OptikaOptika Optické zobrazovanie Optické zobrazovanie

Lom a odraz svetlaLom a odraz svetla•riadia sa rovnakými riadia sa rovnakými zákonmi, aké boli zákonmi, aké boli odvodené pre mechanické odvodené pre mechanické vlnenie pomocou vlnenie pomocou Huygensovho princípu Huygensovho princípu

•ak dopadá svetelný lúč ak dopadá svetelný lúč na rozhranie dvoch na rozhranie dvoch prostredí (s odlišnými prostredí (s odlišnými optickými vlastnosťami), optickými vlastnosťami), potom sa svetlo na potom sa svetlo na rozhraní čiastočne odrazí rozhraní čiastočne odrazí a čiastočné lámea čiastočné láme

Odraz svetlaOdraz svetla

•uhlom dopadu α - svetelný lúč s kolmicou dopadu kuhlom dopadu α - svetelný lúč s kolmicou dopadu k•rovinu dopadu - dopadajúci svetelný lúč a kolmica rovinu dopadu - dopadajúci svetelný lúč a kolmica dopadu dopadu •uhol odrazu αʹ - odrazený lúč s kolmicou dopaduuhol odrazu αʹ - odrazený lúč s kolmicou dopadu•zákon odrazu: Veľkosť uhlu odrazu sa rovná veľkosti zákon odrazu: Veľkosť uhlu odrazu sa rovná veľkosti uhla dopadu – α = αʹ. Odrazený lúč leží v rovine dopadu. uhla dopadu – α = αʹ. Odrazený lúč leží v rovine dopadu. •uhol odrazu nezávisí na frekvencii uhol odrazu nezávisí na frekvencii •ak dopadá zväzok rovnobežných lúčov aj po odraze sú ak dopadá zväzok rovnobežných lúčov aj po odraze sú navzájom rovnobežné navzájom rovnobežné

Lom svetlaLom svetla

•monofrekvenčný lúčmonofrekvenčný lúč•uhol lomu β -Lomený lúč zviera s kolmicou dopadu uhol lomu β -Lomený lúč zviera s kolmicou dopadu •lomený lúč zostáva v rovine dopadu, pomer sínusu uhla lomený lúč zostáva v rovine dopadu, pomer sínusu uhla dopadu a sínusu uhla lomu je pre dve dané prostredia dopadu a sínusu uhla lomu je pre dve dané prostredia veličina stála a rovná sa obrátenému pomeru veličina stála a rovná sa obrátenému pomeru absolútnychabsolútnychindexov lomu prostredí indexov lomu prostredí

•Refraktometer Refraktometer •Odrazové hranolyOdrazové hranoly•Svetlovodné vláknaSvetlovodné vlákna

sin 90˚ = 1n2 = 1

•pri prechode svetla pri prechode svetla z opticky hustejšieho do z opticky hustejšieho do opticky redšieho prostrediaopticky redšieho prostredia •medzným uhlom αm - uhol medzným uhlom αm - uhol dopadu ak uhol lomu β sa dopadu ak uhol lomu β sa rovná β = 90˚rovná β = 90˚

Úplný odraz svetlaÚplný odraz svetla

Optika v súčasnostiOptika v súčasnosti

• spôsob, ktorým optické sústavy vytvárajú obrazy spôsob, ktorým optické sústavy vytvárajú obrazy predmetov predmetov

•optické sústavy sú prostredia a rozhrania prostredí, optické sústavy sú prostredia a rozhrania prostredí, ktoré menia chod lúčov ktoré menia chod lúčov

•lúče tvoria zbiehavý zväzok, vznikne v ich priesečníku lúče tvoria zbiehavý zväzok, vznikne v ich priesečníku skutočný (reálny) obrazskutočný (reálny) obraz zachytíme na tienidle – zachytíme na tienidle – premietacej stene. Okom ho nevidímepremietacej stene. Okom ho nevidíme

•lúče tvoria rozbiehavý zväzok, zdanlivo sa pretnú za lúče tvoria rozbiehavý zväzok, zdanlivo sa pretnú za zrkadlom, vytvárajú zrkadlom, vytvárajú neskutočný (virtuálny) obraz. neskutočný (virtuálny) obraz. Nemožno ho zachytiť na tienidle ale vidíme ho voľným Nemožno ho zachytiť na tienidle ale vidíme ho voľným okom. okom.

Optické zobrazovanieOptické zobrazovanie

•obraz utvorený na rovinnom zrkadle je vždy obraz utvorený na rovinnom zrkadle je vždy neskutočný, priamy, rovnako veľký ako predmet neskutočný, priamy, rovnako veľký ako predmet a súmerný s predmetom podľa roviny zrkadla (je a súmerný s predmetom podľa roviny zrkadla (je stranovo prevrátený.). Vzdialenosť obraza stranovo prevrátený.). Vzdialenosť obraza a predmetu od zrkadla je rovnakáa predmetu od zrkadla je rovnaká

Zobrazovanie na rovinnom Zobrazovanie na rovinnom zrkadlezrkadle

Zobrazovanie na guľovom Zobrazovanie na guľovom zrkadlezrkadle

•C – cyklický stred zrkadlaC – cyklický stred zrkadla•optická os zrkadla – priamka stredom optickej plochyoptická os zrkadla – priamka stredom optickej plochy•V – vrchol zrkadlaV – vrchol zrkadla•F – ohnisko (pri dutom zrkadle – sk., pri vypuklo – nesk.)F – ohnisko (pri dutom zrkadle – sk., pri vypuklo – nesk.)•r = |CV| - polomer krivosti zrkadlar = |CV| - polomer krivosti zrkadla•f = |FV| - ohnisková vzdialenosť, r = 2ff = |FV| - ohnisková vzdialenosť, r = 2f•a = |AV| - predmetová vzdialenosťa = |AV| - predmetová vzdialenosť•a' = |A'V| - obrazová vzdialenosť a' = |A'V| - obrazová vzdialenosť

•reflektor - zrkadlový reflektor - zrkadlový teleskopteleskop

Zobrazovacia Zobrazovacia rovnicarovnica ρ = σ + α, σ ' = ρ + α

σ + σ ' = 2ρ

Priečne Priečne zväčšeniezväčšenie

r

MVtg

a

MVtg

a

MVtg , ,

'''

fraa

r

MV

a

MV

a

MV

1211

2

'

'

y

yZ

'

fa

f

f

fa

a

a

y

yZ

'''

1. 1. 2. 2. 02 r

01 r

01 r

02 r

V2 C2

C2 C1

C1 V1

V1

V2

•optická os šošovky -optická os šošovky - priamka priamka prechádz. stredmi prechádz. stredmi CC11, C, C22

•vrcholy šošovky Vvrcholy šošovky V11, V, V22- priesečníky optickej osi s op. pl.- priesečníky optickej osi s op. pl.•hrúbka šošovkyhrúbka šošovky – vzdialenosť – vzdialenosť |V1V2||V1V2|    •optický stred šošovky O - optický stred šošovky O - stred úsečky stred úsečky V1V2 V1V2 predmetové ohnisko - Fpredmetové ohnisko - F, , obrazové ohnisko - F’obrazové ohnisko - F’•f = |FO|f = |FO| - - pred. ohnisk. vzdialenosťpred. ohnisk. vzdialenosť , , f' = |F'O|f' = |F'O| - - obr. o. v.obr. o. v.•a = |AO|a = |AO|- - predmetová vzdialenosť,predmetová vzdialenosť, a' = |A'O|a' = |A'O| - - obrazová obrazová vzdialenosťvzdialenosť

•stredy optických plôchstredy optických plôch - - CC11, C, C22 •polomery krivosti opt. op.- rpolomery krivosti opt. op.- r11, r, r22

ŠošovkyŠošovky

dvojvypuklá

ploskovypuklá

dutovypuklá

spojky rozptylky

dvojdutá

ploskodutá

vypuklodutá

•refraktor - šošovkový teleskop

Zobrazovacia rovnicaZobrazovacia rovnica

• pre priečne zväčšenie pre priečne zväčšenie šošovky Z podľa šošovky Z podľa podobnosti podobnosti trojuholníkov na obr. trojuholníkov na obr. platí:platí:

faa

faaafaafa

aff

fa

a

a

111

1./

./

'

'''

''

fa

f

f

fa

a

a

y

yZ

'''

ZobrazovanieZobrazovanieff > 0 > 0

2f >2f > a > f a > f

a a > 2f> 2f

f < 0f < 0pri všetkých polohách predmetu nastáva iba jedná situácia:pri všetkých polohách predmetu nastáva iba jedná situácia:

a a < < ff

0

0

Ďakujem za pozornosťĎakujem za pozornosť