Przykład obiektywu kamery

Aparat fotograficzny

z obiektywem zmiennoogniskowym

i lampą błyskową

Obiektywy szerokokątnyteleobiektyw

Szerokokątny – półpełny kąt Normalny - małoobrazkowy

TeleobiektywyZdjęcia przez różne obiektywy

Przyrządy

Powiększenie wizualne

'f250

l250'fl

w'w

G

Lupa

Mikroskop

w’

l w

250

Przedmiot

Nośnik F

l

f’

ObOk lupa

Nośnik

f’okPrzedmiot Obraz dany przez obiektyw

-w’

okobok

ob G'f

250G Powiększenie wizualne

LUPY Najprostszy mikroskop o małym powiększeniu

Lupy

Powiększenia G = 2.5 – 10x

Mikroskop studencki Mikroskop naukowy

Obiektyw mikroskopowy

Powiększenie ob. = -40x

Zaznaczone biegi promieni

Przyrządy cd Lunety

Przedmiot w Obraz w Obraz dany przez

obiektyw

ObOk

F’ob

f’ob

Fok

f’ok

W płaszczyźnie obrazu płytka z

krzyżem celownik

w -w’

ok

ob

'f'f

w'w

G Powiększenie wizualne

Zmierzch przyrządów wizualnych

Profesjonalne układy rejestrują obrazy za pomocą

kamer CCD – Charge Coupled Device

Obraz w komputerze w postaci cyfrowej w celu jego przetwarzania

Lornetka 7x45Peryskop

Teleskop SALT w RPA

Współpraca: Polska, RPA, Niemcy, Nowa Zelandia, USA i Wielka Brytania

Średnica zwierciadła

11 m !!!

Teleskop SALT w RPA

Adaptacyjna optyka

91 zwierciadeł o średnicy 1 m

wysokość 30 m waga 82 tony

Projektowany jest teleskop o średnicy 50 m

Macierz odbiorników CCD

Typowy wymiar 2.1 x 2.1 mm liczba pikseli 512 x 512

Promień w ośrodku niejednorodnym Przestrzeń przyosiowa małe kąty u

z

Kie

rune

k zm

iany

n r

rdr

dnn'n

r

’

u’

nu

Z prawa załamania sinn'sin'n

ponieważ ’ = /2 – u’ oraz = /2 – u

ucosn'ucos'n

r

dr

duusinucosr

dr

dnnr

dr

ucosducos'na więc lewa

strona równania

Po wymnożeniu 2rdr

du

dr

dnusinr

dr

duusinnucosr

dr

dnucosn

pomijalnie mała wartość

= 1 = uPonieważ u = dr/dz

drdn

n1

dzrd2

2

równanie promienia

Światłowód gradientowy

rz

rara5.01

radzrd 2

22

2

2

2

i równanie różniczkowe promienia dla światłowodu

randrdn 2

0więc dla równaniadrdn

n1

dzrd2

2

Niech 220 ra5.01nn

1ra5.0 22 przy czym

a - stała

Światłowód gradientowy

Bieg promieni w światłowodzie dla z = 0 r0

= 0 dla różnych u0

Okres Y = 2/a

azcosuazsinardzdr

u

azsinau

azcosrr

00

00

Rozwiązanie równania

różniczkowego

niech dla z = 0 wysokość padania promienia r = r0 i kąt dr/dz = u0

Warunki początkowe

grad(n)

grad(n)

r

Y

z0

Wpływ gradientów temperatury

grad(n)

273/t1

a1n

t – temperatura w 0C

Zjawisko fata morganaWpływ gradientów temperatury

Ziemia

t – temperatura w 0C

p - ciśnienie w mm Hg 760

p

273/t1

a1n

grad(p) grad(n)

Zalety i trudności optyki geometrycznej

Trudności

Brak pojęcia długości fali. Na podstawie aksjomatów nie można wyjaśnić rozszczepienia światła przez pryzmat

Promień jest pojęciem geometrycznym zostawiającym ślad bez możliwości przypisania mu mocy

Niemożliwe wyznaczenie podziału mocy na wiązkę przechodzącą i odbitą

Nie wyjaśnia zjawisk interferencji, dyfrakcji i polaryzacji

ZaletyProstota pojęć i prostota analizy biegu promieni

zwłaszcza przy wykorzystaniu komputerów

Literatura uzupełniająca

R.Jóźwicki: Optyka instrumentalna. WNT, Warszawa 1970, rozdział 1, 2. Fragmenty książki, Fundacja Wspierania Rozwoju i Wdrażania Technik Optycznych

E.Hecht, A.Zajac: Optics. Addison-Wesley Publ. Co., Reading Mass. 1974, rozdział 5

B.E.A.Saleh, M.C.Teich : Fundamentals of Photonics, John Wiley & Sons, New York 1991, rozdział 1

R.Jóźwicki: Podstawy inżynierii fotonicznej. Ofic,Wyd. PW, Warszawa 2006

M.Born, E.Wolf: Principles of Optics. Pergamon Press, Oxford 1980, rozdział III

Literatura podstawowa poziom wyższy naukowa