O primjeni optike
Koje optičke instrumente svakodnevno koristite? Gdje sve prepoznajete upotrebu geometrijske optike?
Koje optičke instrumente svakodnevno koristite?
Gdje sve prepoznajete upotrebu geometrijske optike?
U prethodnim jedinicama upoznali ste geometrijsku optiku i primjere optičkih pojava. Geometrijska optika objašnjava svakodnevnu primjenu zakona geometrijske optike na različitim instrumentima i pomagalima. Primjenu imamo u radu oka, teleskopa, mikroskopa, dalekozora, objektiva fotoaparata i ostalim uređajima.
Geometrijska optika objašnjava svakodnevnu primjenu zakona geometrijske optike na različitim instrumentima i pomagalima.
Primjenu imamo u radu:
oka, teleskopa, mikroskopa, dalekozora, objektiva fotoaparata i ostalim uređajima.
Oko
Oko je organ i optički instrument kojeg koristimo svakodnevno. Prema građi oka, do loma svjetlosti dolazi na rožnici i dvjema plohama leće. Na mrežnici oka nastaje slika predmeta koja je realna i obrnuta.
Oko je organ i optički instrument.
Koristimo ga svakodnevno.
Prema građi oka do loma svjetlosti dolazi na:
- rožnici
- dvjema plohama leće.
Na mrežnici oka nastaje slika predmeta.
Slika je realna i obrnuta.
Mrežnica je građena od nakupina stanica osjetljivih na svjetlo, koje se zovu čunjići i štapići. Iz njih se električni impulsi očnim živcem prenose u mozak gdje nastaje osjet vida.
Leća mijenja svoju žarišnu daljinu stezanjem mišića s kojima je povezana. Na taj način se oko prilagođava, akomodira, različitim udaljenostima predmeta kako bi slika nastala na mrežnici.
Na mrežnici oka nalazi se žuta pjega ili makula koja predstavlja područje najoštrijeg vida. To je područje veličine oko 5 mm.
Mrežnica je građena od nakupina stanica osjetljivih na svjetlo.
Oni se zovu čunjići i štapići.
Iz njih se električni impulsi očnim živcem prenose u mozak.
I mozgu nastaje osjet vida.
Leća mijenja svoju žarišnu daljinu stezanjem mišića s kojima je povezana.
Na taj način se oko prilagođava, akomodira, različitim udaljenostima predmeta.
Tako slika nastaje na mrežnici.
Na mrežnici oka se nalazi žuta pjega ili makula.
Ona koja predstavlja područje najoštrijeg vida.
To je područje veličine oko 5 mm.
Najbliži položaj predmeta, a da oko dobro vidi, zove se bliska točka ili daljina jasnog vida d, te iznosi otprilike 25 cm. Oko je osjetljivo na vidljivi dio elektromagnetskog spektra (400 - 750 nm), a najveća osjetljivost je na 550 nm.
Daleka točka je položaj predmeta kod kojeg nastaje slika na mrežnici, a oko nije napregnuto. Ta je točka u beskonačnosti. Zato nas opušta gledanje udaljenih krajolika.
Moć razlučivanja oka je sposobnost da se dva bliska točkasta izvora vide kao odvojene slike. To se događa ako svaka slika nastaje na zasebnom čunjiću. Normalno oko razaznaje na udaljenosti jasnog vida dvije točke razmaknute za 0,1 mm.
Najbliži položaj predmeta u kojem oko dobro vidi zove se bliska točka ili daljina jasnog vida d.
Iznosi otprilike 25 cm.
Oko je osjetljivo na vidljivi dio elektromagnetskog spektra (400 - 750 nm).
Najveća osjetljivost je na 550 nm.
Daleka točka je položaj predmeta kod kojeg nastaje slika na mrežnici, a oko nije napregnuto.
Ta je točka u beskonačnosti.
Zato nas opušta gledanje udaljenih krajolika.
Moć razlučivanja oka je sposobnost da se dva bliska točkasta izvora vide kao odvojene slike.
To se događa ako svaka slika nastaje na zasebnom čunjiću.
Normalno oko razaznaje na udaljenosti jasnog vida dvije točke razmaknute za 0,1 mm.
Anomalije oka
Kod normalnog oka slika nastaje na mrežnici oka. Različita stanja uzrokuju nepravilno stvaranje slike i time oslabljen vid oka.
Najčešće anomalije oka su kratkovidnost, dalekovidnost i astigmatizam.
Ako slika ne nastaje na mrežnici, potrebno je korigirati vid pomoću kontaktnih leća ili naočala. Pogledajmo slučaj dalekovidnosti, kratkovidnosti i astigmatizma.
Kod normalnog oka slika nastaje na mrežnici oka.
Različita stanja uzrokuju nepravilno stvaranje slike i time oslabljen vid oka.
Najčešće anomalije oka su kratkovidnost, dalekovidnost i astigmatizam.
Ako slika ne nastaje na mrežnici, potrebno je korigirati vid pomoću kontaktnih leća ili naočala.
Pogledajmo slučaj dalekovidnosti, kratkovidnosti i astigmatizma.
Mikroskop
Mikroskop je optički instrument koji daje uvećanu, virtualnu sliku malog predmeta.
Svjetlosni mikroskop se sastoji od dva sustava konvergentnih leća koje zovemo objektiv i okular.
Predmet se nalazi ispred objektiva koji stvara sliku unutar žarišne duljine okulara. Ta slika postaje predmet za okular koji zatim stvara konačnu sliku koja je povećana, obrnuta i virtualna.
Nastanak slike u mikroskopu prikazan je na sljedećoj ilustraciji.
Mikroskop je optički instrument.
On daje uvećanu, virtualnu sliku malog predmeta.
Svjetlosni mikroskop se sastoji od dva sustava konvergentnih leća koje zovemo objektiv i okular.
Predmet se nalazi ispred objektiva.
Objektiv stvara sliku unutar žarišne duljine okulara.
Ta slika postaje predmet za okular.
Okular zatim stvara konačnu sliku.
Slika je povećana, obrnuta i virtualna.
Nastanak slike u mikroskopu prikazan je na sljedećoj ilustraciji.
Linearno povećanje mikroskopa je produkt povećanja objektiva m1 i okulara m2.
[latex]m=m_{ob}\cdot m_{ok}[/latex]
[latex]m=({-\frac{b_1}{a_1}})\cdot ({-\frac{b_2}{a_2}})[/latex]
Linearno povećanje mikroskopa je produkt povećanja objektiva m1 i okulara m2.
[latex]m=m_{ob}\cdot m_{ok}[/latex]
[latex]m=({-\frac{b_1}{a_1}})\cdot ({-\frac{b_2}{a_2}})[/latex]
Osim svjetlosnog mikroskopa postoji i elektronski mikroskop.
Elektronski mikroskop je optički instrument koji pomoću elektrona povećava sliku sitnih predmeta uz povećanje koje je znatno veće od povećanja pri uporabi običnoga mikroskopa. Pomoću elektronskog mikroskopa dobivamo uvid u mikrostrukturu tvari. Principi rada elektronskog mikroskopa ulaze u područje atomske i kvantne fizike s kojima se susrećete u sljedećem razredu.
Osim svjetlosnog mikroskopa postoji i elektronski mikroskop.
Elektronski mikroskop je optički instrument koji pomoću elektrona povećava sliku sitnih predmeta.
Njegovo povećanje je znatno veće od povećanja pri uporabi običnoga mikroskopa.
Pomoću elektronskog mikroskopa dobivamo uvid u mikrostrukturu tvari.
Principi rada elektronskog mikroskopa ulaze u područje atomske i kvantne fizike s kojima se susrećete u sljedećem razredu.
Teleskop
Teleskop je optički instrument koji prividno približava udaljeni objekt, tj. sliku udaljenog predmeta vidimo pod većim vidnim kutom (slika je umanjena). On omogućava da razlučujemo točke koje prostim okom ne vidimo kao razdvojene.
Astronomski teleskop
Astronomski teleskop je refraktorski teleskop koji se sastoji od leća te propušta i lomi svjetlost. Kao i mikroskop, sastoji se od objektiva i okulara.
Žarišne duljine okulara i objektiva se poklapaju, a predmet se nalazi na beskonačno velikoj udaljenosti od objektiva. Objektiv daje sliku u žarištu okulara kojem je ona predmet.
Teleskop je optički instrument koji prividno približava udaljeni objekt.
Sliku udaljenog predmeta vidimo pod većim vidnim kutom (slika je umanjena).
On omogućava da razlučujemo točke koje prostim okom ne vidimo kao razdvojene.
Astronomski teleskop
Astronomski teleskop je refraktorski teleskop.
Sastoji se od leća.
Propušta i lomi svjetlost.
Sastoji se od objektiva i okulara.
Žarišne duljine okulara i objektiva se poklapaju.
Predmet se nalazi na beskonačno velikoj udaljenosti od objektiva.
Objektiv daje sliku u žarištu okulara kojem je ona predmet.
Kvaliteta dobivene slike ovisi o povećanju, ali i zbog čega je bitan promjer objektiva.
Povećanje teleskopa možemo izraziti preko žarišnih duljina objektiva [latex]f_{ob}[/latex] i okulara [latex]f_{ok}[/latex]:
[latex]m=\frac{f_{ob}}{f_{ok}}[/latex]
Kako bi povećanje bilo veće, objektiv treba imati što veću žarišnu duljinu, a okular što manju. Duljina teleskopa je zbroj žarišnih duljina okulara i objektiva:
[latex]L=f_{ob}+f_{ok}[/latex]
Kutno povećanje je omjer tangensa kuta pod kojim dolazi svjetlost na objektiv [latex]\alpha [/latex] i tangensa kuta pod kojim oko vidi predmet kroz okular [latex]\beta [/latex]
[latex]M=\frac{\tg\alpha }{\tg\beta }[/latex]
Kvaliteta dobivene slike ovisi o:
- povećanju
- svjetlosnoj moći teleskopa (bitan promjer objektiva).
Povećanje teleskopa možemo izraziti preko žarišnih duljina objektiva [latex]f_{ob}[/latex] i okulara [latex]f_{ok}[/latex]:
[latex]m=\frac{f_{ob}}{f_{ok}}[/latex]
Kako bi povećanje bilo veće:
- objektiv treba imati što veću žarišnu duljinu
- okular treba imati što manju žarišnu duljinu.
Duljina teleskopa je zbroj žarišnih duljina okulara i objektiva :
[latex]L=f_{ob}+f_{ok}[/latex]
Kutno povećanje je omjer
- tangensa kuta pod kojim dolazi svjetlost na objektiv [latex]\alpha [/latex]
- tangensa kuta pod kojim oko vidi predmet kroz okular [latex]\beta [/latex]
[latex]M=\frac{\tg\alpha }{\tg\beta }[/latex]
Newtonov teleskop
Newtonov teleskop je reflektorski teleskop, dakle ima zrcalo koje odbija svjetlost i fokusira.
Sastoji se od paraboličnog zrcala koje služi kao objektiv. Slika se pomoću ravnog zrcala usmjerava na konvergentnu leću (okular) koji daje realnu sliku.
Newtonov teleskop
Newtonov teleskop je reflektroski teleskop.
Ima zrcalo koje odbija svjetlost i fokusira.
Sastoji se od paraboličnog zrcala.
Ono služi kao objektiv.
Slika se pomoću ravnog zrcala usmjerava na konvergentnu leću (okular).
Ona daje realnu sliku.
Sažetak
Oko je optički sustav koji daje realnu, obrnutu i umanjenu sliku.
Makula ili žuta pjega je mjesto na mrežnici gdje nastaje jasna slika predmeta.
Dalekovidnost oka korigiramo divergentnim lećama, a kratkovidnost konvergentnim lećama.
Mikroskop je optički sustav koji realne i male predmete prikazuje kao uvećane virtualne slike.
Teleskop je optički sustav koji za povećanje beskonačno udaljenog predmeta koristi leće ili sferna zrcala.
Oko je optički sustav koji daje realnu, obrnutu i umanjenu sliku.
Makula ili žuta pjega je mjesto na mrežnici gdje nastaje jasna slika predmeta.
Dalekovidnost oka korigiramo divergentnim lećama.
Kratkovidnost oka korigiramo konvergentnim lećama.
Mikroskop je optički sustav koji realne i male predmete prikazuje kao uvećane virtualne slike.
Teleskop je optički sustav koji za povećanje beskonačno udaljenog predmeta koristi leće ili sferna zrcala.