Tema: “Optički uređaji. Optički instrumenti. Izgradnja slike sa objektivom
Sekcija optike, u kojoj se razmatraju zakoni propagacije svetlosti na osnovu koncepta svetlosnih zraka, naziva se geometrijska optika . Under svjetlosne zrake Razume se linije normalne za talasne površine, uz koje se širi tok svetlosne energije. Geometrijska optika, koja ostaje aproksimativni metod snimanja u optičkim sistemima, omogućava da se kroz njih pročitaju glavne pojave povezane sa prolaskom svetlosti, te je stoga osnova teorije optičkih uređaja.
Objektivi oni su prozirna tijela ograničena s dvije površine (jedna od njih je obično sferna, ponekad cilindrična, a druga je sferna ili ravna) refraktorne svjetlosne zrake sposobne za formiranje optičke slike stavke. Materijal za leće su staklo, kvarc, kristali, plastika, itd. Prema vanjskom obliku (sl. 232) sočiva su podijeljena na: 1) bikonveksne; 2) ravna konveksna; 3) bikonkave; 4) ravna konkavna; 5) konveksno-konkavno; 6) konkavno-konveksno.
Optičkim svojstvima leće podeljeno na okupljanje i rasipanje.
Naziva se sočivo fino, ako je njegova debljina (udaljenost između graničnih površina) znatno manja u odnosu na radijuse površina koje graniče sa sočivom. Naziva se pravac koji prolazi kroz centre zakrivljenosti površina sočiva glavna optička osa. Za svaki objektiv se zove točka optički središnji objektivleži na glavnoj optičkoj osi i ima svojstvo da zrake prolaze kroz njega bez prelamanja. Radi jednostavnosti, optički centar Oh Smatra se da se objektivi podudaraju sa geometrijskim centrom srednjeg dijela leće (to vrijedi samo za bikonveksne i bikonkave leće s istim radijusima zakrivljenosti obje površine; za ravne konveksne i ravne leće, optički centar Oh leži na sjecištu glavne optičke osi sa sfernom površinom).
Izvoditi formulu tanke leće - odnosi koji povezuju radijuse zakrivljenosti R 1 i R 2 površine objektiva sa udaljenostima a i b od objektiva do objekta i njegove slike koristićemo princip farme (P. Fermat (1601-1665) - francuski matematičar i fizičar), ili princip najmanjeg vremena: stvarna putanja širenja svetlosti (putanja svetlosnog snopa) je putanja za koju svetlost traje minimalno vreme u poređenju sa bilo kojom drugom zamislivom putanjom između istih tačaka.
Razmotrimo dve putanje svetlosnog snopa (sl. 233) - pravac koji povezuje tačke A i U (snop AOW), a putanja koja prolazi kroz ivicu sočiva (snop DIA), - korišćenjem uslova jednakosti vremena prolaska svetlosti duž ovih trajektorija.
Trajektorno vrijeme putovanja svjetlosti AOW
gdje N = n/n 1 - relativni indeks loma ( n i n 1 - respektivno, apsolutni indeksi prelamanja leće i okoline). Trajektorno vrijeme putovanja svjetlosti DIA jednak
Pošto je =, onda
Hoće li razmotriti paraxial (aksijalno) raystj. zrake koje formiraju male uglove s optičkom osi. Dobija se samo za paraksijalne zrake stigmatic imagesve zrake paraksijalnog snopa koje izlaze iz tačke Asiječe optičku os u istoj točki U. Onda<< (a+e), << (b+d) i
Slično tome
Zamjenjujući pronađene izraze u (166.1), dobijamo
(166.2)
Za tanke leće e<< a i d << bprema tome (166.2) se može predstaviti kao
S obzirom na to, i shodno tome, dobijamo
(166.3)
Izraz (166.3) je formula za tanke leće. Radijus zakrivljenosti konveksne površine sočiva smatra se pozitivnim, konkavnim - negativnim.
Ako a =, tj. zrake padaju na sočivo u paralelnom snopu (Sl. 234.), zatim
Odgovarajuća udaljenost b= Of = f zove žižna daljina objektiva:
To zavisi od relativnog indeksa prelamanja i radijusa zakrivljenosti.
Ako b =, tj. slika je u beskonačnosti i zbog toga zrake izlaze iz sočiva u paralelnom snopu (sl. 234, b), onda a= Of = f. Dakle, žarišna duljina objektiva, s obje strane okružena istim medijem,. su jednaki. Bodovi FZove se obje strane objektiva na udaljenosti jednakoj žarišnoj duljini objektivne žarišta. Fokus je tačka na kojoj se, nakon prelamanja, sakupljaju svi zraci koji padaju na sočivo paralelno sa glavnom optičkom osom. Magnitude
(166.4)
zove objektivi za optičku snagu. Jedinica je dioptrija (dioptrija). Diopter - optička snaga objektiva sa žižnom daljinom od 1 m: 1 dioptrija = 1 / m.
Objektivi sa pozitivan optička snaga je prikupljanjesa negativan - rasipanje. Zovu se ravnine koje prolaze kroz žarišta objektiva okomito na njegovu glavnu optičku os fokalne ravni. Za razliku od objektiva za sakupljanje, on ima imaginarne žarišta. U imaginarnom fokusu, imaginarni nastavci zraka koji padaju na objektivu raspršenja paralelno sa glavnom optičkom osi (sl.235) konvergiraju (nakon prelamanja).
S obzirom na (166.4), formulu objektiva (166.3) možemo zapisati kao
Za udaljenost difuznog objektiva f i b mora se smatrati negativnim.
Konstrukcija slike objekta u objektivima pomoću sljedećih zraka:
1) snop koji prolazi kroz optički centar sočiva i ne mijenja njegov smjer;
2) snop koji ide paralelno sa glavnom optičkom osi; nakon prelamanja leće, ovaj snop (ili njegov nastavak) prolazi kroz drugi fokus leće;
3) snop (ili njegov nastavak) koji prolazi kroz prvi fokus objektiva; nakon prelamanja u njoj, ona izlazi iz leće paralelno sa svojom glavnom optičkom osi.
Na primjer, prikazana je konstrukcija slika u sakupljaču (Sl. 236) i na raspršenju (Sl. 237) objektivima: realnim (Sl. 236, a) i imaginarno (sl. 236, b) slike - u objektivu za prikupljanje, imaginarno - u difuznom.
Poziva se odnos linearnih dimenzija slike i subjekta objektiv za linearno uvećanje. Negativne vrijednosti linearnog uvećanja real image (to je obrnuto), pozitivno - imaginarna slika (ona je direktna). Kombinacije sakupljačkih i raspršujućih sočiva koriste se u optičkim uređajima za rješavanje različitih znanstvenih i tehničkih problema.
GBPOU RM "Medicinski fakultet Saransk"
Sažetak lekcije
o disciplini "Fizika"
Subject: " Optički instrumenti. Izrada slike pomoću objektiva
Sastavio: učitelj fizike
Saransk 2016
Disciplina:fizika
Lekcija #:3.23
Subject:Optički instrumenti. Izgradnja slike sa objektivom
Svrha:ovladavanje teoretskim osnovama teme koja se proučava (rezolucija, sočiva (sakupljanje i rasipanje), formula tankih sočiva, optički instrumenti, refrakcija, vizuelni defekti)
Pružanje nastave:udžbenik, bilješke predavanja, prezentacija
Vrsta zanimanja:combo lesson
Tehnologija učenja:razvojno obrazovanje
Metode obuke:predavanje
Kompetencije:
OK 1. Organizujte svoje aktivnosti, izaberite standardne metode i načine obavljanja profesionalnih zadataka, procenite njihovu efikasnost i kvalitet.
OK 2. Izvršiti pretragu i upotrebu informacija potrebnih za efikasno obavljanje profesionalnih zadataka, profesionalnog i ličnog razvoja.
PC 1. Pripremite primarne računovodstvene dokumente.
Interdisciplinarna komunikacija:medicine
Korištena literatura:
1., Ždanov za srednje škole
1. Organizacioni trenutak: 3-5 min
(nedostaje oznaka, proverite izgled studenti, sanitarni kabinet)
2. Test znanja o prošlim materijalima:10-15 min
Da bi se ispitalo znanje o lekciji, sprovodi se frontalna anketa.
Testna pitanja:
1. Koji je fizički smisao apsolutnog indeksa prelamanja neke supstance?
Približan odgovor: apsolutni indeks prelamanja supstance jednak je omjeru brzina svjetlosti u okruženjima gdje se refrakcija događa na granici:
(formula koju bi studenti trebali napisati)
2. Kako koristiti zakon refleksije za izgradnju slike tačke u ravnom ogledalu?
Približan odgovor: student treba da nacrta približnu cifru koja odgovara ovoj.
http://pandia.ru/text/80/253/images/image003_48.gif "width =" 71 height = 41 "height =" 41 "\u003e, gde je α0 granični kut full reflection, koji je jednak kutu upadanja α0, koji odgovara kutu loma 900.
4. Kako se određuje granični kut ukupne refleksije?
Približan odgovor: za svaki refrakcijski medij, granični kut ukupne refleksije se izračunava po formuli i ima svoju vrijednost.
5. Šta je spektar? Navedite boje spektra?
Približan odgovor: spektar je duga traka koja se sastoji od 7 boja - crvena, narandžasta, žuta, zelena, plava, plava, ljubičasta.
Približan odgovor: disperzija svjetlosti - ovisnost indeksa loma medija o frekvenciji svjetlosnog vala. Indeks prelamanja ovisi o frekvenciji svjetla, jer pri lomu dolazi do smanjenja brzine kretanja svjetlosnog vala uslijed prolaska kroz medij .. gif "width =" 264 "height =" 198 src = "\u003e http://pandia.ru/text/80/253/images/image007_29.gif "width =" 276 "height =" 207 src = "
Geometrijske karakteristike objektiva - učenici skiciraju objektiv sa simbolom, zatim napišu objašnjenje svake karakteristike (slajd 4 i 5).
Glavna optička osa je ravna linija na kojoj leže centri sfernih površina koje graniče sa sočivom. Glavna optička osa je os simetrije leće;
· Optički centar sočiva - tačka koja leži na optičkoj osi u centru sočiva;
· Sekundarna optička osa - bilo koja pravac koji prolazi kroz optički centar;
· Glavna ravnina leće - prolazi kroz centar sočiva okomito na glavnu optičku osu;
· Radijus zakrivljenosti - linija preseka sfernih površina sa radijusima
http://pandia.ru/text/80/253/images/image009_24.gif "width =" 274 "height =" 205 "\u003e
Slide 4 Slide 5
Slajd 6 pokazuje upotrebu objektiva za preoblikovanje fronta vala. Ovdje prednji val talasa postaje sferičan kada prolazi kroz sočivo (kada je prikazana prezentacija, animacija procesa je vidljiva).
Fokus je tačka na glavnoj optičkoj osi na kojoj se seciraju zraci svetlosnog snopa, nakon prelamanja u konveksnoj leći. Ova tačka je označena slovom F.
Žižna daljina je udaljenost od optičkog centra do fokusa.
Poput ravnog ogledala, objektiv stvara slike izvora svetlosti. To znači da se svetlost koja izlazi iz bilo koje tačke objekta (izvora), nakon prelamanja u sočivu, ponovo sakuplja u jednu tačku (sliku), bez obzira na to koji je dio objektiva prošao zrake. Ako se zrake konvergiraju na izlazu iz sočiva, one formiraju pravu sliku. U slučaju kada se zrake koje prolaze kroz sočivo divergiraju, onda se te zrake sijeku u jednoj točki, a ne samo u njihovom nastavku. Slika u ovom slučaju je imaginarna. Može se posmatrati direktno okom ili uz pomoć optičkih instrumenata.
Grede paralelne sa glavnom optičkom osom mogu biti usmjerene na objektiv sa suprotne strane. Tačka u kojoj se konvergiraju, prolazeći kroz objektiv, biće još jedan veliki fokus. Objektiv ima dva glavna fokusa. U homogenom mediju, nalaze se na obje strane objektiva na jednakim udaljenostima od njega. Ove udaljenosti se nazivaju žižne duljine objektiva; označava se slovom F (isto slovo kao i fokus).
Usmjerimo tri uske paralelne zrake zraka iz iluminatora pod kutom prema glavnoj optičkoj osi sočiva. Vidite da se presek zraci neće pojaviti u glavnom fokusu, već na drugoj tački.
Ali, treba napomenuti da su tačke preseka, bez obzira na uglove koje formiraju ove grede sa glavnom optičkom osom, smeštene u ravni koja je okomita na glavnu optičku osu sočiva i prolazi kroz glavni fokus. Ova ravnina se zove fokalna ravan.
Postavljanjem svetleće tačke u fokusu sočiva (ili u bilo kojoj tački njene fokalne ravni) dobijamo, nakon prelamanja, paralelne zrake.
Konvektivna sočiva koja se nalaze u optički manje gustoj sredini (u poređenju sa materijalom sočiva) difuziraju. Usmeravajući zrake paralelne s glavnom optičkom osi na takvom sočivu, dobit ćemo divergentni zrak zraka. Njihovi nastavci se sijeku u glavnom fokusu divergentnog sočiva.
U ovom slučaju, glavni fokus je imaginarni i nalazi se na udaljenosti F od objektiva. Drugi imaginarni glavni fokus je na drugoj strani objektiva na istoj udaljenosti ako je medij na obje strane objektiva isti.
Inverzna fokalna dužina naziva se optička snaga objektiva. Označava se slovom d (slajd 7):
D\u003e 0, ako se objektiv prikuplja, D< 0, если линза рассеивающая.
Što je bliže objektivu njegova žarišta, to se objektiv jače lomi, skuplja ili rasipa, a optička snaga objektiva je veća. Optička snaga D objektiva izražena je u dioptriji (dioptri). Optička snaga 1 dioptrije ima objektiv sa žižnom daljinom od 1 m.
Tanka leća je sočivo čija je debljina mnogo manja od radijusa zakrivljenosti sfernih površina.
Formula za tanke leće (slajd 8 i 9)
udaljenost d od stavke doleće
f udaljenost od slike do objektiva
http://pandia.ru/text/80/253/images/image016_13.gif "width =" 24 "height =" 47 src = "\u003e stavite znak" + ".
· Ako se objektiv širi, onda F< 0 и в правой части формулы будет стоять отрицательная величина.
• Znak "+" se postavlja ispred člana ako je slika važeća i znak "-" u slučaju imaginarne slike.
Znak "+" se postavlja ispred člana u slučaju stvarne svetlosne tačke i znak "-" ako je imaginarni (tj. Konvergentni zrak zraka pada na sočivo, čije se produžeci seku u jednoj tački).
U slučaju kada su F, f ili d nepoznati, članovi koji se upišu stavljaju se ispred odgovarajućih članova i stavljaju znak "+". Ali ako se, kao rezultat izračunavanja žižne daljine ili udaljenosti od sočiva do slike ili izvora, dobije negativna vrijednost, to znači da je fokus, slika ili izvor imaginarni.
Slika dobijena objektivom obično je različita po veličini od objekta. Razlika u veličini objekta i slike karakterizira povećanje.
Linearni porast je odnos linearne veličine slike prema linearnoj veličini subjekta. (slajd 10).
H - visina slike
h - visina subjekta
Povećanje objektiva je jednako odnosu udaljenosti od slike do objektiva, do udaljenosti od objektiva do objekta:
http://pandia.ru/text/80/253/images/image022_7.jpg "width =" 517 "height =" 165 src = "\u003e
http://pandia.ru/text/80/253/images/image024_9.gif "width =" 288 "height =" 186 src = "\u003e. jpg" width = "324" height = "202 src ="\u003e. gif "width =" 300 "height =" 225 src = "\u003e. jpg" širina = "324" visina = "164 src ="\u003e. jpg "width =" 420 "height =" 250 src = "
http://pandia.ru/text/80/253/images/image034_5.gif "width =" 295 "height =" 234 src = "\u003e
1 - sclera - vanjska ljuska oka koja štiti unutrašnji sadržaj i osigurava krutost.
2 - rožnjača - svetlost prodire kroz nju
3 - iris - mišićni prsten, koji se komprimira i rasteže, mijenja veličinu zjenice i time svjetlosni tok ulazi u oko.
4 - učenik
5 - sočivo - lentikularno tijelo, koje uz pomoć 6 može istezati i opustiti se. Promjenom radijusa zakrivljenosti površine sočiva i time njegove optičke snage. Promena zakrivljenosti sočiva određuje sposobnost oka smeštaj - promenite optičku moć oka. Smještaj se odvija nevoljno. Tačka koju oko vidi kada je opušten cilijarni mišić naziva se daleka tačka, vidljiva pri maksimalnom naprezanju - blizu tačke. Na normalnoj, najudaljenija tačka leži beskonačno daleko, najbliža - na udaljenosti od oko 15-20 cm.
Oko defekti
Kratkovidost je vizualni defekt u kojem najdalja točka leži na konačnoj udaljenosti. Ovo je uzrokovano ili produljenjem oka ili grčenjem cilijarnog mišića. Za bolju vidljivost morate približiti oči subjektu. Korekcija se vrši pomoću difuznog objektiva.
http://pandia.ru/text/80/253/images/image036_5.gif "width =" 600 "height =" 107 src = "\u003e
6 - cilijarni ligament
7 - staklasto tijelo
Rožnica, vodena vlaga, sočivo i staklasto tijelo optički sistem, slično objektivu sa optičkom snagom od oko 58,5 dioptrija (f = 17,2 mm). Optički centar ovog sistema se nalazi oko 5 mm od rožnice.
8 - horoid
9 - retina je hemisfera koja se sastoji od ćelija receptora koje imaju oblik kukova i šipki. Za čaše su odgovorni color vision (tri vrste štapića - zelena, crvena, plava). Štapići su odgovorni za to vizija sumraka. Spektralna osjetljivost oka je maksimalna u području žuto-zelenog raspona (oko 560 nm).
10 - optički nerv
11 - slepa mrlja
12 - centralna jama - područje najveće vidne oštrine.
Refrakcija oči - refraktivna moć optičkog sistema oka, izražena u dioptriji. Refrakcija očiju fizički fenomen određen je radijusom zakrivljenosti svakog prelamnog medija oka, indeksima prelamanja medija i udaljenosti između njihovih površina, tj., zbog anatomskih karakteristika oka. Međutim, u klinici nije bitna apsolutna moć optičkog (svjetlosno-refraktivnog) aparata oka, već njegov odnos prema dužini anteroposteriorne osi oka, tj. Poziciji stražnjeg glavnog fokusa (točka presijecanja zraka koje prolaze kroz optički sistem oka, paralelno s njenom optičkom osi) u odnosu na na retinu - kliničku refrakciju.
U zavisnosti od oblika optičkog aparata, oči razlikuju sfernu refrakciju oka, kada je refrakcija zraka u oku ista u svim meridijanima i astigmatska, kada u istom oku postoji kombinacija različitih refrakcija, tj. Prelamanje zraka nije isto za različite meridijane. U astigmatskom oku postoje dva glavna dijela meridijana, koji se nalaze pod pravim kutom: u jednoj od njih je lom oko oka najveći, u drugom - najmanji. Razlika u refrakciji u ovim meridijanima naziva se stepen astigmatizma. Mali stepeni astigmatizma (do 0.5 diopter) su uobičajene, gotovo da ne narušavaju vid, pa se takav astigmatizam naziva fiziološkim.
Često se tokom vizuelnog rada, naročito u bliskom dometu, brzo javlja umor očiju (vizuelna nelagodnost). Ovo stanje se naziva astenopija. To se manifestuje činjenicom da konture slova ili malih predmeta postaju nejasne, postoji bol u čelu, blizu očiju, u očima. Takva klinička slika je karakteristična za prilagodljivu astenopiju, koja se zasniva na umoru cilijarnog mišića, koji se opaža kod hiperopije, prezbiopije i astigmatizma. Kada se miopija razvija takozvana mišićna astenopija, uzrokovana defektima binokularnog vizuelnog sistema; manifestuje se kao bol u očima, udvostručen kada se radi na bliskoj udaljenosti. Da bi se eliminisala astenopija, najranija optička korekcija ametropije ili presbiopije, neophodno je stvaranje povoljnih higijenskih uslova za vizuelni rad, njegovo izmjenjivanje s ostatkom očiju i restaurativni tretman.
Pitanje 3[ 1, 2 ]
Optički instrumenti
1. Povećalo - bikonveksni objektiv kratkog fokusa.
Magnifier Magnification
d0 - udaljenost najbolji pogled (25 cm)
f - udaljenost od slike do objektiva
Što je manja žižna daljina objektiva, to je veće povećanje.
2. Mikroskop - kombinacija dva sistema kratkog fokusa: objektiva i okulara.
Objektiv je objektiv koji je najbliži subjektu.
Okular je objektiv koji je najbliži oku posmatrača.
Povećanje daje objektiv
Povećanje koje daje okular
Ugao mikroskopa
Δ - dužina cijevi mikroskopa
Rezolucija mikroskopa
λ - svjetlosna valna duljina
d je udaljenost od objekta do objektiva
D - promjer sočiva
Da biste smanjili udaljenost, potrebno je koristiti kraće fokusne objektive.
3. Teleskop - uređaj za nadgledanje udaljenih objekata.
Tipovi teleskopa:
· Teleskop - refraktor - teleskop koji koristi sistem sočiva.
· Teleskop - reflektor - teleskop koji koristi sistem ogledala.
Ugao zumiranja teleskopa
Da bi se dobilo veliko uvećanje, potrebno je povezati objektiv dugog fokusa sa okulom kratkog fokusa.
4. Kamera je neprozirna kamera i sistem objektiva.
5. Kino projektor
Objektivi su glavni dio kamere, aparat za projekciju, mikroskop, teleskop. I u oku postoji objektiv - objektiv.
Delovanje optičkih uređaja opisano je zakonima. geometrijska optika. Prema tim zakonima, proizvoljno mali detalji predmeta mogu se razlikovati mikroskopom; Uz pomoć teleskopa moguće je utvrditi postojanje dvije zvijezde na svim malim kutnim razmacima između njih.
Talasna priroda svetla nameće ograničenje na sposobnost razlikovanja detalja objekta ili veoma malih objekata kada se posmatraju mikroskopom. Difrakcija ne dozvoljava da se dobiju različite slike malih objekata, jer se svetlost ne širi strogo pravom linijom, već ide oko objekata. Zbog toga su slike mutne. To se dešava kada su linearne dimenzije objekata manje od dužine svjetlosnog vala.
Difrakcija takođe nameće ograničenje na rezoluciju teleskopa. Zbog difrakcije talasa na rubu oboda leće, slika zvezde neće biti točka, već sistem svetlih i tamnih prstenova. Ako su dve zvezde na malom uglovnom rastojanju jedna od druge, onda su ti prstenovi postavljeni jedan na drugi, a oko ne može da razlikuje da li postoje dve svetleće tačke ili jedna. Granični kutni razmak između svjetlosnih točaka na kojima se mogu razlikovati određuje se odnosom valne duljine prema promjeru sočiva.
Ovaj primjer pokazuje da se difrakcija uvijek mora uzeti u obzir, sa svim preprekama. Ona se sa veoma pažljivim opažanjima ne može zanemariti u slučaju prepreka čije su dimenzije mnogo veće od talasne dužine.
Difrakcija svetlosti definiše granice primenljivosti geometrijske optike. Lagano savijanje oko prepreka nameće ograničenje rezolucije najvažnijih optičkih instrumenata - teleskopa i mikroskopa.
4. Pričvršćivanje novog materijala: 17-20 min
Pitanja za samokontrolu:
1. Zašto se slika u ravnom ogledalu naziva imaginarnim?
2. Koja leća je kolekcionar? disipating?
3. Koji se objektiv naziva tanak?
4. Koje su veličine međusobno povezane formulom tanke leće?
5. Kako se realna slika razlikuje od imaginarnog?
6. Koji je glavni fokus objektiva?
7. Što se naziva uvećanje objektiva?
5. Domaći zadatak: 5 min
ch. 30 § 1-3; Ch. 31 § 1-3
6. Summarizing: 5 min
(daju se oznake, njihov komentar)
Izrada slika dobijenih objektivima Ciljevi: formiranje praktične veštine primijeniti znanje o svojstvima objektiva kako bi grafički pronašli slike; Naučite da gradite tok zraka u sočivima, da analizirate slike dobijene pomoću sočiva.
Objektiv je prozirno tijelo, omeđeno s dvije krivolinearne (najčešće sferične) ili krivočulne i ravne površine. Objektiv je prozirno tijelo, omeđeno s dvije krivolinearne (najčešće sferične) ili krivočulne i ravne površine. Prvo spominjanje leća može se naći u Aristofanovoj starogrčkoj drami "Oblaci" (424 pne. E.), gdje je vatra izvađena uz pomoć konveksnog stakla i sunčeve svjetlosti. Objektiv (to je Linse, od Lat .. lens leća) je obično disk transparentnog homogenog materijala, ograničen s dvije polirane površine sferičnim ili ravnim .. Što je objektiv?
Glavni elementi sočiva GLAVNI OPTIČKI OS - ravan kroz centre sferne površine objektiva OPTIČKI CENTAR - presjek glavne optičke osi sa objektivom Bočna optička osa - bilo koja pravac koji prolazi kroz optički centar Glavna optička osa
Ako se snop zraci paralelno glavnoj optičkoj osi upadne na sakupljačku leću, onda se nakon prelamanja u sočivu sakupljaju u jednoj optičkoj osi, zatim se nakon prelamanja u sočivu prikupljaju u jednoj tački F, koja se naziva glavni fokus leće. koji su pre loma bili paralelni njegovoj glavnoj optičkoj osi. Fokus objektiva je imaginaran. Glavni trikovi su dva; Nalaze se na glavnoj optičkoj osi na istoj udaljenosti od optičkog centra sočiva na suprotnim stranama. Šta je objektiv za fokusiranje? F-fokus objektiv optički centar objektiva glavne optičke osi objektiva
Pravilo Da biste dobili sliku bilo koje tačke objekta, potrebno je da koristite DVA "divna" zraka: 1. Snop koji prolazi kroz središte objektiva. Nikada se ne lomi, uvijek je ravna 2. Zraka paralelna s glavnom optičkom osi. Nakon objektiva, proći će kroz fokus.
Konstrukcija slike Konstrukcija slike F F Nacrtamo sočivo, glavnu optičku osu, Predmet AB, Prvi snop se izvlači iz tačke A kroz optički centar sočiva, ne lomi se! Drugi snop se izvlači iz iste tačke A paralelno sa glavnom optičkom osom, prelama se i uvek prolazi kroz fokus objektiva. Na preseku ova dva zraka dobijamo sliku tačke A A B. Iz tačke A1 povlačimo okomicu na glavnu optičku osu. A1B1 je slika subjekta AB A1 B1
Objektiv za sakupljanje objekta je u dvostrukom fokusu: objektiv za sakupljanje objekta je iza double focus A Izvučemo dva „čudesna“ zrna iz tačke A i dobijemo njenu sliku.Takođe, koristeći dva zraka, dobijamo sliku tačke B. Povezujući dobijene tačke, dobijamo sliku objekta: Slika objekta: redukovana, invertovana.
Prikupljanje objektiva Prikupljanje objektiva A Izvlačimo dva “prekrasna” zraka iz točke A i dobijamo njegovu sliku. Također, koristeći dvije zrake, dobivamo sliku točke B Spajajući dobivene točke, dobivamo sliku objekta Objekt slika: uvećan, obrnut FF A B U subjektu je između fokusa i dvostrukog fokusa, objekt se nalazi između fokusa i dvostrukog fokusa
Prikupljanje objektiva A Iz tačke A nacrtamo dva „divna“ zrna. Na isti način dobijamo i sliku tačke B Spajajući dobijene tačke, dobijamo sliku objekta Slika objekta: uvećana, direktna, imaginarna FF A B Objekt je između fokusa i sočiva Šta da radimo? i zrake trke idu! Nastavljajući zrake iza sočiva u suprotnom smjeru Na sjecištu imaginarnih zraka, dobijamo sliku točke A
Raspršivanje sočiva A Nacrtajte snop iz tačke A kroz centar leće, on se ne lomi. Slično tome, dobijamo sliku tačke B Spajajući dobijene tačke, dobijamo sliku objekta Slika objekta je uvek imaginarna, redukovana, direktna B FFA B Povlačimo snop iz tačke A paralelno sa osom, a tako se lomimo od tačke A paralelno sa osom. da će njegov imaginarni nastavak proći kroz fokus, a na preseku dva zrna dobijamo sliku tačke A
Prikupljanje objektiva koje se koristi kao povećalo daje ... 1. pravu uvećanu sliku pravu uvećanu sliku pravu uvećanu sliku 2. stvarnu redukovanu sliku važeću minimizovanu sliku stvarnu redukovanu sliku 3. virtualnu uvećanu sliku virtualnu uvećanu sliku uvećanu sliku 4. minijaturnu smanjenu sliku virtualnu umanjenu sliku minimiziranu sliku Pitanje 1. Pitanje 2
Uz pomoć sočiva na ekranu, dobijena je obrnuta slika plamena svijeće. Kako će se veličina slike promijeniti ako je dio objektiva prekriven listom papira? 1. dio slike će nestati, dio slike će nestati 2. dimenzije slike neće se promijeniti, dimenzije slike neće se promijeniti; 3.Veličine će se povećati, veličina će se povećati; Veličina će se smanjiti, veličina će se smanjiti. Pitanje 2. Pitanje 3
19
22
Upotreba leća. Upotreba leća. Objektivi su univerzalni optički element većina optičkih sistema. Objektivi su univerzalni optički element većine optičkih sistema. Biconvex objektivi se koriste u većini optičkih uređaja, isti objektiv je leća oka. Biconvex objektivi se koriste u većini optičkih uređaja, isti objektiv je leća oka. Objektivi - menisci se široko koriste u naočarama kontaktna sočiva. U konvergentnom snopu iza sakupljajuće leće, svetlosna energija je koncentrisana u fokusu sočiva. Ovaj princip se zasniva na sagorevanju povećalom. Leće - menisci se široko koriste u naočarama i kontaktnim lećama. U konvergentnom snopu iza sakupljajuće leće, svetlosna energija je koncentrisana u fokusu sočiva. Ovaj princip se zasniva na sagorevanju povećalom.
GBPOU RM "Medicinski fakultet Saransk"
Sažetak lekcije
o disciplini "Fizika"
Tema: “Optički uređaji. Izrada slike pomoću objektiva
Sastavio: učitelj fizike
Gorina Anna Dmitrievna
Disciplina:fizika
Lekcija #:3.23
Subject:Optički instrumenti. Izgradnja slike sa objektivom
Svrha:ovladavanje teoretskim osnovama teme koja se proučava (rezolucija, sočiva (sakupljanje i rasipanje), formula tankih sočiva, optički instrumenti, refrakcija, vizuelni defekti)
Pružanje nastave:udžbenik, bilješke predavanja, prezentacija
Vrsta zanimanja:combo lesson
Tehnologija učenja:razvojno obrazovanje
Metode obuke:predavanje
Kompetencije:
OK 1. Organizujte svoje aktivnosti, izaberite standardne metode i načine obavljanja profesionalnih zadataka, procenite njihovu efikasnost i kvalitet.
OK 2. Izvršiti pretragu i upotrebu informacija potrebnih za efikasno obavljanje profesionalnih zadataka, profesionalnog i ličnog razvoja.
OK 3. Koristiti informacione i komunikacione tehnologije u profesionalnim aktivnostima.
PC 1. Pripremite primarne računovodstvene dokumente.
Interdisciplinarna komunikacija:medicine
Korištena literatura:
Zhdanov L.S., Zhdanov G.L. Fizika za srednje škole
Myakishev G.Ya., Fizika. 11. razred: studije. za opšte obrazovanje. institucije: osnovni i profilni. nivoa / G. Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, V. M. Charugin; by ed. V. I. Nikolaev, N. A. Parfentieva. - M.: Obrazovanje, 2010. - str. 186-194
1. Organizacioni trenutak: 3-5 min
(odsustvo žiga, provera izgleda studenata, sanitarni uslovi kancelarije)
2. Test znanja o prošlim materijalima:10-15 min
Da bi se ispitalo znanje o lekciji, sprovodi se frontalna anketa.
Testna pitanja:
1. Koji je fizički smisao apsolutnog indeksa prelamanja neke supstance?
Približan odgovor: apsolutni indeks prelamanja supstance jednak je omjeru brzina svjetlosti u mediju, na granici između koje dolazi do loma:
(formula koju bi studenti trebali napisati)
2. Kako koristiti zakon refleksije za izgradnju slike točkastog izvora svjetlosti u ravnom ogledalu?
Približan odgovor: student treba da nacrta približnu cifru koja odgovara ovoj.
3. Pod kojim uslovima se javlja fenomen totalne refleksije svetlosti?
Približan odgovor: fenomen punog odbijanja svetlosti je moguć pod tim uslovima
, gdje je α0 granični kut ukupne refleksije, koji je jednak kutu upadanja α0, koji odgovara kutu loma 900.
4. Kako se određuje granični kut ukupne refleksije?
Približan odgovor: za svaki refrakcijski medij, granični kut ukupne refleksije se izračunava po formuli i ima svoju vrijednost.
5. Šta je spektar? Navedite boje spektra?
Približan odgovor: spektar je duga traka koja se sastoji od 7 boja - crvena, narandžasta, žuta, zelena, plava, plava, ljubičasta.
6. Šta je disperzija svjetlosti? Zašto indeks refrakcije zavisi od frekvencije svetlosti?
Približan odgovor: disperzija svjetlosti - ovisnost indeksa loma medija o frekvenciji svjetlosnog vala. Indeks prelamanja zavisi od frekvencije svetlosti, jer kada se prelamuje, brzina kretanja svetlosnog talasa se smanjuje zbog prolaska kroz medij. Ova zavisnost slijedi iz formule:
.
3. Prezentacija materijala: 45-50 min
1) Objektivi i njihove karakteristike.
2) Oko kao optički uređaj. Optički vizuelni defekti.
3) Optički uređaji.
Učenici opisuju materijal lekcije, snimajući iz prezentacije.
Studenti zapisuju temu lekcije (slajd 1) i plan lekcije (slajd 2)
Slide 1 Slide 2
Pitanje 1
Objektiv je prozirno tijelo, s obje strane omeđeno sfernim površinama.
Objektiv se može ograničiti na različite sferne površine, ovisno o tome postoje različite vrste objektiva.
U principu, mogu biti konveksne (bikonveksne, ravne-konveksne, konkavno-konveksne) ako je sredina deblja od ivica i konkavna (bikonkavna, ravna-konkavna, konveksno-konkavna) ako je sredina tanja od ivica (slajd 3).
Geometrijske karakteristike objektiva - učenici skiciraju sočivo sa simbolom, zatim napišu objašnjenje svake karakteristike (slajd 4 i 5).
glavna optička osa je ravna linija na kojoj leže centri sfernih površina koje graniče sa sočivom. Glavna optička osa je os simetrije leće;
optički centar sočiva - tačka koja leži na optičkoj osi u centru sočiva;
sekundarna optička osa - bilo koja pravac koji prolazi kroz optički centar;
glavna ravnina leće - prolazi kroz centar sočiva okomito na glavnu optičku osu;
radijus zakrivljenosti - linija preseka sfernih površina sa radijusima
Slide 4 Slide 5
Slajd 6 pokazuje upotrebu objektiva za preoblikovanje fronta vala. Ovdje prednji val talasa postaje sferičan kada prolazi kroz sočivo (kada je prikazana prezentacija, animacija procesa je vidljiva).
Fokus je tačka na glavnoj optičkoj osi na kojoj se seciraju zraci svetlosnog snopa, nakon prelamanja u konveksnoj leći. Ova tačka je označena slovom F.
Žižna daljina je udaljenost od optičkog centra do fokusa.
Postavljanjem svetleće tačke u fokusu sočiva (ili u bilo kojoj tački njene fokalne ravni) dobijamo, nakon prelamanja, paralelne zrake.
Konvektivna sočiva koja se nalaze u optički manje gustoj sredini (u poređenju sa materijalom sočiva) difuziraju. Usmeravajući zrake paralelne s glavnom optičkom osi na takvom sočivu, dobit ćemo divergentni zrak zraka. Njihovi nastavci se sijeku u glavnom fokusu divergentnog sočiva.
f udaljenost od slike do objektiva
žižna daljina F
Slide 8 Slide 9
Vrijednosti d, f i F mogu biti i pozitivne i negativne. Primjenjujući formulu objektiva, morate staviti znakove ispred članova jednadžbe prema sljedećem pravilu.
Ako se objektiv sakuplja, onda je njegov fokus važeći i ispred člana stavi znak "+".
Ako je objektiv difuzan, onda F< 0 и в правой части формулы будет стоять отрицательная величина.
Pre člana stavite znak “+”, ako je slika važeća, i znak “-” u slučaju imaginarne slike.
Pre člana stavite znak "+" u slučaju stvarne svetlosne tačke i znak "-" ako je imaginarni (tj. konvergentni zrak zraka pada na sočivo, čije se ekstenzije sijeku u jednoj točki).
U slučaju da su F, f ili d nepoznati, relevantni članovi , i stavi znak "+". Ali ako se, kao rezultat izračunavanja žižne daljine ili udaljenosti od sočiva do slike ili izvora, dobije negativna vrijednost, to znači da je fokus, slika ili izvor imaginarni.
Slika dobijena objektivom obično je različita po veličini od objekta. Razlika u veličini objekta i slike karakterizira povećanje.
Linearni porast je odnos linearne veličine slike prema linearnoj veličini objekta (slajd 10).
H - visina slike
h - visina subjekta
Povećanje objektiva je jednako odnosu udaljenosti od slike do objektiva, do udaljenosti od objektiva do objekta:
Izrada slika u objektivu (slajdovi 12-17). Na svakom slajdu pomoću animacije prikazuje se proces izgradnje slike.
Svojstva tankog sočiva uglavnom su određena položajem njegovih žarišta. To znači da, znajući udaljenost od izvora svjetlosti do sočiva i njegove žarišne duljine (položaj žarišta), možete pronaći udaljenost do slike bez razmatranja tijeka zraka unutar objektiva. Prema tome, nema potrebe da se prikaže tačan pogled na sferne površine sočiva. Poznato je da se svi zraci koji su izašli iz bilo koje tačke objekta, prolazeći kroz sočivo, takođe ukrštaju u jednoj tački. Zato tanko sočivo daje sliku bilo koje tačke objekta, a samim tim i čitavog objekta kao celine. Da bismo izgradili slike dobijene korišćenjem sakupljačkih leća, čije su žarište i optički centar dati, uglavnom ćemo koristiti tri tipa „pogodnih“ zraka:
snop prolazi kroz optički centar
snop koji pada na sočivo paralelno glavnoj optičkoj osi;
zrak prolazi kroz fokus.
Image Feature:
ravno i obrnuto
uvećana i smanjena
stvarna i imaginarna
Da bismo konstruisali lomljeni zrak, provodit ćemo sekundarnu optičku osovinu PQ paralelno sa snopom SB. Tada konstruiramo fokalnu ravan i nađemo tačku C preseka fokalne ravni sa sekundarnom optičkom osi. Lomljeni sunčev zrak će proći kroz ovu tačku. Na taj način se konstruiše tok dvaju zraka koji izlaze iz tačke S. Nakon prelamanja u sočivu, ovi zrake se razlikuju. Slika S1 tačke S biće imaginarna, jer se izvor nalazi između fokusa i objektiva.
Za sakupljanje bikonveksnog objektiva
Predmet je između fokusa i dvostrukog fokusa (slajd 12)
Image Feature
uvećano
real
naopako
Subjekt je na jednoj žižnoj daljini (slajd 13)
Karakteristika slike - nema slike, jer zrake se ne konvergiraju
Predmet je između fokusa i objektiva (slajd 14)
Image Feature
uvećano
Subjekt je dvostruke žižne daljine (slajd 15)
Image Feature
iste veličine kao i stavka
real
naopako
Stavka se nalazi iza dvostrukog fokusa.
Image Feature
smanjena
real
naopako
Za difuziju objektiva
Za svaku konstrukciju, data slika će biti smanjena, imaginarna, direktna.
Pitanje 2
Ljudsko oko - prilično složen optički sistem formiran u procesu evolucije.
1 - sclera - vanjska ljuska oka koja štiti unutrašnji sadržaj i osigurava krutost.
2 - rožnjača - svetlost prodire kroz nju
3 - iris - mišićni prsten, koji se komprimira i rasteže, mijenja veličinu zjenice i time svjetlosni tok ulazi u oko.
4 - učenik
5 - sočivo - lentikularno tijelo, koje uz pomoć 6 može istezati i opustiti se. Promjenom radijusa zakrivljenosti površine sočiva i time njegove optičke snage. Promena zakrivljenosti sočiva određuje sposobnost oka da se prilagodi - promeni optičke moći oka. Smještaj se odvija nevoljno. Tačka koju oko vidi kada je opušten cilijarni mišić naziva se daleka tačka, vidljiva pri maksimalnom naprezanju - blizu tačke. Na normalnoj, najudaljenija tačka leži beskonačno daleko, najbliža - na udaljenosti od oko 15-20 cm.
Oko defekti
Kratkovidost je vizualni defekt u kojem najdalja točka leži na konačnoj udaljenosti. Ovo je uzrokovano ili produljenjem oka ili grčenjem cilijarnog mišića. Za bolju vidljivost morate približiti oči subjektu. Korekcija se vrši pomoću difuznog objektiva.
Farsightedness je vizualni defekt u kojem se bliža točka uklanja iz oka. Ovo je uzrokovano ili skraćivanjem. eyeballili slab smještaj. Korekcija se vrši pomoću sakupljačkih leća.
6 - cilijarni ligament
7 - staklasto tijelo
Rožnica, humor, kristalno sočivo i staklasto tijelo formiraju optički sistem sličan objektivu optičke snage od oko 58,5 dptr (f = 17,2 mm). Optički centar ovog sistema se nalazi oko 5 mm od rožnice.
8 - horoid
9 - retina je hemisfera koja se sastoji od ćelija receptora koje imaju oblik kukova i šipki. Šiljci su odgovorni za vid u boji (tri vrste šipki - zelena, crvena, plava). Štapići su odgovorni za viziju sumraka. Spektralna osjetljivost oka je maksimalna u području žuto-zelenog raspona (oko 560 nm).
10 - optički nerv
11 - slepa mrlja
12 - centralna jama - područje najveće vidne oštrine.
Refrakcija oka je refraktivna moć optičkog sistema oka, izražena u dioptriji. Refrakcija oka kao fizičkog fenomena određena je radijusom zakrivljenosti svakog refrakcijskog medija oka, indeksima prelamanja medija i udaljenosti između njihovih površina, tj. zbog anatomskih karakteristika oka. Međutim, u klinici nije bitna apsolutna snaga optičkog (svjetlosno refraktivnog) aparata oka, već njegov odnos prema dužini anteroposteriorne osi oka, tj. Položaj zadnjeg glavnog fokusa (tačke preseka zraka koje prolaze kroz optički sistem oka, paralelno sa njegovom optičkom osi) u odnosu na retinu je klinička refrakcija.
U zavisnosti od oblika optičkog aparata, oči razlikuju sfernu refrakciju oka, kada je refrakcija zraka u oku ista u svim meridijanima i astigmatska, kada u istom oku postoji kombinacija različitih refrakcija, tj. prelamanje zraka nije isto za različite meridijane. U astigmatskom oku postoje dva glavna dijela meridijana, koji se nalaze pod pravim kutom: u jednoj od njih je lom oko oka najveći, u drugom - najmanji. Razlika u refrakciji u ovim meridijanima naziva se stepen astigmatizma. Mali stepeni astigmatizma a (do 0,5 dptr) javljaju se prilično često, oni gotovo da ne narušavaju vid, stoga se taj astigmatizam naziva fiziološkim.
Često se tokom vizuelnog rada, naročito u bliskom dometu, brzo javlja umor očiju (vizuelna nelagodnost). Ovo stanje se naziva astenopija. To se manifestuje činjenicom da konture slova ili malih predmeta postaju nejasne, postoji bol u čelu, blizu očiju, u očima. Ova klinička slika je karakteristična za prilagodljivu astenopiju, koja se zasniva na umoru cilijarnog mišića, koji se uočava kod dalekovidnosti, prezbiopije, astigmatizma.Kada se razvija miopija, takozvana mišićna astenopija uzrokovana defektima binokularnog vizuelnog sistema; manifestuje se kao bol u očima, udvostručen kada se radi na bliskoj udaljenosti. Da bi se eliminisala astenopija, najranija optička korekcija ametropije ili presbiopije, neophodno je stvaranje povoljnih higijenskih uslova za vizuelni rad, njegovo izmjenjivanje s ostatkom očiju i restaurativni tretman.
Pitanje 3
Optički instrumenti
1. Lupa - bikonveksni objektiv kratkog fokusa.
- povećalo uveličavajućeg kuta
d0 - udaljenost najboljeg vida (25 cm)
f - udaljenost od slike do objektiva
Što je manja žižna daljina objektiva, to je veće povećanje.
2. Mikroskop - kombinacija dva sistema kratkog fokusa: objektiva i okulara.
Objektiv je objektiv koji je najbliži subjektu.
Okular je objektiv koji je najbliži oku posmatrača.
- povećanje koje daje objektiv
- povećanje koje daje okular
- kutno uvećanje mikroskopa
Δ - dužina cijevi mikroskopa
Rezolucija mikroskopa
λ - svjetlosna valna duljina
d je udaljenost od objekta do objektiva
D - promjer sočiva
Da biste smanjili udaljenost, potrebno je koristiti kraće fokusne objektive.
3. Teleskop - uređaj za nadgledanje udaljenih objekata.
Tipovi teleskopa:
teleskop - refraktor - teleskop koji koristi sistem sočiva.
teleskop - reflektor - teleskop koji koristi sistem ogledala.
- ugaono povećanje teleskopa
Da bi se dobilo veliko uvećanje, potrebno je povezati objektiv dugog fokusa sa okulom kratkog fokusa.
4. Kamera je neprozirna kamera i sistem objektiva.
5. Kino projektor
Objektivi su glavni dio kamere, aparat za projekciju, mikroskop, teleskop. I u oku postoji objektiv - objektiv.
Djelovanje optičkih uređaja opisano je zakonima geometrijske optike. Prema tim zakonima, proizvoljno mali detalji predmeta mogu se razlikovati mikroskopom; Uz pomoć teleskopa moguće je utvrditi postojanje dvije zvijezde na svim malim kutnim razmacima između njih.
Talasna priroda svetla nameće ograničenje na sposobnost razlikovanja detalja objekta ili veoma malih objekata kada se posmatraju mikroskopom. Difrakcija ne dozvoljava da se dobiju različite slike malih objekata, jer se svetlost ne širi strogo pravom linijom, već ide oko objekata. Zbog toga su slike mutne. To se dešava kada su linearne dimenzije objekata manje od dužine svjetlosnog vala.
Difrakcija takođe nameće ograničenje na rezoluciju teleskopa. Zbog difrakcije talasa na rubu oboda leće, slika zvezde neće biti točka, već sistem svetlih i tamnih prstenova. Ako su dve zvezde na malom uglovnom rastojanju jedna od druge, onda su ti prstenovi postavljeni jedan na drugi, a oko ne može da razlikuje da li postoje dve svetleće tačke ili jedna. Granični kutni razmak između svjetlosnih točaka na kojima se mogu razlikovati određuje se odnosom valne duljine prema promjeru sočiva.
Ovaj primjer pokazuje da se difrakcija uvijek mora uzeti u obzir, sa svim preprekama. Ona se sa veoma pažljivim opažanjima ne može zanemariti u slučaju prepreka čije su dimenzije mnogo veće od talasne dužine.
Difrakcija svetlosti definiše granice primenljivosti geometrijske optike. Lagano savijanje oko prepreka nameće ograničenje rezolucije najvažnijih optičkih instrumenata - teleskopa i mikroskopa.
4. Pričvršćivanje novog materijala: 17-20 min
Pitanja za samokontrolu:
1. Zašto se slika u ravnom ogledalu naziva imaginarnim?
2. Koja leća je kolekcionar? disipating?
3. Koji se objektiv naziva tanak?
4. Koje su veličine međusobno povezane formulom tanke leće?
5. Kako se realna slika razlikuje od imaginarnog?
6. Koji je glavni fokus objektiva?
7. Što se naziva uvećanje objektiva?
5. Domaći zadatak: 5 min
ch. 30 § 1-3; Ch. 31 § 1-3
6. Summarizing: 5 min
(daju se oznake, njihov komentar)