OKO

Proč nevidíme v UV? Tvrdší záření s vyšší energií (UV, RTG, ...) by trvale poškodilo tkáň (viz dále: zachycení světla barevnými pigmenty – rhodopsin) Je problém vytvořit optickou soustavu, která zobrazuje tvrdší záření – neexistuje materiál, který by dobře lámal UV záření a byl by tedy vhodný pro čočku (nenajdeme materiály s rozumným indexem lomu) Více se projevují částicové vlastnosti světla Hmyz ale částečně vnímá UV záření – dáno jiným principem oka, složené oko vidí jinak a UV záření jej nepoškodí

Proč nevidíme v IR? Pro měkčí záření (IR, mikrovlny, ...) jiné problémy V oblasti IR záření září samotné lidské tělo – rušilo by detektor (oko) IR záření se snadněji ohýbá (více se projevují vlnové vlastnosti – difrakce, interference) bod se díky difrakci vždy zobrazí trochu „rozmazaně“ jako ploška o průměru d,

Stavba lidského oka Oko má přibližně kulovitý tvar Z fyzikálního hlediska jsou v oku důležité tyto části: Rohovka má vyklenutý tvar a zakřivuje světelné paprsky. Duhovka má tvar kruhového terčíku s otvorem (zornicí) uprostřed. Omezuje množství světla vstupujícího do oka, je pigmentovaná, aby nepropouštěla světlo. Řasnaté tělísko je svalová tkáň, na které je zavěšena čočka. Změnou napětí může měnit zakřivení a tím i ohniskovou vzdálenost čočky. Čočka láme paprsky tak, aby se vytvořil ostrý obraz na sítnici.

Stavba lidského oka Sítnice je světlocitlivá vrstva na vnitřní straně oka, obsahuje čípky a tyčinky – buňky citlivé na světlo. Slepá skvrna je místo na sítnici, kde z oka vychází zrakový nerv. Nejsou zde žádné světlocitlivé buňky. Žlutá skvrna je místo na sítnici s největší hustotou světlocitlivých buněk a nejostřejším viděním. Obsahuje jen čípky. Tyčinky jsou černobílé, hodně citlivé, je jich v oku asi 130 milionů. Nejsou ve žluté skvrně. Čípky jsou méně citlivé než tyčinky, ale rozlišují červenou, zelenou a modrou barvu (3 druhy čípků, 3 barvy). V oku jich je asi 7 milionů.

Čočka Základní část zobrazovacího aparátu Na lámání paprsků se ale podílí i ostatní části – rohovka a sklivec. Nemá přesně kruhový tvar, zakřivení není všude stejné a může se měnit (akomodace) Také index lomu není všude stejný, ale spojitě se mění Tyto vlastnosti přispívají k odstranění zobrazovacích vad Mít čočku s proměnlivým indexem lomu je sen konstruktérů optických přístrojů Ohnisková dálka je asi f = 10 cm

Ostré vidění Zorné pole jednoho oka je 130° ve vertikálním a 160°–164° v horizontálním směru (od -60°do +104° je to dáno nosem a očnicí) Při binokulárním vidění (při pohledu oběma očima) je zorné pole od -104° do +104° Ostře ale vidíme asi jen 2% celého zorného pole Oko má velkou periferní citlivost a je schopno rychle přeostřovat Pokud periferně zaznamenáme pohyb (nebezpečí), oko rychle přeostří – předmět se posune do oblasti, kde vidíme nejostřeji (žlutá skvrna)

Barevné vidění Jednotlivé barvy tedy vnímáme jako složení barevných vjemů ze tří druhů buněk Barevnost předmětů je tedy dána tím, jaké vlnové délky vyzařuje (a tedy jaké pohlcuje a jaké odráží) Oko není schopno rozlišit od sebe čisté barvy duhy a barvy získané skládáním např. žlutou můžeme získat čistou ze spektra bílého světla nebo smícháním červené a zelené oko nerozezná rozdíl

Jak vnímá mozek? Zrakový vjem je interpretován na základě předchozích zkušeností Mozek někdy dokresluje chybějící tvary Svou roli hraje paměť a prostorové vnímání Na interpretaci je založeno množství klamů (zejména prostorových a barevných)

Únava fotoreceptorů pokud delší dobu sledujeme plochu s jednou barvou, čípky reagující na tuto barvu se unaví ostatní čípky nejsou vytíženy přesunutím pohledu na bílou plochu reagují nejvíce „odpočaté“ čípky

Opět únava buněk R

A ještě jednou

Co vidíte v tomto obrázku?

Kuk!

A teď?

Kolik má doopravdy nohou?

Zorný úhel

nejmenší vzdálenost, na kterou je oko schopno zaostřit, nazýváme blízký bod největší vzdálenost pak nazýváme vzdálený bod vzdálenost, na kterou oko dokáže delší dobu pozorovat předměty s nejmenší námahou, se nazývá konvenční zraková vzdálenost a je dohodou stanovena na 25 cm

Mění se ohnisková vzdálenost čočky, slouží k zaostřování Akomodace oka Mění se ohnisková vzdálenost čočky, slouží k zaostřování

Vady oka krátkozraké oko dalekozraké oko (rozptylka) (spojka)

Další vady Astigmatismus Zákal Tunelové vidění Vetchozrakost Barvoslepost …

LUPA slouží k zvětšení zorného úhlu úhlové zvětšení dosahuje hodnoty max. 6 větší zvětšení se dosahuje pomocí soustav čoček

LUPA

LUPA

MIKROSKOP centrovaná optická soustava složená z objektivu (blíže k předmětu) a okuláru (blíže k oku) slouží k zvětšení velmi malého zorného úhlu úhlové zvětšení dosahuje hodnoty 1000 - 2000

MIKROSKOP

MIKROSKOP Objektiv Okulár spojka s vhodnou ohniskovou vzdáleností tak, aby obraz, který vytvoří byl skutečný, převrácený a zvětšený Okulár spojka s ohniskovou vzdáleností menší než zraková konvenční vzdálenost s funkci lupy, kterou pozorujeme obraz vytvořený objektivem f1 – ohnisková vzdálenost objektivu f2 – ohnisková vzdálenost okuláru f1 << f2

MIKROSKOP

Dalekohledy Čočkové (refraktory) Použijeme-li jako okulár spojku, dostaneme Keplerův neboli hvězdářský dalekohled. Je-li okulárem rozptylka, mluvíme o Galileovu neboli holandském dalekohledu. Objektivem je vždy spojka o velké ohniskové vzdálenosti Okulárem je čočka o malé ohniskové vzdálenosti.

Dalekohledy Zrcadlové (reflektory)

Dalekohledy Zrcadlové (reflektory)

největší refraktor (1897, Yerkes Observatory, Chicago)

Keplerův dalekohled vytváří převrácené obrazy. fobj foku  ´

Galileův dalekohled vytváří vzpřímené obrazy. fobj foku ´ 

Dalekohledy triedr

Promítač diapozitivů

zpětný projektor (meotar)

Epiprojektor (epidiaskop)