OPTIKA‎ > ‎

Subjektivní optické přístroje

Subjektivní optické přístroje = přístroje, kde obraz je zaznamenáván pouze okem
  1. Oko
  2. Lupa
  3. Optický mikroskop
  4. Dalekohled

1. OKO


Oko = spojná optická soustava, která na sítnici vytváří obrazy převrácené, skutečné a zmenšené

Akomodace = schopnost oční čočky měnit svou optickou mohutnost
(ciliární svaly napínající čočku mění její poloměry křivosti a tím se mění její optická mohutnost)

Hranice akomodace zdravého oka :

  1. blízký bod - nejbližší bod, který se ostře zobrazí na sítnici při největší akomodaci
  2. daleký bod - nejvzdálenější bod, který se ostře zobrazí na sítnici při nulové akomodaci

Konvenční zraková vzdálenost = vzdálenost předmětu, při které se nejméně oko unavuje

pro zdravé oko: d = 25 cm

Lidské oko vidí ostře ty předměty, které se nacházejí mezi blízkým a dalekým bodem.

Vady oka :
  • Krátkozrakost - obraz předmětu se zobrazí před sítnicí
    odstranění : pomocí rozptylek
  • Dalekozrakost - obraz předmětu se zobrazí za sítnicí
    odstranění : pomocí spojek
  • Astigmatismus - obraz předmětu se zobrazí neostře ve směru vertikálním nebo horizontálním
    příznaky : zaměňování si podobných znaků (H, M, N nebo 0, 8)
    příčiny : špatné zakřivení rohovky
    odstranění : pomocí torických korekčních čoček
Další důležité pojmy : sítnice, žlutá skvrna, slepá skvrna, tyčinky, čípky

Zorný úhel (τ) - tau
  • τ > 1´ ..... oko je schopno rozlišit 2 body na předmětu
  • τ < 1´ ..... 2 body splynou v jediný (oko je nerozliší)

Další studijní materiál:

LASIK - moderní způsob korekce vady oka


Operace šedého zákalu (katarakty)



2. LUPA

= optický přístroj sloužící ke zvětšení zorného úhlu malých předmětů
 
Význam zvětšení zorného úhlu:
  • oko rozezná na předmětu více podrobností
  • předmět se jeví více osvětlen, než při přímém pozorování

Složení lupy : spojná čočka s malou ohniskovou vzdáleností

Pozorování předmětu lupou:
  1. předmět umístěn v ohniskové rovině lupy (a = f)

    lupa zobrazuje předmět v nekonečnu a oko jej pozoruje bez akomodace (oko je zaostřeno na nekonečno)

    zavádíme : úhlové zvětšení ( γ ) - gama


    d ... konvenční zraková vzdálenost
    f ... ohnisková vzdálenost lupy
    a ... předmětová vzdálenost

  2. předmět mezi ohniskem a lupou (a < f)

    obraz je neskutečný, zvětšený a vzpřímený, oku se jeví v konečné vzdálenosti (pro konkrétní a je konečná vzdálenost rovna d)
Podívej se
Zdroj: Gymnázium Jakuba Škody, Přerov - Projekt: Optika jednoduše
Informace o lupě na Wikipedii

3. OPTICKÝ MIKROSKOP

= centrovaná spojná optická soustava zvětšující zorný úhel malých předmětů

Složení :

  • OBJEKTIV - spojka (f1)
  • OKULÁR - spojka (f2)        f1 << f2
princip zobrazování :
  1. pozorovaný předmět (y) se klade před ohniskovou rovinu objektivu
  2. objektivem se vytvoří převrácený, zvětšený a skutečný obraz y´ předmětu y
  3. tento obraz se pozoruje okulárem jako lupou
    (aby se oko nenamáhalo akomodací, seřizuje se mikroskop tak, aby obraz y´ ležel v ohniskové rovině okuláru - docílíme toho úpravou vzdálenosti objektivu od předmětu)
  4. okulár pak zobrazuje předmět v nekonečnu (oko vidí neskutečný obraz y´´pod zorným úhlem τ´)

Z obrázku pro úhlové zvětšení platí :

Dále z podobnosti trojúhelníků plyne :
Potom pro úhlové zvětšení mikroskopu platí :
d ... konvenční zraková vzdálenost
f1 ... ohnisková vzdálenost objektivu
f2 ... ohnisková vzdálenost okuláru
Δ ... optický interval mikroskopu (vzdálenost obrazového ohniska objektivu a předmětového ohniska okuláru)

Poznámka : U běžných mikroskopů se dosahuje zvětšení až 1 000 krát. Speciálním mikroskopem lze dosáhnout až zvětšení 2 000 krát, což je také největší možné zvětšení optickým mikroskopem, tzn. v oboru světelného vlnění. Další zvětšení již není možné, poněvadž se projevuje vlnová povaha světla, která omezuje rozlišovací schopnost mikroskopu.

Podívej se (Leeuwenhoekův mikroskop na Fyzwebu)

Srovnej (princip činnosti mikroskopu na Encyklopedii fyziky)


4. DALEKOHLED

= optický přístroj zvětšující zorný úhel při pozorování vzdálených předmětů

Složení : OBJEKTIV (f1) a OKULÁR (f2)        f1 >> f2

Rozdělení :
  1. Keplerův dalekohled (hvězdářský)
    objektiv i okulár tvoří spojky

    obrazové ohnisko objektivu a předmětové ohnisko okuláru splývají
    vzdálenost optických středů = f1 + f2
    z obrázku plyne :

    Potom pro úhlové zvětšení mikroskopu platí :

    f1 ... ohnisková vzdálenost objektivu
    f2 ... ohnisková vzdálenost okuláru

    Poznámka:
    - Obraz v oku je výškově i stranově převrácený. V astronomii to nevadí a pro pozemská pozorování se obraz vytvořený objektivem převrací pomocí spojné čočky nebo optických hranolů (Hranolový dalekohled - TRIEDR)
    - dalekohled = afokální (teleskopická) soustava (paprsky vstupující do objektivu i vystupující z okuláru jsou rovnoběžné)

    Podívej se (Encyklopedie fyziky)


  2. Galileiho dalekohled (pozemský, holandský)

    objektiv tvoří spojka, okulár tvoří rozptylka


    obrazové ohnisko objektivu splývá s předmětovým ohniskem okuláru
    vzdálenost optických středů = f1 - | f2 |
    obraz je vzpřímený, neskutečný, úhlově zvětšený
    v praxi: divadelní kukátko
  3. Podívej se (Encyklopedie fyziky)


  4. Newtonův dalekohled (zrcadlový)
objektiv tvoří duté parabolické zrcadlo, okulár tvoří spojka

výhody: menší vady zobrazení

Podívej se (Encyklopedie fyziky)

Jiné rozdělení dalekohledů :
  • REFLEKTORY - zrcadlové dalekohledy
  • REFRAKTORY - čočkové dalekohledy