Przyrządy optyczne

Przyrządy optyczne
i
ich zastosowanie
Przyrząd optyczny
urządzenie służące do zmieniania drogi promieni
świetlnych, a czasem także promieni niektórych
innych form promieniowania elektromagnetycznego.
W zależności od konstrukcji, służyć może do różnych
celów, jak np. obserwacji obiektów trudno lub wręcz w
ogóle nie rozpoznawalnych za pomocą nieuzbrojonego
ludzkiego oka (obiektów zbyt małych), obserwacji
obiektów zasłoniętych dla bezpośredniej obserwacji,
projekcji lub ekspozycji obrazów, nadania oświetleniu
odpowiedniego kierunku i kształtu, lub też korekty
wad wzroku.
Oko człowieka
Jak działa oko?
Światło wpadające do oka biegnie przez rogówkę, komorę przednią
oka, soczewkę i ciało szkliste, by zakończyć swą podróż na
siatkówce wywołując wrażenie wzrokowe przekazywane do mózgu
za pośrednictwem nerwów łączących się w nerw wzrokowy.
Rogówka, wraz z cieczą wodnistą, soczewką i ciałem szklistym,
stanowią układ skupiający promienie świetlne tak, by na siatkówce
pojawiał się ostry obraz obserwowanego przedmiotu i dawał jak
najostrzejsze wrażenie wzrokowe. Dlatego też soczewka ma
możliwość zmiany swojego kształtu, a co za tym idzie mocy
optycznej. Pozwala to na ogniskowanie na siatkówce przedmiotów
znajdujących się w różnych odległościach od oka. Zdolność tę
nazywamy akomodacją. Ostre widzenie uzyskiwane jest wtedy, gdy
ognisko obrazowe pokrywa się z siatkówką. W przypadku, gdy
oko nie jest w stanie zogniskować światła dokładnie na siatkówce
mówimy o wadach wzroku.
Aparat fotograficzny
Aparat fotograficzny jest
przyrządem służącym
do wykonywania zdjęć
fotograficznych.
Pierwowzorem aparatu
fotograficznego było
urządzenie nazywane
camera obscura.
Camera obscura
(Camera obscura z łac. ciemna skrzynka), zwana
także kamerą otworkową - składa się z
poczernionego wewnątrz pudełka (dla
zredukowania odbić światła). Na jednej ściance
znajduje się niewielki otwór (obiektyw), a na
drugiej matowa szyba (matówka), lub kalka
techniczna. Promienie światła wpadające przez
otwór rysują na matówce odwrócony i
pomniejszony obraz. Wstawiając w miejsce
matówki kliszę fotograficzną otrzymamy
zdjęcie.
Rzutnik przeźroczy (diaskop)
urządzenie służące do wyświetlania
przezroczy na ekranie.
Epidiaskop
urządzenie projekcyjne służące do wyświetlania obrazów
statycznych (nieruchomych) na ścianie lub typowym
białym ekranie projekcyjnym, będące połączeniem
episkopu i diaskopu, czyli umożliwiające prezentację w
powiększeniu materiałów oświetlonych światłem odbitym
lub przechodzącym.
Epidiaskop należy do sprzętu biurowego lub dydaktycznego, i
jest obecnie wypierany przez projektory komputerowe,
umożliwiające rzucanie na ścianę obrazów nieruchomych
lub ruchomych bezpośrednio z komputera, w zastępstwie
wyświetlania ich na monitorze komputerowym.
Episkop
projektor, rzutnik, przyrząd do wyświetlania
przedmiotów nieprzezroczystych
(fotografii, rysunków itp.)
Lornetka
przyrząd optyczny w postaci
dwóch lunet, sprzężonych
równolegle. Umożliwia
obuoczną obserwację odległych
obiektów. Lorneta jest tak
skonstruowana, aby dawała
obraz prosty, czyli nie
odwrócony do góry nogami.
Zaletą lornety w porównaniu z
lunetą (przy tej samej kątowej
szerokości pola widzenia) jest
obraz jaśniejszy i o większej
rozdzielczości. Rozstawienie
lunet wpływa także na wrażenie
plastyczności obrazu (odczucia
odległości).
Teleskop
przyrząd optyczny do
powiększania
odległych obrazów.
Jego podstawowymi
częściami są: tubus,
okular i obiektyw.
Małe teleskopy
nazywa się lunetami.
Lupa
przyrząd optyczny składający się z
jednej lub kilku soczewek o
dostatecznie dużej zdolności
skupiającej (krótkiej ogniskowej);
używany do obserwacji
niewielkich przedmiotów, które
umieszcza się w odległości
mniejszej lub równej ogniskowej;
przy użyciu lupy uzyskuje się
obraz prosty, pozorny,
powiększony (od kilku do 20
razy); powiększenie lupy wynosi
w przybliżeniu d/f, gdzie d —
odległość najlepszego widzenia, f
— ogniskowa soczewki.
Monokl
szkło optyczne na jedno oko (dawn.
modne u mężczyzn).
Mikroskop
Zestawy soczewek, pozwalające
uzyskiwać znaczne
powiększenia, znane były
holenderskim szlifierzom
soczewek w końcu XVI
wieku. W tym środowisku
powstał ok. 1590 roku
pierwszy mikroskop. W
marcu 1625 po raz pierwszy
użyto słowa "mikroskop" pojawiło się ono w liście
jednego z badaczy do
włoskiego księcia Federiga
Cesiego. . Pierwsze
mikroskopy były
mikroskopami optycznymi na
światło dzienne.
Właściwy rozwój mikroskopu nastąpił jednak dopiero w drugiej połowie
XVII wieku.
Wczesne mikroskopy dawały niewielkie powiększenia (do 60 razy) z
uwagi na wady ówczesnych soczewek. Takim mikroskopem,
powiększającym zaledwie 40-krotnie, angielski uczony Robert Hooke
odkrył ok. 1665 roku komórkową budowę organizmów żywych.
Przyrodnik holenderski i kupiec bławatny Antony van Leeuwenhoek
skonstruował udoskonalony mikroskop stosując nadzwyczaj dokładnie
oszlifowane soczewki o bardzo krótkiej ogniskowej. Taki mikroskop
dawał już powiększenie 270-krotne, chociaż jego wysokość wynosiła
tylko 5 cm i zawierał tylko jedną soczewkę. We wrześniu 1674 roku
doniósł Towarzystwu Królewskiemu w Londynie, że za pomocą
zbudowanego własnoręcznie mikroskopu udało mu się dostrzec "bardzo
małe żyjątka". Człowiek po raz pierwszy zobaczył bakterie. Na początku
XX wieku, mikroskop optyczny pozwalał już uzyskiwać powiększenia ok.
2000-krotne. W 1931 roku zespół fizyków niemieckich pod kierunkiem
fizyka Ernsta Ruska (który otrzymał za to Nagrodę Nobla), skonstruował
mikroskop elektronowy, którego wersję użyteczną zbudowała w 1938
roku firma Siemens. Pozwala on uzyskiwać powiększenia rzędu 250 tys.
razy. W 1956 roku Amerykanin Ervin W. Mueller skonstruował
mikroskop jonowy do badania struktury metalowych ostrzy, pozwalający
uzyskiwać powiększenia rzędu kilku milionów razy.
Okulary
przyrząd w postaci
szkieł lub soczewek, w
oprawce, służący do
ochrony oczu lub
korekty wzroku.
Peryskop
dwusoczewkowy obiektyw fotograficzny,
składający się z identycznych soczewek
umieszczonych po przeciwnych stronach
przysłony, co kasuje dystorsję (wada
optyczna polegająca na różnym
powiększeniu obrazu w zależności od jego
odległości od osi optycznej instrumentu ).
Reflektor
zwierciadło wklęsłe, służące do
zwężania padającej na nie
wiązki energii o charakterze
falowym (np. promieniowanie
elektromagnetyczne, fala
akustyczna), w celu
wzmocnienia energii danej
fali. Lustro działające jak
soczewka skupiająca.
Reflektor służy do ułatwienia
obserwacji danego zjawiska
falowego, lub wysłania go w
określonym kierunku.
Do elementów aktywnych (zmieniających
drogę promieni) wchodzących w skład
bardziej skomplikowanych przyrządów
optycznych należą: obiektyw, okular,
soczewka, układ optyczny, zwierciadło.
Do elementów pomocniczych należą m.in.:
pierścień pośredni, tubus.
Przygotowała i opracowała:
Monika Brzezińska
Kl. 3B
Łódź, dn. 09.12.2004r.