Zobrazení rovinným zrcadlem

Prezentace na téma: "Zobrazení rovinným zrcadlem"— Transkript prezentace:

1 Zobrazení rovinným zrcadlem
Úhel dopadu = úhel odrazu Nedochází k disperzi – úhel odrazu je stejný pro všechny vlnové délky  1 2 předmět obraz a1 a2

2 Zobrazení rovinným zrcadlem
Zdánlivý (neskutečný) obraz, který nelze zachytit na stínítku Vzpřímený, stejně velký obraz, souměrný podle roviny zrcadla  stranově převrácený  1 2 a1 a2

3 Lom světla na rovinném rozhraní
Při přechodu z opticky řidšího prostředí do opticky hustšího prostředí (n1<n2) dochází k lomu ke kolmici částečný odraz 1=44,4 1 nvzduch =1,0 nvoda =1,33 nsklo =1,5-1,6 řidší n1=1,0 2=30 hustší n2=1,4

4 Lom světla na rovinném rozhraní
Při přechodu z opticky hustšího prostředí do opticky řidšího prostředí (n1>n2) dochází k lomu od kolmice 1=30 částečný odraz 1 hustší n1=1,4 řidší 2=44,4 n2=1,0

5 Úplný odraz Mezní úhel lomu: 2 = 90 při přechodu z opticky hustšího prostředí do opticky řidšího prostředí (n1 > n2); 1m=45,6 úplný odraz částečný odraz Při úhlu dopadu větším než je mezní úhel, 1 > 1m dochází k úplnému odrazu hustší n1=1,4 n2=1,0 řidší 2=90

6 Úplný odraz Odrazné hranoly
Mění směr průchodu paprsků bez ztráty intenzity (kromě zeslabení průchodem prostředí)

7 Úplný odraz Vláknové vlnovody
Úhel dopadu je téměř 90 (závisí na prohnutí vlákna)  úplný odraz nastává i při malém rozdílu indexů lomu ‘bezztrátový’ přenos světelné energie (informace) na dlouhé vzdálenosti

8 Disperze světla Úhel lomu závisí na indexech lomu, které závisejí na vlnové délce Normální disperze – rychlost světla klesá s frekvencí  index lomu roste s frekvencí fialové světlo se láme více nf > nč n1 > n2 n1 < n2 1 1 řidší hustší hustší řidší 2 2

9 Čočky Spojná (spojka) Nejširší uprostřed Převádí rovnoběžný
svazek paprsků na sbíhavý Paprsek jdoucí středem nemění směr obrazové ohnisko F´ F předmětové ohnisko

10 Čočky Rozptylná (rozptylka) Nejširší u krajů Převádí rovnoběžný
svazek paprsků na rozbíhavý F´ obrazové ohnisko předmětové ohnisko F

11 Čočky – základní pojmy Předmětový prostor ... prostor, ze kterého světlo do čočky vstupuje (zleva) Obrazový prostor ... prostor, do kterého světlo po průchodu čočkou vystupuje (doprava) Obrazové ohnisko F´ ... obraz předmětového bodu, který je nekonečně daleko od čočky v předmětovém prostoru U spojky je F´ skutečné, u rozptylky neskutečné obrazové ohnisko F´ F předmětové Předmětové ohnisko F ... bod, jehož obraz leží v obrazovém prostoru v nekonečnu

12 Čočky – základní pojmy f ' f
Ohnisková vzdálenost ... vzdálenost ohnisek od středu čočky Totožná, je-li před i za čočkou prostředí o stejném indexu lomu, f = f ‚ Optická mohutnost Převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti Jednotkou dioptrie D, m-1 obrazové ohnisko F´ f ' F předmětové ohnisko f

13 Čočky – základní pojmy a ' a
Předmětová vzdálenost a ... vzdálenost obrazu A od středu čočky Kladná v předmětovém prostoru (před čočkou), záporná v obrazovém prostoru Obrazová vzdálenost a' ... vzdálenost obrazu A' od středu čočky Kladná v obrazovém prostoru (za čočkou), záporná v předmětovém prostoru a ' obraz F a předmět F´

14 Zobrazovací rovnice čočky
Udává vztah mezi předmětovou vzdáleností a, obrazovou vzdáleností a' ohniskovou vzdáleností f Příčné zvětšení čočky Udává poměr velikosti (výšky) obrazu ku velikosti předmětu obrazové ohnisko F´ F předmětové y y'

15 Zobrazovací rovnice čočky
Praktické použití znaménkové konvence: Spojka  f > 0, rozptylka  f < 0 Předmětová vzdálenost a > 0 (vždy) Obraz za čočkou  a' > 0, skutečný obraz obraz před čočkou  a' < 0, neskutečný obraz Obraz větší než předmět  |Z| > 1 Obraz převrácený  Z < 0 obrazové ohnisko F´ F předmětové y y'

16 Zobrazení spojnou čočkou I.
 f<a'<2f -1<Z<0 a>2f F´ F Ohnisková vzdálenost i obrazová vzdálenost jsou kladné Obraz je skutečný, převrácený, zmenšený

17 Zobrazení spojnou čočkou I.
 f<a'<2f -1<Z<0 a>2f F´ F Jak se zobrazí předmět ve vzdálenosti a = 80 cm čočkou o optické mohutnosti  = 3 D ?

18 Zobrazení spojnou čočkou II.
a = 2f a' <= 2f Z = -1 F´ F Ohnisková vzdálenost i obrazová vzdálenost jsou kladné Obraz je skutečný, převrácený, stejně velký

19 Zobrazení spojnou čočkou II.
a = 2f a' <= 2f Z = -1 F´ F Jak se zobrazí předmět ve vzdálenosti a = 2f čočkou o optické mohutnosti  = 3 D ? Obecně:

20 Zobrazení spojnou čočkou III.
f<a<2f  a'>2f Z<-1 F´ F Ohnisková vzdálenost i obrazová vzdálenost jsou kladné Obraz je skutečný, převrácený, zvětšený

21 Zobrazení spojnou čočkou III.
f<a<2f  a'>2f Z<-1 F´ F Jak se zobrazí předmět ve vzdálenosti a = 50 cm čočkou o optické mohutnosti  = 3 D ?

22 Zobrazení spojnou čočkou IV.
F´ a' <0 Z > 1 a < f F Ohnisková vzdálenost je kladná Obrazová vzdálenost je záporná  neskutečný obraz Obraz je vzpřímený, zvětšený

23 Zobrazení spojnou čočkou IV.
a < f a' <0 Z > 1 Jak se zobrazí předmět ve vzdálenosti a = 20 cm čočkou o optické mohutnosti  = 3 D? F´ F

24 Zobrazení rozptylnou čočkou
f<a'<0 0<Z<1 F F´ Obraz leží vždy mezi obrazovým ohniskem a čočkou Ohnisková vzdálenost i obrazová vzdálenost jsou záporné Obraz je neskutečný, vzpřímený, zmenšený

25 Zobrazení rozptylnou čočkou
f<a'<0 0<Z<1 Jak se zobrazí předmět ve vzdálenosti a = 20 cm čočkou o optické mohutnosti  = -3D? F F´

26 Zobrazovací vady čoček
Paprsková optika platí přesně pro svazky paprsků blízkých optické ose Široké svazky paprsků  otvorová vada Obrazem bodu na optické ose není bod, ale ploška (neostrý kroužek) Barevná vada Index lomu závisí na frekvenci  ohnisková vzdálenost závisí na frekvenci  poloha obrazu závisí na frekvenci  obrazem bodu je barevná ploška