РЕЗНИКОВ И. И. ЛЕКЦИЯ 14 План

РЕЗНИКОВ И. И. ЛЕКЦИЯ 14

План лекции: 1. Линза. 2. Формула тонкой линзы. 3. Аберрации линз. 4. Оптическая система глаза. 5. Недостатки оптической системы глаза и способы их компенсации.

1. Линза. Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

Линзы бывают собирающими и рассеивающими. nл ˃ nср

Собирающей называется линза, собирающая падающие на неё параллельные лучи света после прохождения через линзу в точку называемую фокусом линзы F – фокус линзы действительный

СОБИРАЮЩАЯ ЛИНЗА nл ˃ nср Собирающая линза в середине толще, чем у краев.

Рассеивающей называется линза, рассеивающая падающие на неё параллельные лучи света после прохождения через линзу так, что продолжения их сходятся в точку называемую фокусом линзы F – фокус линзы мнимый

РАССЕИВАЮЩАЯ ЛИНЗА nл ˃ nср Рассеивающая линза в средней части тоньше, чем у краев.

2. Формула тонкой линзы (получена Исааком Барроу) а — расстояние от предмета до линзы, b — расстояние от изображения до линзы, f — расстояние от фокуса до линзы

Формулу тонкой линзы может быть представлена также в виде D – оптическая сила линзы - 1/f, n — показатель преломления вещества, из которого изготовлена линза (окружающая среда — воздух), R 1 и R 2 — радиусы кривизны передней и задней сферических поверхностей линзы соответственно.

Формула тонкой линзы получена при следующих предположениях: 1) изображение формируется узкими приосевыми (параксиальными) пучками, составляющими небольшие углы с главной осью системы; 2) показатель преломления для всех длин волн одинаков. При выполнении таких условий создается точечное изображение, т. е. каждая точка предмета дает одну точку изображения.

Построение изображения в собирающей линзе. Линза называется тонкой, если ее толщиной можно пренебречь.

Термины геометрической оптики.

• Характеристики изображения: • действительное; • перевернутое; • уменьшенное.

• Характеристики изображения: • действительное; • перевернутое; • увеличенное.

• Характеристики изображения: • мнимое; • прямое; • увеличенное.

Построение изображения в рассеивающей линзе.

• Характеристики изображения: • мнимое; • прямое; • уменьшенное.

Аберрации – погрешности реальных оптических систем (Aberratio (лат. ) - уклонение).

Сферическая аберрация – заключается в том, что периферические части линзы сильнее отклоняют лучи, идущие от точечного источника на оси, чем центральные

Астигматизм – недостаток оптической системы, при котором сферическая световая волна, проходя оптическую систему, деформируется и перестает быть сферической (греч. а — отрицание, stigmate — точка).

Различают два вида астигматизма: • астигматизм косых пучков • астигматизм асимметрии оптической системы

Астигматизм косых пучков

Астигматизм асимметрии оптической системы Линзы с такой аберрацией называют астигматическими Пример: цилиндрическая линза

Астигматизм как патология рефракции глаза это патология при которой чаще всего нарушается сферичность роговицы

Дисторсия Этот вид аберрации возникает вследствие того, что лучи, посылаемые предметом в систему, составляют большие углы с оптической осью, при этом зависимость линейного увеличения от угла пучка приводит к нарушению подобия изображения и предмета.

Хроматическая аберрация возникает вследствие зависимости показателя преломления линзы от длины волны

В оптических устройствах используют системы линз, называемые анастигматами, в которых исправлены не только хроматическая аберрация, но и сферическая, а также и астигматизм.

Главная оптическая и зрительная оси глаза

Главная оптическая ось глаза проходит через геометрический центр роговицы, зрачка и хрусталика. Зрительную ось глаза проходит через центр хрусталика и желтого пятна. Угол между главной оптической и зрительной осью составляет около 5° (в сторону виска в горизонтальной плоскости!). Единая узловая точка

Аккомодация

Расстояние наилучшего зрения это расстояние от предмета до глаза, при котором аккомодация совершается без напряжения для глаза (25 см)

Ближняя точка глаза Ближней точкой глаза называется наиболее близкое расположение предмета от глаза, при котором еще возможно четкое изображение на сетчатке (для студентов 10 см)

Наименьший угол зрения как характеристика разрешающей способности глаза Наименьший угол зрения, угол при котором человеческий глаз раздельно различает две точки предмета

Острота зрения – способность глаза различать две точки раздельно при минимальном расстоянии между ними За норму остроты зрения принимается единица, которой соответствует наименьший угол зрения равен 1'

5. Недостатки оптической системы глаза и способы их компенсации Виды недостатков: Близорукость (миопия) Дальнозоркость (гиперметропия) Астигматизм, обусловленный асимметрией оптической системы (несферическая форма роговицы или хрусталика)

ЛЕКЦИЯ 16 МИКРОСКОПИЯ 1. Оптическая микроскопия. 2. Лупа, ход лучей в лупе, ее увеличение. 3. Ход лучей в микроскопе, формула для увеличения. 4. Предел разрешения и полезное увеличение микроскопа. 5. Специальные приемы микроскопии: ультрафиолетовый микроскоп, иммерсионные среды, ультрамикроскопия, микропроекция и микрофотография. 6. Волновые свойства частиц. Гипотеза де Бройля, «волны материи» . 7. Сопоставление оптической и электронной микроскопии. 8. Увеличение и предел разрешения электронного микроскопа. 9. Использование электронного микроскопа в медицине и биологии