B) Zobrazování optickými soustavami
Při optickém zobrazování se využívají již známé jednoduché obecné principy:
1. přímočaré šíření světla
2. zákon odrazu
3. zákon lomu
4. nezávislost chodu světelných paprsků
1. Optické zobrazování
Praxe: pozorování předmětů okem - z každého bodu předmětu, který okem pozorujeme, vycházejí světelné paprsky a vytvářejí rozbíhavý svazek paprsků - v oku se rozbíhavý svazek paprsků mění ve sbíhavý
A ..... předmět, A´..... obraz bodu A
zobrazovací prvky = zařízení, která mění chod světelných paprsků tak, aby zobrazení bylo co nejkvalitnější (čočky, zrcadla, optické hranoly, ...)
zobrazovací (optická) soustava = vhodné uspořádání zobrazovacích prvků (oko, lupa, mikroskop, ...)
Optickými soustavami získáváme 2 druhy obrazů :
1. skutečný (reálný) obraz A´předmětu A = paprsky vystupující z optické soustavy jsou sbíhavé (obraz lze zachytit na stínítku)
obraz Slunce vytvořený lupou na listu papíru
2. zdánlivý (virtuální) obraz A´předmětu A = paprsky vystupující z optické soustavy jsou rozbíhavé (obraz nelze zachytit na stínítku)
2. Rovinné zrcadlo
jedná se o zobrazení odrazem
obraz vytvořený rovinným zrcadlem je vždy:
zdánlivý (odražené paprsky tvoří rozbíhavý svazek)
vzpřímený
stejně veliký jako předmět
souměrný s předmětem podle roviny zrcadla
a' = |OA'|… vzdálenost obrazu za zrcadlem
a = |OA| … vzdálenost předmětu před zrcadlem
a = a'… zobrazovací rovnice rovinného zrcadla
3. Kulové zrcadlo
= je vytvořeno na povrchu části optické kulové plochy
dochází k deformaci obrazu
rozlišujeme:
a) duté zrcadlo
skutečný
zmenšený
převrácený
F … ohnisko dutého zrcadla je bod na o, v němž se rovnoběžné paprsky s optickou osou protínají po odrazu od zrcadla
užití: součást světel, lékařství ORL, stomatologie, solární elektrárny, dalekohled
b) vypuklé zrcadlo
zdánlivý
zmenšený
přímý
F … ohnisko vypuklého zrcadla je bod na o, v němž se protínají přímková prodloužení paprsků rovnoběžných s optickou o po odrazu od zrcadla
c … střed křivosti
r … poloměr křivosti
v … vrchol zrcadla, zvolený bod na povrchu, prochází jím optická osa
o … optická osa, prochází c a v
užití: zpětná zrcátka v autech, na křižovatkách
f = r/2=|FV| … ohnisková vzdálenost
1/a + 1/a' = 1/f … zobrazovací rovnice kulového zrcadla
3 význačné paprsky:
1) prochází c, odráží se stejným směrem
2) rovnoběžný s o, po odrazu protíná F
3) prochází F, odraz rovnoběžný s o
5. Čočky
zobrazení lomem
= čiré optické prostředí omezené dvěma opticky hladkými plochami, určené k optickému zobrazení
1) spojné čočky (spojky) – konvexní (D+)
mění rovnoběžný svazek paprsků ve svazek sbíhavý
uprostřed nejtlustší
a) dvojvypuklá
b) ploskovypuklá
c) dutovypuklá
g) značka spojky
2) rozptylné čočky (rozptylky) – konkávní (D-)
mění rovnoběžný svazek paprsků ve svazek rozbíhavý
uprostřed nejtenčí
d) dvojdutá
e) ploskodutá
f) vypuklodutá
h) značka rozptylky
C1, C2 ... středy optických ploch
r1, r2 ... poloměry křivosti optických ploch
o ... optická osa
V1, V2 ... vrcholy čočky
O ... optický střed čočky
V1 V2 ... tloušťka čočky
|V1V2| = zanedbatelně malá ... tenké čočky
ohnisková rovina = rovina procházející ohniskem kolmá na optickou osu
1 / f = (n2 / n1 - 1)(1 / r1 + 1 / r2) .... zobrazovací rovnice čoček
6. Zobrazení tenkou čočkou
používáme 3 význačné paprsky
1. Paprsek procházející optickým středem čočky se neláme
2. Paprsek dopadající rovnoběžně s optickou osou na čočku se láme do ohniska F´
3. Paprsek procházející bodem F se láme rovnoběžně s optickou osou
Žádné komentáře:
Okomentovat