этом случае происходит Оптика - реферат преломление из оптически более плотной первой среды в оптически наименее плотную вторую (n1 > n2 ), n – нормаль к поверхности раздела.

Явление преломления света было понятно уже Аристотелю. Попытка установить количественный закон принадлежит известному астрологу Птолемею (120 г. н.э.), который предпринял измерение углов падения и преломления.

Закон отражения и закон Оптика - реферат преломления также справедливы только при соблюдении узнаваемых критерий. В этом случае, когда размер отражающего зеркала либо поверхности, разделяющей две среды, мал , мы смотрим приметные отступления от обозначенных выше законов. Но для широкой области явлений, наблюдаемые в обыденных оптических устройствах, все перечисленные законы соблюдаются довольно строго. [ 3 ]

Глава 2. Безупречные оптические системы Оптика - реферат.

Гаусс (1841 г.) отдал общую теорию оптических систем, получившую предстоящее развитие в трудах многих математиков и физиков.

Теория Гаусса есть теория безупречной оптической, системы, т.е. системы, в какой сохраняется гомоцентричность пучков и изображение геометрически подобно предмету. Согласно этому определению всякой точке места объектов соответствует в безупречной системе точка Оптика - реферат места изображений ; эти точки носят заглавие сопряженных. Точно так же каждой прямой либо плоскости места объектов должна соответствовать сопряженная ровная либо плоскость места изображений. Таким макаром, теория безупречной оптической системы есть чисто геометрическая теория, устанавливающая соотношение меж точками, линиями , плоскостями.

Безупречная оптическая система может быть осуществлена с достаточным приближением в виде Оптика - реферат центрированной оптической системы , если ограничиться областью поблизости оси симметрии, т.е. параксиальными пучками. В теории Гаусса требование «тонкости» системы отпадает , но лучи как и раньше предполагаются параксиальными. Разыскание оптической системы , которая приближалась бы к безупречной даже при пучках значимого раскрытия, есть такая задачка прикладной геометрической оптики.

Линия, соединяющая Оптика - реферат центры сферических поверхностей , представляет собой ось симметрии центрированной системы и именуется главной оптической осью системы. Теория Гаусса устанавливает ряд так именуемых точек и плоскостей , задание которых на сто процентов обрисовывает все характеристики оптической системы и позволяет воспользоваться ею , не рассматривая реального хода лучей в системе.


Пусть ММ и NN – последние Оптика - реферат сферические поверхности , ограничивающие систему, и ОО1 – ее основная ось (рис. 4 ). Проведем луч А1 В1 , параллельный О1 О2 ; точка В1 есть место входа этого луча в систему. Согласно свойству безупречной системы лучу А1 В1 соответствует в пространстве изображений сопряженный луч G2 F2 , выходящий из системы в точке G2 . Какидет луч Оптика - реферат снутри системы нас не интересует . 2-ой луч P1 Q1 выберем повдоль главной оси. Сопряженный ему луч Q2 P2 будет также идти повдоль главной оси . Точка F2 как скрещение 2-ух лучей G2 F2 и Q2 P2 есть изображение точки , в какой пересекаются лучи А1 В1 и P1 Q Оптика - реферат1 , сопряженные с G2 F2 и Q2 P2 . Но потому что А1 В1 P1 Q1 , то точка, сопряженная с F2 , лежит в бесконечности. Таким макаром , F2 есть фокус (2-ой , либо задний) системы. Плоскость, проходящая через фокус перпендикулярно к оси , носит заглавие фокальной.

Неважно какая точка полосы H1 R1 связана с точкой Оптика - реферат полосы H2 R2 , лежащей на таковой же высоте от О1 О2 , как и избранная . То же относится и к плоскостям, проведенным через H1 R1 и H2 R2 . перпендикулярно к главной оси , т.к. вся система симметрична относительно оси. Плоскость H1 R1 , изображается на H2 R2 прямо и в истинную величину Оптика - реферат. Такие плоскости именуются главными плоскостями.

Таким макаром, безупречная оптическая система обладает главными плоскостями. Точки H1 и H2 скрещения основных плоскостей с осью носят заглавие основных точек системы. Расстояния от основных точек до фокусов именуются фокусным расстоянием системы f1 = H1 R1 и f2 = H2 R2 . [ 3 ]

Глава 3. Составляющие Оптика - реферат оптических систем.

Реальные оптические системы дают удовлетворительное изображение только при известном ограничении ширины действующих пучков лучей. Но даже и для безупречных систем, которые могли бы давать правильные изображения плоского предмета при любом угле раскрытия пучков, их ограничение имеет существенное значение.

3.1 Диафрагмы и их роль в оптических системах.

Диафрагма – непрозрачная преграда Оптика - реферат , ограничивающая поперечное сечение световых пучков в оптических системах (в телескопах, дальномерах , микроскопах, кино- и фотоаппаратах и т.д.). роль диафрагм нередко играют оправы линз, призм, зеркал, и других оптических деталей, зрачок глаза, границы освещенного предмета, в спектроскопах – щели.

Неважно какая оптическая система – глаз вооруженный и невооруженный, фотографический аппарат, проекционный Оптика - реферат аппарат – в конечном счете отрисовывают изображение на плоскости (экран, фотопластинка, сетчатка глаза); объекты же почти всегда трёхмерны. Но даже безупречная оптическая система, не будучи ограниченной, не давала бы изображений трехмерного объекта на плоскости. Вправду, отдельные точки трехмерного объекта находятся на разных расстояниях от оптической системы, и им соответствуют разные сопряженные плоскости Оптика - реферат.

Светящаяся точка О (рис. 5) дает резкое изображение О` в плоскости ММ1 сопряженной с ЕЕ. Но точки А и В дают резкие изображения в A` и B`, а в плоскости ММ проектируются светлыми кружками, размер которых находится в зависимости от ограничения ширины пучков. Если б система не Оптика - реферат была ничем не ограниченна , то пучки от А и В освещали бы плоскость ММ умеренно, от есть не вышло бы никакого изображения предмета, а только изображение отдельных точек его, лежащих в плоскости ЕЕ.

Рис. 5 Воздействие диафрагмы на глубину резкого изображения.

Чем уже пучки тем, тем отчетливее изображение места предмета Оптика - реферат на плоскости. Поточнее, на плоскости изображается не сам пространственный предмет, а та плоская картина, которая является проекцией предмета на некую плоскость ЕЕ (плоскость установки), сопряженную относительно системы с плоскостью изображения ММ. Центром проекции служит одна из точек системы (центр входного зрачка оптического инструмента ).

Размеры и положение диафрагмы определяют освещенность и Оптика - реферат качество отображения, глубину резкости и разрешающую способность оптической системы, поле зрения.

Диафрагма более очень ограничивающая световой пучок , именуется апертурной либо действующей. Её роль может делать оправа какой-нибудь линзы либо особая диафрагма ВВ, если эта диафрагма посильнее ограничивает пучки света, чем оправы линз.

P Q1 P2

Q Q2

L Оптика - реферат1

L2

Рис. 6. ВВ – апертурная диафрагма; В1 В1 – входной зрачок; В2 В2 – выходной зрачок.

Апертурная диафрагма ВВ часто размещается меж отдельными компонентами (линзами) сложной оптической системы (рис.6), но её можно поместить и перед системой либо после её.

Если ВВ - действительная апертурная диафрагма (рис. 6) ,а В1 В1 и В2 В Оптика - реферат2 - её изображения в фронтальной и задней частях системы , то все лучи , прошедшие через ВВ, пройдут через В1 В1 и В2 В2 и на оборот , т.е. неважно какая из диафрагм ВВ, В1 В1 , В2 В2 ограничивает активные пучки. [3 ]

3.2 Входной и выходной зрачки.

Входным зрачком именуется то из реальных отверстий Оптика - реферат либо их изображений, которое посильнее всего ограничивает входящий пучок, т.е. видно под минимальным углом из точки скрещения оптической оси с плоскостью предмета.

Выходным зрачком именуется отверстие либо его изображение, ограничивающее выходящий из системы пучок. Входной и выходной зрачки являются сопряженными по отношению ко всей системе.

Роль входного зрачка может Оптика - реферат играть то либо другое отверстие либо его изображение (действительное либо надуманное). В неких принципиальных случаях изображаемый предмет есть освещенное отверстие (к примеру, щель спектрографа), при этом освещение обеспечивается конкретно источником света, размещенным неподалеку от отверстия, либо с помощью вспомогательного конденсора. В таком случае зависимо от расположения роль входного зрачка Оптика - реферат может играть граница источника либо его изображения, либо граница конденсора и т.д.

Если апертурная диафрагма лежит перед системой , то она совпадает с входным зрачком, а выходным зрачком явится её изображение в этой системе . Если она лежит сзади системы, то она совпадает с выходными зрачком, а входным зрачком явится её изображение Оптика - реферат в системе. Если апертурная диафрагма ВВ лежит снутри системы (рис. 6) , то её изображение В1 В1 в фронтальной части системы служит входным зрачком , а изображение В2 В2 в задней части системы – выходным. Угол, под которым виден радиус входного зрачка из точки скрещения оси с плоскостью предмета, именуется «апертурным Оптика - реферат углом», а угол , под которым виден радиус выходного зрачка из точки скрещения оси с плоскостью изображения, есть угол проекции либо выходной апертурный угол. [ 3 ]

Глава 4. Современные оптические системы.

4.1 Оптическая система.

Узкая линза представляет простейшую оптическую систему. Обыкновенные тонкие линзы используются приемущественно в виде стекол для очков. Не считая того, общеизвестно применение Оптика - реферат линзы в качестве увеличительного стекла.

Действие многих оптических устройств – проекционного фонаря, фотоаппарата и других устройств - может быть схематически уподоблено действию тонких линз. Но узкая линза дает не плохое изображение исключительно в том сравнимо редчайшем случае , когда можно ограничиться узеньким одноцветным пучком, идущим от источника повдоль главной оптической оси либо Оптика - реферат под огромным углом к ней. В большинстве же практических задач, где эти условия не производятся, изображение , даваемое узкой линзой , достаточно не совсем. Потому почти всегда прибегают к построению более сложных оптических систем , имеющих огромное число преломляющих поверхностей и не ограниченных требованием близости этих поверхностей (требование , которому удовлетворяет узкая Оптика - реферат линза ). [ 4 ]



4.2 Фотографический аппарат.

Оптический прибор , созданный для получения фотографических снимков находящихся перед ним предметов, именуют фотографическим аппаратом. Он состоит из светопроницаемой камеры К (рис. 8 ) с подвижной фронтальной стеной, в какой находится объектив О.


При фотографировании предмета АВ поначалу с по­мощью перемещения объ­ектива на задней стене аппарата получают Оптика - реферат резкое изображение предметаA1 B1 . Потом объектив запирается и на зад­ней стене фотоаппарата помещается пластинка либо пленка П, покрытая светочувствительным слоем. Потом объектив раскрывается на определенное время, называемое выдержкой. При всем этом на светочувствительном слое под действием света происходит химиче­ская реакция и появляется скрытое изображение предмета.

После проявления и закрепления Оптика - реферат при помощи особых со­ставов изображение на пластинке либо пленке становится видимым. На приобретенном изображении светлые места предметов оказываются темными, а черные — светлыми и прозрачными, потому такое изоб­ражение именуют негативом. Для получения обыкновенно­го фотоснимка, который именуют позитивом, на негатив накладывают светочувствительную бумагу и освещают его Оптика - реферат так, чтоб лучи попадали на бумагу через негатив. Через некое время на бумаге появляются скрытое изображение предмета. После проявления и закрепления на ней выходит уже рядовая фотогра­фия предмета. С 1-го негатива можно получить много позитивов, т. е. фотоснимков.

Для « засвечивания » фотобумаги обычно употребляют фотоувеличитель (рис. 9). [ 2 ]


4.3 Глаз как оптическая система.

Органом Оптика - реферат зрения человека являются глаза, которые в почти всех отношениях представляют со­бой очень совершенную оптическую систему.

В целом глаз человека — это шарообразное тело поперечником око­ло 2,5 см, которое именуют глазным яблоком (рис.10). Непрозрачную и крепкую внешнюю оболочку глаза именуют склерой, а ее прозрачную и поболее выпуклую переднюю Оптика - реферат часть — роговицей. С внутренней стороны склера покрыта сосудистойоболочкой, состоящей из кровеносных сосудов, питающих глаз. Против ро­говицы сосудистая оболоч­ка перебегает в радуж­ную оболочку, неодинаково окрашенную у разных людей, которая разделена от роговицы каме­рой с прозрачной водяни­стой массой.

В радужной оболочке имеется круглое отверстие,

называемое зрачком, поперечник Оптика - реферат которого может из­меняться. Таким макаром, радужная оболочка играет роль диафрагмы, регулирующей доступ света в глаз. При ярчайшем освещении зрачок миниатюризируется, а при сла­бом освещении — возрастает. Снутри глазного яблока за ра­дужной оболочкой размещен хрусталик, который представ­ляет собой двояковыпуклую линзу из прозрачного вещества с показателем преломления около Оптика - реферат 1,4. Хрусталик окаймляет кольце­вая мускула, которая может изменять кривизну его поверхностей, а означает, и его оптическую силу.

Сосудистая оболочка с внутренней стороны глаза покрыта разветвлениями светочувствительного нерва , в особенности густыми напротив зрачка. Эти разветвления образуют сетчатую оболочку , на которой выходит действительное изображение предметов, создаваемое оптической системой глаза Оптика - реферат. Место меж сетчаткой и хрусталиком заполнено прозрачным стекловидным телом, имеющим студенистое строение. Изображение предметов на сетчатке глаза выходит перевернутое. Но деятельность мозга, получающего сигналы от светочувствительного нерва, позволяет нам созидать все предметы в натуральных положениях.

Когда кольцевая мускула глаза расслаблена, то изображение дальних предметов выходит на сетчатке . вообщем устройство Оптика - реферат глаза таково, что человек может созидать без напряжения предметы, расположенные не поближе 6 м от глаза. Изображение более близких предметов в данном случае выходит за сетчаткой глаза. Для получения ясного изображения такового предмета кольцевая мускула сжимает хрусталик всё посильнее до того времени, пока изображение предмета не окажется на сетчатке, а Оптика - реферат потом держит хрусталик в сжатом состоянии.

Таким макаром, «наводка на фокус» глаза человека осуществляется конфигурацией оптической силы хрусталика при помощи кольцевой мускулы. Способность оптической системы глаза создавать ясные изображения предметов, находящих на разных расстояниях от него , именуют аккомодацией ( от латинского «аккомодацио» – приспособление). При рассматривании очень отдалёких предметов в глаз Оптика - реферат попадают параллельные лучи. В данном случае молвят , что глаз аккомодирован на бесконечность.

Аккомодация глаза не нескончаема. При помощи кольцевой мускулы оптическая сила глаза может возрастать не больше чем на 12 диоптрий. При долгом рассматривании близких предметов глаз утомляется , а кольцевая мускула начинает расслабляться и изображение предмета расплывается.

Глаза человека позволяют отлично созидать Оптика - реферат предметы не только лишь при дневном освещении. Способность глаза адаптироваться к различной степени раздражения окончаний светочувствительного нерва на сетчатке глаза, т.е. к различной степени яркости наблюдаемых объектов именуют адаптацией.

Сведение зрительных осей глаз на определенной точке именуется конвергенцией. Когда предметы размещены на значимом расстоянии от человека, то при Оптика - реферат пере воде глаз с 1-го предмета на другой меж осями глаз фактически не меняется, и человек теряет способность верно определять положение предмета. Когда предметы находятся очень далековато , то оси глаз размещаются параллельно , и человек не может даже найти , движется предмет либо нет, на который он глядит. Некую Оптика - реферат роль в определении положения тел играет и усилие кольцевой мускулы, которая сжимает хрусталик при рассматривании предметов , расположенных неподалеку от человека. [ 2 ]

Глава 5. Оптические системы, вооружающие глаз.

Хотя глаз и не представляет собой узкую линзу , в нем можно все таки отыскать точку, через которую лучи проходят фактически без преломления , т.е Оптика - реферат. точку, играющую роль оптического центра. Оптический центр глаза находится снутри хрусталика поблизости задней поверхности его. Расстояние h от оптического центра до сетчатой оболочки, называемое глубиной глаза, составляет для обычного глаза 15 мм.

Зная положение оптического центра, можно просто выстроить изображение какого-нибудь предмета на сетчатой оболочке глаза. Изображение всегда действительное, уменьшенное Оптика - реферат и оборотное (рис.11,а). Угол φ , под которым виден предмет S1 S2 из оптического центра О , именуется углом зрения.

Сетчатая оболочка имеет сложное строение и состоит из отдельных светочувствительных частей. Потому две точки объекта, расположенные так близко друг к другу, что их изображение на сетчатке попадают в один и Оптика - реферат тот же элемент, воспринимаются глазом, как одна точка . Малый угол зрения, под которым две светящихся точки либо две темные точки на белоснежном фоне воспринимаются глазом ещё раздельно , составляет примерно одну минутку. Глаз плохо распознает детали предмета, которые он лицезреет под углом наименее 1". Это угол , под которым виден отрезок, длина которого 1 см на Оптика - реферат расстоянии 34 см от глаза. При нехорошем освещении ( в сумерках ) малый угол разрешения увеличивается и может дойти до 1º.

Рис. 11. Корректировка изображения рассматриваемых предметов : а - угол зрения φ = S1 ' S2 ' / h = S1 S2 / D ;

б – при увеличении угла зрения возрастает изображение рассматриваемого предмета на сетчатке ; N = b' / b Оптика - реферат = φ' / φ .




Приближая предмет к глазу , мы увеличиваем угол зрения и, как следует, получаем

возможность лучше различать маленькие детали. Но очень близко к глазу приблизить мы не можем, потому что способность глаза к аккомодации ограничена. Для обычного глаза более подходящим для рассматривания предмета оказывается расстояние около 25 см, при котором глаз довольно отлично различает Оптика - реферат детали без лишнего утомления. Это расстояние именуется расстоянием лучшего зрения . для близорукого глаза это расстояние несколько меньше . потому близорукие люди , помещая рассматриваемый предмет поближе к глазу, чем люди с обычным зрением либо дальнозоркие, лицезреют его под огромным углом зрения и могут лучше различать маленькие детали.

Существенное повышение угла зрения достигается Оптика - реферат при помощи оптических устройств. По собственному предназначению оптические приборы , вооружающие глаз, можно разбить на последующие огромные группы.

1. Приборы, служащие для рассматривания очень маленьких предметов (лупа, микроскоп). Эти приборы вроде бы «увеличивают» рассматриваемые предметы.

2. Приборы, созданные для рассматривания удаленных объектов (зрительная труба, бинокль, телескоп и т.п.) . эти Оптика - реферат приборы вроде бы «приближают» рассматриваемые предметы.

Благодаря повышению угла зрения при использовании оптического прибора размер изображения предмета на сетчатке возрастает по сопоставлению с изображением в невооруженном глазе и , как следует, увеличивается способность определения деталей. Отношение длины b на сетчатке в случае вооруженного глаза b' к длине изображения для Оптика - реферат невооруженного глаза b (рис.11,б) именуется повышением оптического прибора.

При помощи рис. 11,б просто созидать , что повышение N равно также отношению угла зрения φ' при рассматривании предмета через инструмент к углу зрения φ для невооруженного глаза, ибо φ' и φ невелики. [ 2,3 ] Итак,

N = b' / b = φ' / φ ,

где N – повышение предмета ;

b' – длина изображения на сетчатке для Оптика - реферат вооруженного глаза;

b - длина изображения на сетчатке для невооруженного глаза;

φ' – угол зрения при рассматривании предмета через оптический инструмент;

φ – угол зрения при рассматривании предмета невооруженным глазом.

5.1 Лупа.

Одним из простых оптических устройств является лупа – собирающая линза, созданная для рассматривания увеличенных изображений малых объектов. Линзу подносят к самому глазу, а Оптика - реферат предмет помещают меж линзой и основным фокусом. Глаз увидит надуманное и увеличенное изображение предмета . Удобнее всего рассматривать предмет через лупу совсем ненапряженным глазом , аккомодированным на бесконечность. Для этого предмет помещают в главной фокальной плоскости линзы так , что лучи, выходящие из каждой точки предмета , образуют за линзой параллельные пучки. На рис. 12 изображено Оптика - реферат два таких пучка , идущих от краев предмета. Попадая в аккомодированный на бесконечность глаз, пучки параллельных лучей фокусируются на ретине и дают тут ясное изображение предмета.


Угловое повышение. Глаз находится очень близко к линзе , потому за угол зрения можно принять угол 2γ , образованный лучами, идущими от краев предмета через Оптика - реферат оптический центр линзы. Если б лупы не было , нам пришлось бы поставить предмет на расстоянии лучшего зрения (25 см) от глаза и угол зрения был бы равен 2β . Рассматривая прямоугольные треугольники с катетами 25 см и F см и обозначая половину предмета Z , можем написать :

,

где 2γ – угол зрения, при наблюдении через Оптика - реферат лупу;

2β - угол зрения, при наблюдении невооруженным глазом;

F – расстояние от предмета до лупы;

Z – половина длины рассматриваемого предмета.

Принимая во внимание , что через лупу рассматривают обычно маленькие детали и потому углы γ и β малы, можно тангенсы поменять углами. Таким макаром получится последующее выражение для роста лупы = = .

Как следует, повышение лупы пропорционально 1 / F Оптика - реферат , другими словами её оптической силе. [1]

5.2 Микроскоп.

Прибор, позволяющий получить огромное повышение при рассматривании малых предметов, именуется микроскопом.

Простой микроскоп состоит из 2-ух собирающих линз. Очень короткофокусный объектив L1 даёт очень увеличенное действительное изображение предмета P'Q' (рис. 13), которое рассматривается окуляром, как лупой.


P''Q''

PQ

Обозначим линейное повышение , даваемое Оптика - реферат объективом, через n1 , а окуляром через n2 , это означает , что = n1 и = n2 ,

где P'Q' – увеличенное действительное изображение предмета;

PQ – размер предмета;

P''Q'' - увеличенное надуманное изображение предмета;

n1 – линейное повышение объектива;

n2 – линейное повышение окуляра.

Перемножив эти выражения , получим = n1 n2 ,

где PQ – размер предмета;

P Оптика - реферат''Q'' - увеличенное надуманное изображение предмета;

n1 – линейное повышение объектива;

n2 – линейное повышение окуляра.

Отсюда видно , что повышение микроскопа равно произведению увеличений, даваемых объективом и окуляром в отдельности. Потому может быть выстроить инструменты, дающие очень огромные роста – до 1000 и даже больше. В добротных микроскопах объектив и окуляр - сложные.

Окуляр обычно состоит из 2-ух Оптика - реферат линз объектив же еще труднее. Желание получить огромные роста принуждают употреблять короткофокусные линзы с очень большой оптической силой. Рассматриваемый объект ставится очень близко от объектива и дает широкий пучок лучей, заполняющий всю поверхность первой линзы. Таким макаром , создаются очень нерентабельные условия для получения резкого изображения: толстые линзы и нецентральные Оптика - реферат лучи. Потому для исправления различных недочетов приходится прибегать к композициям из многих линз разных видов стекла.

В современных микроскопах теоретический предел уже практически достигнут. Созидать в микроскоп можно и очень малые объекты , но их изображения представляются в виде малеханьких пятнышек, не имеющих никакого сходства с объектом Оптика - реферат.

При рассматривании таких малеханьких частиц пользуются так именуемым ультрамикроскопом, который представляет собой обыденный микроскоп с конденсором, дающим возможность активно освещать рассматриваемый объект с боковой стороны, перпендикулярно оси микроскопа.

При помощи ультрамикроскопа удаётся найти частички , размер которых не превосходит миллимикронов.

5.3 Зрительные трубы.

Простая зрительная труба состоит из 2-ух собирающих линз Оптика - реферат. Одна линза, обращенная к рассматриваемому предмету, именуется объективом , а другая , обращенная к глазу наблюдающего - окуляром.


L1
Ход лучей в зрительной трубе показан на рис. 14.

Объектив L1 дает действительное оборотное и очень уменьшенное изображение предмета P1 Q1 , лежащее около головного фокуса объектива. Окуляр помещают так , чтоб изображение предмета находилось в его главном фокусе Оптика - реферат. В этом положении окуляр играет роль лупы, с помощью которой рассматривается действительное изображение предмета.


Действие трубы , так же как и лупы, сводится к повышению угла зрения. С помощью трубы обычно рассматривают предметы, находящиеся на расстояниях , во много раз превосходящих её длину. Потому угол зрения , под которым Оптика - реферат предмет виден без трубы, можно принять угол 2β , образованный лучами, идущими от краев предмета через оптический центр объектива.

Изображение видно под углом 2γ и лежит практически в самом фокусе F объектива и в фокусе F1 окуляра.

Рассматривая два прямоугольных треугольника с общим катетом Z' , можем написать:

,

где 2γ - угол под которым видно изображение Оптика - реферат предмета;

2β - угол зрения, под которым виден предмет невооруженным глазом;

F - фокус объектива;

F1 - фокус окуляра;

Z' - половина длины рассматриваемого предмета.

Углы β и γ -не значительны, потому можно с достаточным приближением поменять tgβ и tgγ углами тогда и повышение трубы = ,

где 2γ - угол под которым видно изображение предмета;

2β - угол зрения, под которым Оптика - реферат виден предмет невооруженным глазом;

F - фокус объектива;

F1 - фокус окуляра.

Угловое повышение трубы определяется отношением фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра . Чтоб получить огромное повышение , нужно брать длиннофокусный объектив и короткофокусный окуляр. [ 1 ]

5.4 Проекционные устройства.

Для показа зрителям на дисплее увеличенного изображения рисунков, фотоснимков либо чертежей используют проекционный Оптика - реферат аппарат. Набросок на стекле либо на прозрачной пленке именуют диапозитивом, а сам аппарат , созданный для показа таких рисунков, - диаскопом. Если аппарат предназначен для показа непрозрачных картин и чертежей , то его именуют эпископом. Аппарат , созданный для обоих случаев именуется эпидиаскопом.

Линзу , которая делает изображение находящегося перед ней предмета, именуют объективом Оптика - реферат. Обычно объектив представляет собой оптическую систему, у которой устранены важные недочеты, характерные отдельным линзам. Чтоб изображение предмета на было отлично видно зрителям, сам предмет должен быть ярко освещен.

Схема устройства проекционного аппарата показана на рис.16.

Источник света S помещается в центре вогнутого зеркала (рефлектора) Р. свет идущий конкретно от Оптика - реферат источника S и отраженный от рефлектора Р, попадает на конденсор К, который состоит из 2-ух плосковыпуклых линз. Конденсор собирает эти световые лучи на


объективе О, который уже направляет их на экран Э, где выходит изображение диапозитива Д. Сам диапозитив помещается меж основным фокусом объектива и точкой, находящейся на расстоянии 2F от объектива Оптика - реферат. Резкость изображения на дисплее достигается перемещением объектива, которое нередко именуется наводкой на фокус. [ 2 ]

5.5 Спектральные аппараты.

Для наблюдения спектров пользуются спектроскопом.

Более всераспространенный призматический спектроскоп состоит из 2-ух труб, меж которыми помещают трехгранную призму ( рис. 17).


В трубе А , именуемой коллиматором имеется узенькая щель, ширину которой можно регулировать поворотом винта. Перед Оптика - реферат щелью помещается источник света, диапазон которого нужно изучить. Щель размещается в фокальной плоскости коллиматора, и потому световые лучи из коллиматора выходят в виде параллельного пучка. Пройдя через призму , световые лучи направляются в трубу В , через которую наблюдают диапазон. Если спектроскоп предназначен для измерений , то на изображение Оптика - реферат диапазона при помощи специального устройства накладывается изображение шкалы с делениями , что позволяет точно установить положение цветовых линий в диапазоне.

При исследовании диапазона нередко бывает целесообразней сфотографировать его , а потом учить при помощи микроскопа.

Прибор для фотографирования спектров именуется спектрографом.

Схема спектрографа показана на рис. 18.

Диапазон излучения при помощи линзы Оптика - реферат Л2 фокусируется на матовое стекло АВ, которое при фотографировании подменяют фотопластинкой. [ 2 ]


5.6 Оптический измерительный прибор.

Оптический измерительный прибор - средство измерения, в каком визирование (совмещение границ контролируемого предмета с визирной линией, перекрестием и т.п.) либо определение размера осуществляется при помощи устройства с оптическим принципом деяния. Различают три группы оптических измерительных устройств Оптика - реферат : приборы с оптическим принципом визирования и механическим методом отчета перемещения; приборы с оптическим методом визирования и отчета перемещения; приборы, имеющие механический контакт с измерительным прибором, с оптическим методом определения перемещения точек контакта.

Из устройств первой распространение получили проекторы для измерения и контроля деталей, имеющих непростой контур, маленькие размеры.

Более всераспространенный прибор Оптика - реферат 2-ой - универсальный измерительный микроскоп, в каком измеряемая деталь перемещается на продольной каретке, а головной микроскоп - на поперечной.

Приборы третьей группы используют для сопоставления измеряемых линейных величин с мерками либо шкалами. Их объединяют обычно под общим заглавием компараторы. К этой группе устройств относятся оптиметр (оптикатор, измерительная машина, контактный интерферометр Оптика - реферат, оптический дальномер и др.).

Оптические измерительные приборы также обширно всераспространены в геодезии (нивелир, теодолит и др.).

Теодолит - геодезический инструмент для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографической и маркшейдерских съемках, в строительстве и т.п.

Нивелир - геодезический инструмент для измерения превышений точек Оптика - реферат земной поверхности - нивелирования, также для задания горизонтальных направлений при монтажных и т.п. работах.

В навигации обширно распространён секстант - угломерный зеркально-отражательный инструмент для измерения высот небесных светил над горизонтом либо углов меж видимыми предметами с целью определения координат места наблюдающего. Важная особенность секстанта - возможность совмещения в поле зрения наблюдающего сразу 2-ух Оптика - реферат предметов, меж которыми измеряется угол, что позволяет воспользоваться секстантом на самолёте и на корабле без приметного понижения точности даже во время качки.

Многообещающим направлением в разработке новых типов оптических измерительных устройств является оснащение их электрическими отсчитывающими устройствами, позволяющими упростить отсчет показаний и визирования, и т.п Оптика - реферат. [ 5 ]


Глава 6. Применение оптических систем в науке и технике.

Применение , а так же роль оптических систем в науке и технике очень велико. Не изучая оптические явления и не развивая оптические инструменты население земли не было бы на настолько высочайшем уровне развития техники.

Практически все современные оптические приборы созданы для конкретного зрительного Оптика - реферат наблюдения оптических явлений.

Законы построения изображения служат основой для построения различных оптических устройств. Основной частью хоть какого оптического прибора является некая оптическая система. В одних оптических устройствах изображение выходит на дисплее, другие приборы созданы для работы с глазом . в последнем случае прибор и глаз представляют вроде бы единую оптическую Оптика - реферат систему и изображение выходит на сетчатой оболочке глаза.

Изучая некие хим характеристики веществ, ученые изобрели метод закрепления изображения на жестких поверхностях, а для проецирования изображений на эту поверхность стали использовать оптические системы, состоящие из линз. Таким макаром, мир получил фото- и киноаппараты, а с следующим развитием электроники появились видео- и цифровые Оптика - реферат камеры.

Для исследования малых объектов , фактически неприметных глазу употребляют лупу, а если её роста не довольно , тогда используют микроскопы. Современные оптические микроскопы позволяют наращивать изображение до 1000 раз, а электрические микроскопы в 10-ки тыщ раз. Это даёт возможность изучить объекты на молекулярном уровне.

Современные астрономические исследования не могли Оптика - реферат быть вероятными без «трубы Галилея» и «трубы Кеплера». Труба Галилея , часто используемая в обыкновенном театральном бинокле, даёт прямое изображение предмета, труба Кеплера - перевернутое. Вследствие этого , если труба Кеплера должна служить для земных наблюдений , то её пичкают оборачивающей системой (дополнительной линзой либо системой призм ) , в итоге чего изображение становится прямым Оптика - реферат. Примером подобного прибора может служить призменный бинокль.

Преимуществом трубы Кеплера будет то , что в ней имеется дополнительное промежуточное изображение , в плоскость которого можно поместить измерительную шкалу, фотопластинку для производства снимков и т.п. Вследствие этого в астрономии и во всех случаях, связанных с измерениями, применяется труба Кеплера.

Вместе Оптика - реферат с телескопами, построенными по типу зрительной трубы - рефракторами, очень принципиальное значение в астрономии имеют зеркальные ( отражательные ) телескопы, либо рефлекторы.

Способности наблюдения , которые даёт каждыё телескоп, определяются поперечником его отверстия. Потому с давнешних времен научно техно идея ориентирована на отыскание


методов производства огромных зеркал и объективов.

С постройкой каждого нового телескопа расширяется Оптика - реферат радиус наблюдаемой нами Вселенной.

Зрительное восприятие наружного места является сложным действием , в каком значимым обстоятельством будет то, что в обычных критериях мы пользуемся 2-мя очами. Благодаря большой подвижности глаз мы стремительно закрепляем одну точку предмета за другой; при всем этом мы можем оценивать расстояние до рассматриваемых предметов, также Оптика - реферат ассоциировать эти расстояния меж собой. Такая оценка даёт представление о глубине места, об объемном рассредотачивании деталей предмета, делает вероятным стереоскопическое зрение.

Стереоскопические снимки 1 и 2 рассматриваются при помощи линз L1 и L2 , помещенных любая перед одним глазом. Снимки размещаются в фокальных плоскостях линз, и как следует, их изображения лежат Оптика - реферат в бесконечности. Оба глаза аккомодированы на бесконечность. Изображения обоих снимков воспринимаются как один рельефный предмет, лежащий в плоскости S.

Стереоскоп в текущее время обширно применяется для исследования снимков местности. Производя фотографирование местности с 2-ух точек, получают два снимка , рассматривая которые в стереоскоп можно ясно созидать рельеф местности. Большая острота Оптика - реферат стереоскопического зрения даёт возможность использовать стереоскоп для обнаружения подделок документов, средств и т.п.

В военных оптических устройствах , созданных для наблюдений (бинокли, стереотрубы ), расстояния меж центрами объективов всегда существенно больше, чем расстояние меж очами, и удаленные предметы кажутся существенно более рельефными , чем при наблюдении без прибора.

Исследование параметров света, идущего Оптика - реферат в телах с огромным показателем преломления привело к открытию полного внутреннего отражения. Это свойство обширно используется при изготовлении и использовании оптоволокна. Оптическое волокно позволяет проводить хоть какое оптическое излучение без утрат. Внедрение оптоволокна в системах связи позволило получить высокоскоростные каналы для получения и отправки инфы.

Полное внутреннее отражение Оптика - реферат позволяет использовать призмы заместо зеркал. На этом принципе построены призматические бинокли и перископы.


Внедрение лазеров и систем фокусоровки позволяет фокусировать лазерное излучение в одной точке, что применяется в резке разных веществ, в устройствах для чтения и записи компакт-дисков, в лазерных дальномерах.

Оптические системы обширно всераспространены в геодезии для Оптика - реферат измерения углов и превышений (нивелиры, теодолиты, секстанты и др.).

Внедрение призм для разложения белоснежного света на диапазоны привело к созданию спектрографов и спектроскопов. Они позволяют следить диапазоны поглощений и испусканий жестких тел и газов. Спектральный анализ позволяет выяснить хим состав вещества.

Внедрение простых оптических систем – тонких линз, позволило многим людям с Оптика - реферат недостатками зрительной системы нормально созидать (очки, глазные линзы и т.д.).

Благодаря оптическим системам было произведено много научных открытий и достиженй.

Оптические системы употребляются во всех сферах научной деятельности, от биологии до физики. Потому, можно сказать , что сфера внедрения оптических систем в науке и технике – беспредельна. [ 4,6 ]

Заключение.

Практическое Оптика - реферат значение оптики и её воздействие на другие отрасли познания только значительны. Изобретение телескопа и спектроскопа открыло перед человеком удивительнейший и богатейший мир явлений , происходящих в обширной Вселенной. Изобретение микроскопа произвело революцию в биологии. Фото посодействовала и продолжает помогать чуть не всем отраслям науки. Одним из важных составляющих научной аппаратуры является линза Оптика - реферат. Без неё не было бы микроскопа, телескопа, спектроскопа, фотоаппарата, кино , телевидения и т.п. не было бы очков, и многие люди, которым перевалило за 50 лет, могли быть лишены способности читать и делать многие работы , связанные со зрением.

Область явлений, изучаемая физической оптикой, очень пространна. Оптические явления теснейшим образом Оптика - реферат связаны с явлениями, изучаемыми в других разделах физики, а оптические способы исследования относятся к более узким и четким. Потому логично , что оптике в протяжении долгого времени принадлежала ведущая роль в очень многих базовых исследовательских работах и развитии главных физических мнений. Довольно сказать, что обе главные физические теории прошедшего столетия Оптика - реферат - теория относительности и теория квантов - зародились и в значимой степени развились на почве оптических исследовательских работ. Изобретение лазеров открыло новые широчайшие способности не только лишь в оптике, да и в её приложениях в разных отраслях науки и техники.

Перечень литературы.

1. Арцыбышев С.А. Физика - М.: Медгиз, 1950. - 511с.

2. Жданов Л Оптика - реферат.С. Жданов Г.Л. Физика для средних учебных заведений - М.: Наука, 1981. - 560с.

3. Ландсберг Г.С. Оптика - М.: Наука, 1976. - 928с.

4. Ландсберг Г.С. Простый учебник физики. - М.: Наука, 1986. - Т.3. - 656с.

5. Прохоров А.М. Большая русская энциклопедия. - М.: Русская энциклопедия, 1974. - Т.18. - 632с.

6. Сивухин Д.В. Общий курс физики : Оптика - М.: Наука Оптика - реферат, 1980. - 751с.



optimizaciya-zatrat-na-personal.html
stat.txt
opredelyaem-chislo-rabotnikov.html