28
Instrumente optice Elev: Anton Emanuela Prof. coord.: Rascarache Corneliu Clasa: a IX-a E An școlar: 2010-2011 Școala Normală „Vasile Lupu”, Iași

Instrumente optice

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Nu e tocmai bine realizat, dar merge!

Citation preview

Page 1: Instrumente optice

Instrumente optice

Elev: Anton Emanuela Prof. coord.: Rascarache Corneliu Clasa: a IX-a E An școlar: 2010-2011

Școala Normală „Vasile Lupu”, Iași

Page 2: Instrumente optice

Instrumentele optice sunt sisteme centrate formate din lentile,oglinzi și diafragme,care se

utilizează pentru a se obține imagini ale diferitelor obiecte și pentru a îmbunătăți

condițiile de observare a acestora.

Page 3: Instrumente optice

Lupa Lupa este cel mai simplu aparat optic

întâlnit. Este alcătuit dintr-o lentilă convergentă cu distanța focală mică,

comparativ cu raza de curbură și dimensiunile lentilei. La formarea imaginii

prin lupă a obiectului vizionat, acesta trebuie poziționat între centrul optic și focarul obiect.

Page 4: Instrumente optice

După cum puteţi observa în imaginea de mai sus, imaginea reală este inversată după

pătrunderea razelor de lumină în ochi. Pentru cei care nu ştiu acest lucru, trebuie menţionat

că acesta este modul în care ochiul uman funcţionează. Creierul face inversarea

imaginii răsturnate, în aşa fel încât lucrurile să ne pară în poziţia corectă

Page 5: Instrumente optice

Cum măreşte lupa un obiect?

Motivul pentru care o lupă poate produce o imagine mărită a unui obiect este acela că o lentilă biconvexă are proprietatea de a curba traiectoria rezelor de lumină ce o traversează. Lumina reflectată de obiect intră în lentilă în linii drepte. La ieşirea din aceasta, rezele de lumină (ce suferă o deviere a direcţiei de deplasare, refracţie) sunt concentrate într-un punct numit focar (care este

situat, la o lentilă banală, de citit, la aproximativ 25 de centimetri). Această capacitate a lentilei de a concentra

lumina aţi folosit-o probabil în copilărie când, focalizând razele Soarelui, aprindeaţi bucăţi de hârtie.

Page 6: Instrumente optice

Imaginea virtuală a unui obiect este imaginea pe care o vedeţi în fapt atunci când folosiţi lupa. Aceasta este

imaginea mărită a obiectului. Dacă eliminăm lupa din imaginea de mai

sus, vom vedea obiectul aşa cum este reprezentat în imaginea de alături.

 

Page 7: Instrumente optice

Schimbarea dimensiunii imaginii virtuale odată cu schimbarea distanţei dintre lupă şi obiect

La schimbarea distanţei lupei faţă de obiect se poate observa cum imaginea virtuală îşi schimbă la rândui ei dimensiunile. După cum puteţi vedea în

imaginea de mai jos, odată cu depărtarea lupei de obiect, acesta pare mai mare; este ca şi cum

obiectul ar fi mai aproape de dumneavoastră, ca şi cum o fotografie a obiectului se apropie sau de

depărtează de ochi. În realitatea, există o limită a depărtării lupei de

obiect şi, prin urmare, a capacităţii lupei de a mări obiectul. Dacă îndepărtaţi prea mult lupa de

obiectul observat, imaginea va deveni neclară şi nu veţi mai putea vedea nimic.

Page 8: Instrumente optice

Lupa digitală

Sunt sisteme portabile CCTV adică un senzor video la care este ataşat un ecran plat de tp LCD. Aceste "digital magnifier" au avantajul unui factor de

mărire variabil fără dezavantajele de greutate sporindă, şi deformări neplăcute la margini. Au incluse surse de lumină întrucât dimensiunea lor poate umbri

obiectul citit. Ce are însă deosebit acest sistem, pe lângă ecranul de mari dimensiuni şi cu mare luminozitate, este posibilitatea de alegere între diferite moduri de vizualizare precum inversarea culorilor(un text cu litere negre pe hartie albă se poate citi cu litere albe pe fundal negru) sau diferite tipuri de

contrast (galben pe albstru).Cele ma multe prezintă posibilitatea de a mări doar la distanţă mică(pentru

citit) însă există şi aparate care au posibilitatea de mărire atât pentru aproape cât şi pentru distanţă. Din păcate aceste aparate au un preţ extrem de piperat în funcţie de dimensiunea ecranului de 2" - 7" diagonala (5cm - 18cm diagonala),

de 200-1000usd adică de 650-3200ron.

Page 9: Instrumente optice

Microscopul (grec. mikrós: mic; skopein: a observa) este un instrument optic care mărește

imaginea unui obiect observat printr-un sistem de lentile. Cel mai răspândit tip de microscop este

microscopul cu lumină artificială, descoperit prin anii 1600.

Page 10: Instrumente optice

Tipuri de microscop

• microscop cu lumină artificială:

• microscop cu lumină polarizată

• microscop fluorescent

• microscop cu contrast de fază

• microscop de contrast prin interferență

• microscop cu lumină catodică

• microscop confocal cu laser

• 4Pi-Microscop

• microscop de contrast și reflexie

• microscop roentgen

• microscop electronic

• microscop cu neutroni

• microscop cu unde ultrascurte

• microscop cu forță atomică

Page 11: Instrumente optice

Microscop electronic

Un microscop electronic este un tip de microscop care folosește electroni pentru a

ilumina specimenul și a crea o imagine mărită a acestuia. Microscoapele electronice au rezoluție superioară microscoapelor cu lumină, și pot mări

de mult mai multe ori imaginea. Unele microscoape electronice ajung să mărească de 2

milioane de ori, pe când cele mai bune microscoape cu lumină măresc de 2 000 de ori.

Page 12: Instrumente optice

Istoric

Primul microscop electronic a fost construit în 1931de către inginerii germani Ernest Ruska și

Max Knoll. Acesta era bazat pe ideile și descoperirile fizicianului francez Louis de

Broglie. Deși primitiv și nepotrivit utilizărilor practice, instrumentul era capabil să mărească

obiectele de patru sute de ori.

Page 13: Instrumente optice

Reinhold Rudenberg, directorul de cercetări al companiei Siemens, a patentat microscopul electronic în 1931, deși Siemens nu făcea cercetări în domeniul microscoapelor electronice la acea vreme. În 1937 Siemens a început să-i finanțeze pe Ruska și pe Bodo von Borries pentru dezvoltarea unui microscop electronic. Siemens l-a angajat și pe fratele lui Ruska, Helmut să lucreze la

aplicații, în particular cu specimene biologice. În același deceniu, Manfred von Ardenne a inventat microscopul electronic cu scanare și un microscop electronic

universal.[Siemens a început producția comercială a microscopului electronic cu transmisie în 1939, dar până atunci

primul microscop electronic cu utilizare practică fusese construit la Universitatea Toronto în 1938, de către Eli Franklin Burton și

studenții Cecil Hall, James Hillier și Albert Prebus.

Page 14: Instrumente optice

Deși microscoapele electronice moderne pot mări obiectele de până la două milioane de ori, toate se bazează pe prototipul lui

Ruska. Microscopul electronic este nelipsit în multe laboratoare. Cercetătorii îl folosesc pentru a examina material biologic (cum ar fi microorganisme și celule), diferite molecule mari, probe de biopsie medicală, metale și structuri cristaline, și caracteristicile diferitelor suprafețe. Microscopul electronic este folosit extensiv

pentru inspecția și asigurarea calității în industrie, inclusiv, în mod deosebit, în fabricarea dispozitivelor semiconductoare.

Cel mai puternic microscop din lume a fost anunțat la inceputul lui 2008. Transmission electron aberration-corrected

microscope, prescurtat "TEAM" atinge rezoluția de 0,5 Ångström, in jur de 1 milion de ori mai mic decât diametrul unui fir de păr.

Page 15: Instrumente optice

Tipuri de microscoape electronice

• Microscopul electronic cu transmisie

Page 16: Instrumente optice

• Microscopul electronic cu scanare

Page 17: Instrumente optice

• Microscopul electronic cu scanare și transmisie

Page 18: Instrumente optice
Page 19: Instrumente optice

• Partile componente ale unui aparat fotografic sunt:

• 1) Cutia: care este inchisa astfel incat sa nu patrunda lumina• 2) Obiectivul: este alcatuit dintr-o lentila convergenta sau un

ansamblu de lentile convergente a cariu distanta focala este de cativa centimetri

• 3) O diafragma: este reglabila, aflata in spatele obiectivului• 4) Obtulatorul: aflat in apropierea peliculei fotografice• 5) Un sistem de vizualizare: permite fotografului sa vada ce va

fotografia, sa incadreze corect si sa realizeze diferite reglaje• 6) Pelicula fotografica: este un film din plastic, acoperit cu un

strat de granule microscopice, pe care lumina provoaca o reactie chimica. Imaginea va fi astfel inregistrata pe pelicula chiar daca este invizibila. Pentru a aparea imaginea, pelicula trebuie sa sufere un tratament chimic , numit developare. In functie de filmul utilizat se obtin diapozitive sau negative, dupa care se pot face fotografii pe hartie fotografica.

Page 20: Instrumente optice

Un aparat de fotografiat functioneaza la fel ca ochii nostri. Daca ii inchidem, ii deschidem si apoi ii inchidem din nou, vedem o imagine din jurul

nostrum. Un aparat foto face acelasi lucru, capturand imagini. George Eastman a introdus prima camera de fotografiat Kodak, care avea

obiectivul de forma cilindrica. Kodak a fost una din primele aparate de fotografiat ce se foloseau tinandu-se in mana. Din jurul anului 1840,

aparatul de fotografiat a permis oamenilor sa aiba o inregistrare vizuala a vietilor lor.

Page 21: Instrumente optice

Luneta este un instrument optic alcătuit din mai multe lentile folosit la observarea obiectelor îndepărtate.

Ca orice instrument optic în care privim direct, luneta deviază razele de lumina paralele care sosesc de la

obiect, acestea fiind focalizate pe retina ochiul observatorului . Cu cât această schimare de direcţie a razelor paralele prin sistemul lenticular al lunetei este mai mare, în acelaşi raport creşte imaginea obiectului vizat în lunetă, şi cu cât densitatea razelor de lumină

ajunse pe retina e mai mare, cu atât imaginea va fi mai luminoasă

Page 22: Instrumente optice

Aici este prezentat modul de funcţionare a lunetei lui Kepler:

Obiectivul (1) produce o imagine reală şi răsturnată (5) a obiectului (4), situat

departe de observator. Prin lentila ocularului (2) lumina

ajunge la ochi (3), care vede o imagine virtuală mărită (6).

Mărirea imaginii depinde de distanţa focală a lentilei obiectivului şi

ocularului.

Calea razelor luminoase în luneta lui Kepler

Page 23: Instrumente optice

Prima lunetă a fost construită în Olanda la începutul anului 1600.

Cel care a introdus folosirea lunetei în astronomie a fost Galileo Galilei. Cu

luneta construită de el în anul 1609, savantul italian a descoperit munţii de pe Lună, natura stelară a Căii Lactee,

patru sateliţi ai lui Jupiter, petele solare. Dar la apariţia şi perfecţionarea lunetei au contribuit mulţi inventatori

ai epocii.

Page 24: Instrumente optice

Mărimi caracteristice instrumentelor optice

1.Marirea este caracteristica specifica instrumentelor optice care dau imagini reale ale caror imagini pot fi masurate.Am definit marirea

transversala cat si pe cea liniara ß,ca fiind raportul dintre lungimea imaginii perpendiculare pe axa optica si lungimea obiectului pe aceeasi

directie.

Page 25: Instrumente optice

2. Puterea optica(P) este marimea caracteristica specifica instrumnetelor optice care dau imagini virtuale observabile cu ajutorul ochiului(valoarea

sa depinde de pozitia ochiului).

Puterea optica este definita prin raportul dintre tangenta unghiului sub care se vede imaginea obiectului si dimensiunea liniara a obiectului

masurata perpendicular pe axa optica principala.Unitatea de masura este dioptria.

Page 26: Instrumente optice

3. Grosismentul(marirea unghiulara) este utilizat pentru caracterizarea instrumentelor optice care

dau imagini virtuale.

Este definit ca raportul dintre tangenta unghiului sub care se vede imaginea obiectului si tangenta

unghiului sub care se vede obiectul cu ochiul liber.

Page 27: Instrumente optice

4. Puterea de separare (de rezolutie) caracterizeaza capacitatea unui instrument optic sau a unui

material fotosensibil de a forma imagini distincte si clare pentru 2 puncte foarte apropiate ale

obiectului.

Page 28: Instrumente optice

Bibliografie

http://ro.wikipedia.org/wiki/Lunet%C4%83 http://ro.wikipedia.org/wiki/Microscop http://ro.wikipedia.org/wiki/Microscop_electronic http://spatiusiastronomie.siienceline.ro/

LUNETELE http://ro.wikipedia.org/wiki/Fotografie