Тема: 1. Ідеальна оптична система. Виведення основних співвідношень. 2. Оптичні інструменти: Лупа. Мікроскоп. Зорові труби.

Заняття №4-5

Результати навчання:

Основні поняття (знати і розуміти):

• Формули Ньютона, Гауса, відрізків, лінійне (поперечне), кутове, поздовжнє збільшення.
• Збільшення лупи при акомодації на нескінченність та на відстань найкращого зору. Будова, принцип роботи, хід променів та збільшення мікроскопу та зорових труб Кеплера і Галілея.

Уміння:

Будувати хід променів та зображення в оптичних системах, заданих головними площинами та положенням кардинальних елементів. Розраховувати положення зображень та збільшення. Розраховувати збільшення лупи, телескопу, мікроскопу.

Ідеальна оптична система

 

Ідеальною оптичною системою називають оптичну систему, яка відображає точку предмета точкою й зберігає заданий масштаб зображення. (Зберігається гомоцентричність пучків)

У повітрі

 

Якщо n – показник заломлення середовища перед лінзою ( у просторі предметів),

а n′ – за лінзою ( в просторі зображень), то

Завжди!

 

Поперечне (лінійне) збільшення

Заняття №4-5

Ідеальна оптична система

У повітрі

Поперечне (лінійне) збільшення

 

 

Заняття №4-5

Ідеальна оптична система

1. Формула Ньютона

2. Формула Гаусса

5. Кутове збільшення

7. Зв’язок між збільшеннями

6. Поздовжнє збільшення

4. Лінійне збільшення

 

 

3. Формула відрізків

Заняття №4-5

Товста лінза

Задача

а) Знайти положення кардинальних елементів скляної кулі діаметром 50 мм, виготовленої із скла КФ4.

б) Визначити положення зображення та його збільшення, якщо предмет приклали впритул до кулі.



F

- f

f '

- SF

S'F '

F'

2y

2y'

- a'

- a = SH

Заняття №4-5

---

Товста лінза

Розв’язання:

Користуючись формулами, які визначають положення кардинальних елементів товстої лінзи, отримуємо:



F

- f

f '

- SF

S'F '

F'

2y

2y'

- a'

- a = SH

Заняття №4-5

Це означає, що передня і задня головні площини співпадають і проходять через центр кулі (будь-якої!)

Товста лінза

Розв’язання:



F

- f

f '

- SF

S'F '

F'

2y

2y'

- a'

- a = SH

Заняття №4-5

 

Побудова ходу променів і зображень

за допомогою допоміжних променів

H

HI´

F′

F

H

HI´

F′

F

Заняття №4-5

Обов’язково для вивчення!

Нехай потрібно побудувати хід синього променя, якщо відомі положення головних і фокальних площин

при Ф>0.

Існує 4 допоміжних променя, використовуємо один з можливих варіантів:

Допоміжні промені показані червоними та зеленими стрілками!

Оптична система ока

Акомодація ока

Задача

Межі акомодації ока короткозорої людини без окулярів лежать між a1 = 16см і a2 = 80см. В окулярах вона добре бачить віддалені предмети. На якій мінімальній відстані d вона може тримати книгу при читанні в окулярах?

Заняття №4-5

Оптичні інструменти

1. Лупа

• видиме збільшення при акомодації ока

на нескінченність

• видиме збільшення при акомодації ока на відстань найкращого зору

 

де L = 250 мм – відстань найкращого зору

 

Задача

Лупа дає збільшення Г = 2. Впритул до неї приклали збиральну лінзу з оптичною силою Ф1 = 20 дптр. Яке збільшення Г2 буде давати така складена лупа?

Заняття №4-5

Оптичні інструменти

1. видиме збільшення лупи при акомодації ока

---

на нескінченність

 

де Ф0 – оптична сила лупи

Задача

Лупа дає збільшення Г = 2. Впритул до неї приклали збиральну лінзу з оптичною силою Ф1 = 20 дптр. Яке збільшення Г2 буде давати така складена лупа?



Розв’язання:

2. Так як обидві лінзи тонкі і складені впритул, то оптична сила такої складеної лупи

 

 

3. Збільшення складеної лупи

 

Заняття №4-5

Оптичні інструменти

2. Телескоп

• Зорові труби

• видиме збільшення

 

L = fоб’ + fок’

Кеплера

Галілея

Задача

Оптична сила Ф об'єктива телескопа дорівнює 0,5 дптр. Окуляр діє як лупа, що дає збільшення Г1 = 10. Яке збільшення Г2 дає телескоп?

Заняття №4-5

Fˈ1

Оптичні інструменти

2. Мікроскоп

• видиме збільшення

окуляр

ΔF

-w/

-w/

-l/

l

1

2

F2/

F2



F1

 

об’єктив

Основні характеристики

об’єктивів мікроскопів:

• лінійне збільшення (від 3х до 90х)
• числова апертура (від 0,01 до 1,4).

Найвживаніші

окуляри мікроскопів мають:

збільшення від 5х до 20х ,

що відповідає фокусним відстаням

від 50 мм до 12,5 мм

Заняття №4-5

Оптичні інструменти

2. Мікроскоп

• видиме збільшення

при акомодації на відстань найкращого зору

 

- fок

f 'ок

око

F'1

F2

l/

w'

l//

l

F'2

F1

f 'об

- f об

об’єктив

окуляр

250мм

відстань найкращого зору

ΔF

Заняття №4-5

---

Смотрите также файлы

• Конспект лекций Структурная схема классической.pptx

• Инструкция кадровика с учетом изменений 2022 утверждаю генеральный директор ооо Солнышко.docx

• Азербайджанская кухня.docx

• Осетиноингушский вооружённый конфликт 1992 года.docx

• Самостоятельная работа по теме 1 Функциональносмысловые типы речи Цель занятия.docx