Optické prístroje

Optické prístroje Mária Podstrelená 3.B

Ďalekohľad - je optický prístroj na pozorovanie vzdialených objektov -ďalekohľad zbiera elektromagnetické žiarenie prichádzajúce z objektov veľkou plochou a lámaním a odrážaním žiarenia vytvára jeho obraz. - prvý ďalekohľad zostrojil v roku 1608 holandský optik Hans Lippershey - na základe jeho poznatkov o rok neskôr Galileo Galilei skonštruoval prvý astronomický ďalekohľad – refraktor Johannes Kepler, skonštruoval ďalekohľad obsahujúci dve spojky - prvý zrkadlový ďalekohľad, reflektor, zostrojil Isaac Newton

Rozdelenie ďalekohľadov • Podľa fyzikálneho princípu : - refraktor ( využíva lom svetla na šošovke) - reflektor ( využíva odraz svetla na zakrivenom zrkadle) • Podľa použitia: - monokulár, binokulár ( prenosný prístroj) - teleskop ( veľký stacionárny zrkadlový prístroj používaný v astronómii)

Reflektory majú lepšie optické vlastnosti. Ich hlavným komponentom je parabolické zrkadlo s čo najväčšou plochou, ktoré sústreďuje svetlo do okulára. Najstarším a najjednoduchším typom je Newtonov ďalekohľad. • Refraktory sú šošovkové ďalekohľady, ktoré väčšina ľudí považuje za jediný možný typ ďalekohľadu. V najjednoduchšej forme sú výrobne jednoduchšie, ale s princípu majú viac optických problémov.

Galileiho refraktor • Prechod lúčov Galileovým refraktorom. Obraz je vzpriamený • Tento druh ďalekohľadu ako okulár využíva rozptylku (dutú šošovku). Objektívom je spojka, ktorá má veľkú ohniskovú vzdialenosť (f). Obrazové ohnisko objektívu takéhoto ďalekohľadu splýva s obrazovým ohniskom okuláru. Tento druh ďalekohľadu sa dnes už nepoužíva v astronómii, používa sa len ako divadelný ďalekohľad.

Keplerov refraktor • Keplerov refraktor ako okulár využíva spojku (vypuklú šošovku). Obidve šošovky, objektív aj okulár) majú spoločnú optickú os. Má veľkú ohniskovú vzdialenosť (f) objektívu, pričom, ohnisková vzdialenosť okuláru je malá. Pozorovaný obraz je prevrátený, no zväčšenie a zorné pole sú väčšie ako pri Galileovom ďalekohľade. Všetky dnešné astronomické ďalekohľady sú Keplerove ďalekohľady, preto sa pre tento druh ďalekohľadu používa aj názov hvezdársky ďalekohľad.

Reflektor • zrkadlový ďalekohľad • je ďalekohľad, ktorý vytvára obraz v ohnisku pomocou zrkadla. Toto zrkadlo môže byť guľové alebo parabolické, pričom výhoda parabolického zrkadla je, že nemá guľovú vadu.

Pozemské ďalekohľady môžu zachytávať iba to elektromagnetické žiarenie, ktoré prepúšťa zemská atmosféra • Jediný optický ďalekohľad pracujúci na obežnej dráhe Zeme je Hubblov vesmírny ďalekohľad (Hubblov teleskop)

Ako HST pracuje • HST je založený na princípoch ako pozemské prístroje. Základom je dvojica zrkadiel t.j. hlavné a sekundárne, ktoré odrážajú svetlo. Hlavným zrkadlom, objektívom, sa svetlo odráža na sekundárne zrkadlo na opačnom konci teleskopu. Toto sekundárne zrkadlo potom odráža svetlo vnútrajškom HST do otvoru uprostred objektívu. Sústredené svetlo potom prechádza časťou prístroja, v ktorej je množstvo kamier a iných zariadení. Podľa potreby je svetelný zväzok nasmerovaný do určitého zariadenia.

Fotoaparát • je opticko mechanické zariadenie slúžiace na vytváranie fotografií pomocou svetla • Základom fotoaparátu je uzavretá svetlotesná komora s otvorom vybaveným šošovkami, ktorý sa nazýva objektív. V momente, keď je stlačená spúšť, uzávierka sa na určitý čas otvorí a umožní svetlu vniknúť do vnútra komory. V jej vnútri sa vždy nachádza určitý druh svetlo citlivej záznamovej vrstvy (film, polovodičové snímacie prvky), na ktorú dopadajúce svetlo kreslí obraz. Miesto, kam dopadá toto svetlo sa nazýva matnica

Princípom, na ktorom sú všetky kamery a fotoaparáty založené je perspektívne premietanie. Najjednoduchším zariadením, ktoré funguje na tomto princípe je tzv. „pinhole“ kamera. Ide o uzavretú schránku kvádrového tvaru s teoreticky nekonečne malou štrbinou na prednej stene, v ktorej sa pretínajú všetky svetelné lúče, ktoré do schránky vnikajú. Zadná stena schránky slúži ako priemetňa, na ktorej sa zobrazí objekt

V kľudnom stave, keď sa pozeráme do hľadáčika prechádza svetlo objektívom, kde v jeho strede je umiestnená clona. Tá je v kľudnom stave otvorená na maximum, aby bol obraz v hľadáčiku čo najjasnejší a aby všetky senzory v tele zrkadlovky mali dostatok svetla . Svetlo dopadá na zrkadielko, ktoré je pod 45o a tým odráža svetlo do hľadáčika. Svetlo odrazené od zrkadla dopadá na matnicu na ktorom sa premietne obraz. Obraz vytvorený v objektíve je hore nohami a preto ho treba obrátiť. Na to slúži hranol, umiestnený v hľadáčiku. Obraz otočený hranolom je pomocou jednoduchej optiky premietnutý do oka. Keď sa stlačí spúšť, tak sa zmenia pomery v prístroji. Obidva zrkadla sa sklopia hore, takže prestanú cloniť a čiastočne zakryjú hľadáčik. Clona v objektíve sa uzavrie a otvorí sa závierka. Svetlo tak dopadá na senzor a vytvára snímok. Potom sa závierka zavrie a clona sa znova otvorí na maximum a zrkadla sa sklopia dolu.

Lupa • je vlastne spojka s malou ohniskovou vzdialenosťou. vhodnou polohou šošovky a predmetu dosiahneme, že šošovka vytvorí neskutočný obraz vo vzdialenosti, v ktorej je oko schopné vytvoriť ostrý obraz. Praktické použitie zväčšenia zorného uhla je obmedzené chybami, ktoré pri zobrazovaní vznikajú. Jednoduchá šošovka je použiteľná do šesťnásobného zväčšenia. Väčšie zväčšenie (až 30-násobné) možno dosiahnuť okulármi, ktoré sú zložené z viacerých šošoviek.

Mikroskop • je optická sústava, zložená z objektívu a okulára. Obe šošovky sú spojky a sú usporiadané tak, aby ich optická os bola spoločná. Objektív má malú ohniskovú vzdialenosť f1 a okulár väčšiu ohniskovú vzdialenosť f2. Predmet umiestnime pred objektív tak, aby vznikol skutočný, prevrátený a zväčšený obraz. Okulár je od objektívu vzdialený tak, aby obraz vytvorený objektívom bol v ohniskovej rovine okulára. Okulár tu slúži ako lupa a vytvorí neskutočný obraz, ktorý je oko schopné pozorovať. Celkové zväčšenie mikroskopu vypočítame ako súčin zväčšení objektívu a okulára (zväčšenia bývajú obyčajne na objektívoch a okulároch uvedené)

Oko • Očná šošovka je dvojvypuklá spojná sústava a jej vzdialenosť od sietnice je stála. Na rôzne vzdialené predmety sa zaostruje zmenou jej optickej mohutnosti, čo nazývame akomodácia oka. • Vzdialenosť, z ktorej môžeme predmety dlhodobo pozorovať bez väčšej únavy je 250 mm a nazývame ju konvenčná vzdialenosť • Množstvo svetla, ktoré dopadá na sietnicu reguluje dúhovka, ktorá slúži ako clona a plynulo sa mení podľa intenzity dopadajúceho svetla • Veľkosť obrazu na sietnici závisí od veľkosti zorného uhla t, ktorý zvierajú svetelné lúče prechádzajúce optickým stredom šošovky a okrajmi predmetu

Ďakujem za pozornosť 

Optické prístroje