10. Koherence 10.1. Časová koherence

Prezentace na téma: "10. Koherence 10.1. Časová koherence"— Transkript prezentace:

1 10. Koherence 10.1. Časová koherence 10.2. Souvislost časově proměnného signálu se spektrální závislostí 10.3. Interference nemonochromatického záření 10.4. Fourierova spektroskopie 10.5. Prostorová koherence

2 . Spektrální složení světla ve tvaru Gaussovy křivky a obálka stupně koherence

3 Stupeň koherence γ(τ) pro podmínky jako v předcházejícím obr.
-5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 x 10 -14 t (s) . D w =6.23e13 =3.75e14 =1.29e15 Stupeň koherence γ(τ) pro podmínky jako v předcházejícím obr.

4 Youngův pokus – bodový zdroj mimo optickou osu
h D y θ P hθ hθ´ θ´ Youngův pokus – bodový zdroj mimo optickou osu

5 Youngův pokus – dva bodové zdroje vzdálené o délku d
θ P θ1 θ2 S2´ d L Δθ Youngův pokus – dva bodové zdroje vzdálené o délku d

6 Youngův pokus – plošný zdroj světla
θ P θ´ Δθ Youngův pokus – plošný zdroj světla

7 Obálka stupně prostorové koherence a viditelnost V pro plošný zdroj
-20 -15 -10 -5 5 10 15 20 -0.5 0.5 1 kh D q /2 g 0.2 0.4 0.6 0.8 V =.1rad l =550nm p - Obálka stupně prostorové koherence a viditelnost V pro plošný zdroj

8 Obálka stupně prostorové koherence a viditelnost zdroje ve tvaru disku
-20 -15 -10 -5 5 10 15 20 -0.5 0.5 1 kh D q /2 g 0.2 0.4 0.6 0.8 V =.1rad l =550nm -1.22π 1.22π Obálka stupně prostorové koherence a viditelnost zdroje ve tvaru disku

9 Dvě varianty Michelsonova hvězdářského interferometru
P Dvě varianty Michelsonova hvězdářského interferometru

10 11. Zobrazování 11.1. Matematická formulace 11.2. Vznik obrazu 11.3. Ideální zobrazení 11.4. Přibližné zobrazení 11.5. Aberace paprsků 11.6. Šíření paprsků 11.7. Gaussova aproximace 11.8. Vznik obrazu lámavou plochou 11.9. Vznik obrazu odrazem Tenká čočka Tlustá čočka Maticová metoda v Gaussově optice Obecný systém Vznik obrazu Světelnost optické soustavy Aberace čoček Optické přístroje Holografie

11 Vznik reálného (P2) a virtuálního obrazu (P2´) bodu (P1)
Q´ P2´ P2 Q´´ P1Q´P2= P1Q´´P2=… P1Q´P2´= P1Q´´P2´=… Vznik reálného (P2) a virtuálního obrazu (P2´) bodu (P1)

12 Reálné Cartesiovy plochy na odraz v případě rotačního elipsoidu,
paraboloid hyperboloid n1 n2 Q l=n1P1Q+ n2P2Q=konst. l=n1P1Q+ n2P2 ´Q=konst. Reálné Cartesiovy plochy na odraz v případě rotačního elipsoidu, paraboloidu a hyperboloidu. Fiktivní Cartesiovy plochy na průchod pro reálný a virtuální obraz

13 Přibližné zobrazení na odraz
Q´ Q 2δ Přibližné zobrazení na odraz

14 Zobrazení jedinou sférickou plochou
ε ρ η A1 V Zobrazení jedinou sférickou plochou

15 Aberace sférické plochy
n n´ A2 C R A0 A´2 ε ρ η A*2 -ΔD12 Δx V Aberace sférické plochy

16 Šíření paprsku mezi sférickými plochami

17 Lom a odraz na sférické ploše
φ q nτ n´ n pq n´τ´ nτ´ Lom a odraz na sférické ploše

18 Chod paprsků sférickou plochou a dohodnuté značení
n´i y x Ri qi Ai-1 A´i Ai A´i+1 si s´i+1 s´i Si O S q konvexní, R>0 konkávní, R<0 směr světla si-1 Vi Chod paprsků sférickou plochou a dohodnuté značení

19 Průchod světla sférickou konvexní
a konkávní plochou- transformace A0 do A2

20 Definice obrazového ohniska f´1 a předmětového f1
konkávní konvexní Definice obrazového ohniska f´1 a předmětového f1 pro konvexní a konkávní plochy

21 Definice příčného a úhlového zvětšení
x0 x2 Δα0 Δα2 Definice příčného a úhlového zvětšení

22 Konstrukce obrazu při průchodu světla konvexní a konkávní plochou
f f´ D01 D12 n n´ 1 2 F´ F Konstrukce obrazu při průchodu světla konvexní a konkávní plochou

23 Chod paprsků a konstrukce obrazu odrazem na konkávní
x0 x2 D12 D01 konkávní 4 S F V 2 1 3 konvexní Chod paprsků a konstrukce obrazu odrazem na konkávní a konvexní ploše. (F je ohnisko, S střed křivosti sférické plochy)

24 Dvě sférické plochy, přechod k tenké čočce
| n n´ S1 n´´ S´1 S2 S´2 Dvě sférické plochy, přechod k tenké čočce

25 Zobrazení tenkou spojkou a tenkou rozptylkou
| S S´ F´ F x x´ 3 2 1 Zobrazení tenkou spojkou a tenkou rozptylkou

26 Zobrazení dvěmi tenkými spojkami
F1 F2 F´2 F´1 S1 S´1 S2 S´2 V1 V2 x1 x´2 x´1=x2 3 2 1 s1 s2 d Zobrazení dvěmi tenkými spojkami

27 Definice obrazové H´ a předmětové H hlavní roviny pro tlustou čočku

28 Zobrazení tlustou čočkou nahrazenou hlavními rovinami
F F´ X´ X f f´ x x´ 1 2 3 Zobrazení tlustou čočkou nahrazenou hlavními rovinami

29 Nahrazení obecného optického systému hlavními rovinami
D´ D n´ n Nahrazení obecného optického systému hlavními rovinami

30 Vznik obrazu u soustavy s hlavními rovinami

31 Svazek světla je omezen aperturní clonou C
ω Svazek světla je omezen aperturní clonou C

32 Světelnost určuje aperturní clona C a vymezuje zorný úhel,
ω C´ C´´ 1 2 Světelnost určuje aperturní clona C a vymezuje zorný úhel, C´ a C´´ jsou vstupní a výstupní pupily, paprsek 2 je krajní

33 lt 1 L P´ ll 2 P Otvorová vada spojky

34 Y0 Y Y´0 předmět obraz „poduška“ „soudek“ Zkreslení

35 Astigmatismus a zklenutí (čárkovaně-hlavní paprsek)
Y´t Y Y´0 řezy: Y´s předmět: obraz: Astigmatismus a zklenutí (čárkovaně-hlavní paprsek)

36 Y´t Y Y´s předmět: obraz: Koma

37 Barevná vada podélná (lcl) a příčná (lct).
3 2 1 1-bílé světlo 2-fialová (400nm) 3-červená(700nm) lct lcl Barevná vada podélná (lcl) a příčná (lct).

38 Pozorování předmětu x lupou
F´ S F θ x S´ f x´ Pozorování předmětu x lupou

39 x´ f1 okulár objektiv x´´ x θ f2 Schéma mikroskopu

40 x f2 f1 ∞ x´´ x´ θ Schéma dalekohledu

41 Záznam 3dm předmětu na fotografickou desku – vznik hologramu
odražená vlna ER 3dm předmět zrcadlo hologram referenční vlna Er prostor interference Záznam 3dm předmětu na fotografickou desku – vznik hologramu

42 Rekonstrukce virtuálního a reálného obrazu
vlna E1 (referenční) 3dm virtuální obraz zrcadlo hologram referenční vlna Er 3dm reálný obraz vlna E2 (virtuální obraz) vlna E3 (reálný obraz) oko Rekonstrukce virtuálního a reálného obrazu

43 Chod paprsků v případě bodového předmětu,
2k1-k2 2k1 O´ Chod paprsků v případě bodového předmětu, vznik reálného obrazu O a virtuálního O´

44 12. Radiometrie a fotometrie
12.1. Základní optické schéma 12.2. Zdroj světla 12.3. Objekt a prostředí 12.4. Detektory světla 12.5. Radiometrie 12.6. Fotometrie 12.7. Oko 12.8. Měření barev

45 Základní optické schéma – experiment
zdroj - žárovka objekt - kniha detektor-oko Základní optické schéma – experiment

46 Energiové schéma vzniku fotonu
elektron Energiové schéma vzniku fotonu

47 Energiové schéma vnitřního fotoefektu
foton elektron Energiové schéma vnitřního fotoefektu

48 Bodový a plošný zdroj světla
dA L I θ dΩ Bodový a plošný zdroj světla

49 Řez okem (převzato: http://fyzika.gbn.cz/phprs/image/fyzika/optika/)

50 . Spektrální citlivost oka (podle: www.yorku.ca/eye/photopik.gif)

51 Purkyňův jev (podle: lectures/humaneye/purkinje.jpg

52 Spektrální citlivost čípků lidského oka (podle:

53 Zobrazování okem (l-konvenční zraková vzdálenost,
brýle oko P∞ P´b P´ Pl l p sítnice Zobrazování okem (l-konvenční zraková vzdálenost, p-interval schopnosti zdravého oka měnit ohniskovou vzdálenost, P´ obraz nekonečně vzdáleného předmětu bez brýlí, P´b s brýlemi)

54 (podle: http://www.paladix.cz/clanky/img.php?ido=14015)
Normované vjemy čípků standardního kolorimetrického pozorovatele CIE 1931. (podle:

55 Chromatický diagram (CIE 1931) zachycující křivku čistých spektrálních
barev(podle:

56 Barevný chromatický diagram (CIE 1931) (podle:

57