Wady oka i przyrządy optyczne.pdf

Wady oka i przyrządy optyczne

W poprzednim temacie przedstawiliśmy zasady działania naszego oka. Jak zapewne wiesz,

oko ludzkie może działać nieprawidłowo wskutek różnych wad wzroku. Najczęstsze z nich to

krótkowzroczność i dalekowzroczność .

Gałka oczna krótkowidza jest wydłużona i dla odległych przedmiotów soczewka nie może się

„spłaszczyć” wystarczająco – jej ogniskowa jest za krótka i obraz powstaje przed siatkówką.

Wskutek tego krótkowidz słabiej widzi przedmioty w dużej odległości. Aby skorygować tę wadę –

zwiększyć ogniskową – należy użyć okularów z soczewką rozpraszającą (z ujemną zdolnością

skupiającą).

Dalekowidz ma spłaszczoną gałkę oczną i dla bliskich przedmiotów soczewka nie może uzyskać

dostatecznie małej ogniskowej – obraz powstaje za siatkówką. Powoduje to słabsze widzenie

przedmiotów znajdujących się w bliskiej odległości. Okulary u dalekowidza muszą mieć soczewki

skupiające (z dodatnią zdolnością skupiającą).

Stosunkowo często u ludzi występuje również astygmatyzm . Wada ta polega na tym, że siła

łamiąca oka nie jest równomierna (przyczyną może być nieprawidłowa krzywizna rogówki).

Powstające na siatkówce obrazy będą rozmazane ze względu na nierównomierność skupiania fal

świetlnych biegnących z różnych kierunków (promienie padające w dwóch prostopadłych

płaszczyznach są ogniskowane w różnych punktach). Wadę tę koryguje się soczewkami

cylindrycznymi (wycinek walca) lub torycznymi (wycinek „beczki”).

Teraz przedstawimy zasadę działania lupy – przyrządu optycznego używanego przez nas na co

dzień. Umożliwia nam ona takie zwiększenie kąta widzenia małych przedmiotów, jakiego nie

można uzyskać przez zwykłe zbliżanie przedmiotu do oka. Lupa to soczewka skupiająca, którą

umieszczamy między okiem i przedmiotem tak, aby jej odległość od przedmiotu była mniejsza od

ogniskowej. Wtedy powstaje pozorny obraz powiększony. Jeśli przedmiot i lupę umieścimy w

takich odległościach od oka, aby obraz powstał w odległości dobrego widzenia, kąt widzenia

obrazu (alfa) jest znacznie większy od kąta (beta), pod jakim widzielibyśmy przedmiot umieszczony

w tej odległości.

Stosunek tych kątów nazywamy powiększeniem kątowym p

Jeśli kąty α i β są małe, ich wartości można zastąpić wartościami ich tangensów. Z rysunku 7.39

widać że:

Odległość oglądanego przedmiotu wyrażamy wzorem:

Widzimy więc, że powiększenie jest tym większe, im mniejsza jest ogniskowa soczewki, a więc im

większa jest jej zdolność skupiająca. Dla cienkich soczewek zbyt duże pomniejszenie nie jest

możliwe. W praktyce powiększenie lupy rzadko przekracza 10.

Urządzeniem optycznym, dzięki któremu możemy uzyskiwać dużo większe powiększenia obrazu

(przekraczające 1000), jest mikroskop . Pozwala on na oglądanie bardzo małych przedmiotów.

Jest to układ soczewek obiektywu i okularu, w którym przedmiot AB ustawiamy tuż za ogniskiem

obiektywu tak, aby otrzymać powiększony obraz rzeczywisty A’B’. Obraz ten stanowi przedmiot dla

soczewki okularu działającego jak lupa, w której obserwujemy obraz pozorny A’’ B’’ w odległości

dobrego widzenia d.

Gdzie:

p ob – powiększenie w soczewce obiektywu

p ok – powiększenie w soczewce okularu

Istnieją również mikroskopy elektronowe, w których wykorzystujemy falowe własności cząstek.

Dzięki tym mikroskopom możemy oglądać wirusy i struktury atomowe.

Teleskopy to układy soczewek i zwierciadeł, które służą do powiększania kąta widzenia bardzo

odległych przedmiotów. Dzięki nim m. in. możliwe jest badanie otaczającego nas wszechświata.

Aparat fotograficzny ma swój pierwowzór już w starożytności. Pierwowzór aparatu

fotograficznego nosił nazwę camera obscura. W 1519 Leonardo da Vinci wprowadził do tego

aparatu soczewkę. W 1821 doszło do zbudowania pierwszego obiektywu pozbawionego wady

zwanej aberracją chromatyczną i sferyczną. Materiałem budulcowym soczewki skupiającej było

szkło kronowe, a rozpraszającej szkło flintowe. Zastosowanie takiego układu soczewek pozwoliło

na uzyskiwanie dużo ostrzejszego obrazu. Dzisiejszy aparat składa się z: obiektywu

fotograficznego, migawki. korpusu światłoszczelnego, mechanizmu przesuwającego błonę

fotograficzną, układu celowniczego. W zależności od technologii aparaty dzieli się na klasyczne

oraz cyfrowe. Niezależnie od typu aparatu musi on być wyposażony w element zwany obiektywem.

Jest to rodzaj układu optycznego w skład którego wchodzi jedna lub kilka soczewek. Obiektyw

kierujący skupioną wiązkę promieni świetlnych oraz film są to elementy niezbędne do naświetlenia

kliszy i w efekcie do powstania negatywu. Film fotograficzny na całej długości pokryty jest emulsją

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: