19. Zobrazování optickými soustavami

Světlo Charakteristika paprskové optiky – založena na přímočarém šíření světla a nezávislosti chodu světelných paprsků, nebere v potaz vlnovou povahu světla Přímočaré šíření světla – směr šíření světla udává paprsek (kolmice k vlnoploše) – světlo se ve stejnorodém prostředí šíří přímočaře Princip nezávislosti chodu paprsků – z každého bodu zdroje světla vychází všemi směry paprsky, které se navzájem protínají. Přitom se však neovlivňují a postupují prostředím nezávisle jeden na druhém.

Odraz a lom světla Odraz světla – náčrt – zákon odrazu světla (úhel dopadu a´se rovná úhlu dopadu a. Odražený paprsek leží v rovině dopadu) Úhel odrazu nezávisí na frekvenci světla Lom světla – charakteristika (nastává na rovinném rozhraní 2 opt. prostředí – náčrt) – lom ke kolmici (náčrt) – lom od kolmice (náčrt) – index lomu (definice, jednotka …) – zákon lomu světla pomocí rychlostí a pomocí indexů světla: sina/sinb = v1/v2 = n2/n1 – úplný odraz světla, disperze světla

Zobrazování zrcadly Zobrazení rovinným zrcadlem – odraz světla – náčrt vzniku obrazu Vlastnosti obrazu: stejně velký, vzpřímený, zdánlivý – vzniká v zrcadle, stranově převrácený)

Zobrazování kulovými zrcadly Rozdělení zrcadel: dutá a vypuklá, Popis zobrazení kulovým zrcadlem – náčrt (střed křivosti, vrchol zrcadla, poloměr křivosti, opt. osa, paraxiální prostor, ohnisko, ohn. vzdálenost) Duté zrcadlo – zobrazení 3 významnými paprsky – skutečné ohnisko – vlastnosti obrazu závisí na poloze předmětu (vytváří někdy zvětšené a skutečné obrazy) Vypuklé zrcadlo – zobrazení 3 významnými paprsky – neskutečné (zdánlivé) ohnisko – vlastnosti obrazu: vždy zmenšený, vzpřímený, zdánlivý

Zobrazovací rovnice kulového zrcadla   Popis rovnice: a, a´, f, r , vztah mezi f a r Znaménková konvence – a, a´ mají v prostoru vlevo před zrcadlem kladnou hodnotu. Poloha obrazu a´za zrcadlem vpravo má zápornou hodnotu. a´>0 – skutečný, a´< 0 zdánlivý Příčné zvětšení – Z > 0 vzpřímený, Z < 0 převrácený obraz  

Zobrazování čočkami Charakteristika – tělesa vybroušená ze skla – rozdělení (spojky, rozptylky), ploské… – využívají lom světla Popis zobrazení tenkou čočkou – náčrt (optický střed čočky, předmětový a obrazový prostor, obrazové F´a předmětové F ohnisko, předmětová f a obrazová f´ohnisková vzdálenost,, opt. osa, paraxiální prostor) Znaménková konvence – vypuklé plochy mají ohniskovou vzdálenost kladnou, předmětové i obrazové ohnisko je skutečné – duté plochy mají ohniskovou vzdálenost zápornou, ohniska jsou zdánlivá Optická mohutnost: j = 1/f , jednotka D = m-1, spojky +D, rozptylky -D

Zobrazování čočkami Spojka – zobrazení 3 významnými paprsky – vlastnosti obrazu závisí na poloze předmětu (vytváří někdy zvětšené a skutečné obrazy) Rozptylka – zobrazení 3 významnými paprsky – vlastnosti obrazu: vždy zmenšený, vzpřímený, zdánlivý

Zobrazovací rovnice čočky   Popis rovnice: a, a´, f, r , vztah mezi f a r Znaménková konvence – a je kladná před čočkou (předmět. prostor) a záporná v za čočkou (obrazový) a´> 0 – v obrazovém prostoru, a´< 0 zdánlivý v předmětovém Příčné zvětšení – Z > 0 vzpřímený, Z < 0 převrácený obraz  

Oko Popis oka – spojná opt. soustava, – čočka, sklivec, sítnice – obraz vzniká na sítnici – obraz je zmenšený, skutečný, převrácený – daleký a blízký bod – akomodace oka – konvenční zraková vzdálenost 25 cm – krátkozrakost (obraz před sítnicí – rozptylky) – dalekozrakost (obraz za sítnicí – spojky)

Subjektivní optické přístroje Lupa – spojka s malou ohniskovou vzdáleností (zvětšuje asi 6x) Mikroskop – zvětšuje zorný úhel při pozorování velmi malých předmětů – objektiv (u pozorovaného objektu) - spojka – okulár (u oka) – spojka Dalekohled – zvětšuje zorný úhel při pozorování velmi vzdálených objektů – Keplerův (objektiv i okulár spojky) – převrácený obraz (v astronomii) – Galileiův (objektiv spojka, okulár rozptylka) – triedr (optické hranoly převrací obraz) - reflektor – místo čoček má duté zrcadlo