Визуальные методы получения информации Визуальные методы получения

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации И один в поле воин

Визуальные методы получения информации Какую информацию можно получить из данной фотографии?

Визуальные методы получения информации Самостоятельно повторить по курсу физики (разделы: оптика, электромагнитное излучение) 1. Природа света, корпускулярная теория Ньютона и волновая Гюйгенса. 2. Теория Максвела: свет – это электромагнитное излучение. 3. Теория Планка: о квантовой природе света 4. Законы преломления, отражения, поглощения, дифракции и интерференции света

Оптические методы контроля основаны на анализе взаимодействия оптического излучения (электромагнитное излучение с длинной волны 10 5… 10 3 мкм. ) и объекта контроля. По характеру взаимодействия с объектами контроля различают методы прошедшего, отражённого, рассеянного и индуцированного излучения.

При проведении оптического контроля используются когерентные и некогерентные источники излучения. Когерентные источники излучения отличаются от некогерентных тем, что излучают волны с одинаковыми частотами колебаний и постоянными разностями фаз: 1 2 = const. где 1 и 2 – фазы первой и второй волны. Когерентные волны при наложении дают устойчивое колебание с неизменной амплитудой.

Информативными параметрами оптического излучения являются пространственно временные распределения его амплитуды, частоты, фазы, поляризации и степени когерентности. Для получения дефектоскопической информации используют изменение этих параметров при взаимодействии оптического излучения и объекта контроля в соответствии с явлениями интерференции, дифракции, поляризации, преломления, отражения, поглощения, рассеивания, а также изменение самого объекта контроля под действием света в результате эффектов фотопроводимости, люминесценции и т. д. Применяются оптические методы для определения: геометрических размеров объекта, наличия дефектов (нарушений сплошности), физико механических свойств (шероховатость, зерно), компонентного и химического состава, динамических характеристик (видимых реакций напряженности слоя).

Визуальные методы получения информации Электромагнитное излучение представляет собой электромагнитные волны, испускаемые источником, свободно распространяющиеся в пространстве и ничем не связанные с источником, образовавшим эти волны

Электромагнитный спектр wavelength x ray 0. 4 UV 0. 7 3 - 5 microwave visible near IR Ультрафиолетовое Видимое излучение 8 - 12 SW Инфракрасное излучение LW

Визуальные методы получения информации Энергии фотонов и длины волн различных частей электромагнитного спектра 1 – радиоволновое; 2 – инфракрасное; 3 – световое; 4 – ультрафиолетовое; 5 – рентгеновское; 6 – гамма; 7 - космическое

Интерференция – одно из ярких проявлений волновой природы света. Это интересное и красивое явление наблюдается при наложении двух или нескольких световых пучков. Интенсивность света в области перекрывания пучков имеет характер чередующихся светлых и темных полос, причем в максимумах интенсивность больше, а в минимумах меньше суммы интенсивностей пучков. При использовании белого света интерференционные полосы оказываются окрашенными в различные цвета спектра. С интерференционными явлениями мы сталкиваемся довольно часто: цвета масляных пятен на асфальте, окраска замерзающих оконных стекол, причудливые цветные рисунки на крыльях некоторых бабочек и жуков – все это проявление интерференции света. Наблюдение колец Ньютона. Интерференция возникает при сложении волн, отразившихся от двух сторон воздушной прослойки. «Лучи» 1 и 2 – направления распространения волн; h – толщина воздушного зазора

Визуальные методы получения информации Идея о волновой природе света (см. Спектр электромагнитного излучения) получила серьезное подтверждение в результате открытия и изучения в начале XIX века явлений интерференции и дифракции света. Традиционное со времен Ньютона и из за его непререкаемого авторитета долго остающееся неизменным представление о свете как о потоке частиц — так называемая корпускулярная теория света — оказалось поставленным под серьезное сомнение после открытия интерференции. А вскоре о корпускулярной теории и вовсе забыли — почти на целое столетие — в результате открытия и исследования явлений дифракции, в результате чего волновая теория света стала новым ортодоксальным и незыблемым представлением о нем. Лишь после объяснения с корпускулярной точки зрения фотоэлектрического эффекта и зарождения квантовой механики корпускулярные представления о свете получили второе рождение в рамках принципа дополнительности.

Визуальные методы получения информации Основы явления дифракции можно понять, если обратиться к принципу Гюйгенса, согласно которому каждая точка на пути распространения светового луча может рассматриваться как новый независимый источник вторичных волн, и дальнейшая дифракционная картина оказывается обусловленной интерференцией этих вторичных волн. При взаимодействии световой волны с препятствием часть вторичных волн Гюйгенса блокируется.

Визуальные методы получения информации Отражение, преломление и дисперсия света

Визуальные методы получения информации • Характерной особенностью электромагнитного излучения является корпускулярно волновой дуализм. • Корпускулярные свойства фотона описываются его массой т = ε/с2 и импульсом р = ε/с. • Волновые свойства фотона характеризуются частотой ν и длиной волны (в вакууме λ = c/ν).

Визуальные методы получения информации В состав оптического излучения входят: • видимое излучение, • ультрафиолетовое излучение, • инфракрасное излучение

Визуальные методы получения информации Видимое излучение (свет) излучение, которое может непосредственно вызывать зрительное ощущение. Видимое излучение характеризуется длинами волн, расположенными в 7 м диапазоне (4. . . 7, 6) · 10

Визуальные методы получения информации Видимое излучение — электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают участок спектра с длиной волны приблизительно от 380 (фиолетовый) до 780 нм (красный). Такие волны занимают частотный диапазон от 400 до 790 терагерц. Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова). Наибольшую чувствительность к свету человеческий глаз имеет в области 555 нм (540 ТГц), в зелёной части спектра.

Визуальные методы получения информации • Интерференция волн — взаимное усиление • или ослабление амплитуды двух или нескольких когерентных волн, одновременно распространяющихся в пространстве. Сопровождается чередованием максимумов и минимумов(пучностей) интенсивности в пространстве. Результат интерференции (интерференционная картина) зависит от разности фаз накладывающихся волн. Интерферировать могут все волны, однако устойчивая интерференционная картина будет наблюдаться только в том случае, если волны имеют одинаковую частоту и колебания в них не ортогональны. Интерференция может быть стационарной и нестационарной. Стационарную интерференционную картину могут давать только полностью когерентные волны. Например, две сферические волны на поверхности воды, распространяющиеся от двух когерентных точечных источников, при интерференции дадут результирующую волну, фронтом которой будет сфера.

Визуальные методы получения информации • Когерентные волны когерентных источников. • Источники, у которых разность фаз остается постоянной, • • называются когерентными источниками. Существуют различные способы создания когерентных источников. Наиболее простой способ создать когерентные источники — использовать реальный источник и его изображение. Основные схемы наблюдения интерференции в немонохроматическом свете используют деление волнового фронта (обычно от точечного источника) или деление амплитуды волны. При этом создаются две когерентных волны, которые интерферируют при небольшой разности хода. Реальные источники практически не могут быть когерентными.

Визуальные методы получения информации Дифра кция во лн (лат. diffractus — буквально разломанный, переломанный) — явление, которое можно рассматривать как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Первоначально понятие дифракции относилось только к огибанию волнами препятствий, но в современном, более широком толковании, с дифракцией связывают весьма широкий круг явлений, возникающих при распространении волн в неоднородных средах, а также при распространении ограниченных в пространстве волн. Дифракция тесно связана с явлением интерференции. Более того, само явление дифракции зачастую трактуют как частный случай интерференции (интерференция вторичных волн).

Схема интерференционного опыта Юнга

Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий. Как показывает опыт, свет при определенных условиях может заходить в область геометрической тени. Если на пути параллельного светового пучка расположено круглое препятствие (круглый диск, шарик или круглое отверстие в непрозрачном экране), то на экране, расположенном на достаточно большом расстоянии от препятствия, появляется дифракционная картина – система чередующихся светлых и темных колец. Если препятствие имеет линейный характер (щель, нить, край экрана), то на экране возникает система параллельных дифракционных полос.

Визуальные методы получения информации Зрение физиологический процесс, позволяющий получать представление о величине, форме и цвете предметов, их взаимном расположении и расстоянии между ними. 3 рение возможно только при нормальном функционировании зрительного анализатора в целом.

Визуальные методы получения информации Видимое излучение воспринимается глазами. Человеческий глаз представляет из себя сложную систему, главной целью которой является наиболее точное восприятие, первоначальная обработка и передача информации, содержащейся в электромагнитном излучении видимого света. Все отдельные части глаза, а также клетки, их составляющие, служат максимально полному выполнению этой цели.

Визуальные методы получения информации Глаз (лат. oculus) — сенсорный орган животных, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения. Через глаз до поступает 90 % информации из окружающего мира. Максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм, на который приходится максимум чувствительности глаза. Глаз позвоночных животных представляет собой периферическую часть зрительного анализатора, в котором рецепторную функцию выполняют нейроны сетчатой оболочки.

Визуальные методы получения информации Глаз человека (правый) Фотография глазного дна

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации Глазное яблоко представляет собой сферу диаметром около 25 мм, состоящую из трёх оболочек. Наружная, фиброзная оболочка, состоит из непрозрачной склеры толщиной около 1 мм, которая спереди переходит в роговицу. Снаружи склера покрыта тонкой прозрачной слизистой оболочкой конъюнктивой. Средняя оболочка называется сосудистой. Из её названия понятно, что она содержит массу сосудов, питающих глазное яблоко. Она образует, в частности, цилиарное тело, радужку и собственную сосудистую оболочку. Внутренней оболочкой глаза является сетчатка. Глаз имеет также придаточный аппарат, в частности, веки и слёзные органы. Движениями глаз управляют шесть мышц четыре прямые и две косые.

Визуальные методы получения информации Сетчатка состоит из нервных клеток фоторецепторов, которые преобразуют лучи видимого света в нервные импульсы. Затем нервные импульсы через оптический нерв поступают к коре головного мозга, где происходит окончательная обработка информации и формиро вание зрительного образа.

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации Центральная зона сетчатки (приблизительно 10% от общей площади) называется макула. Именно эта часть отвечает за предметное зрение. Здесь сконцентрировано наибольшее количество фоторецепторных клеток, называемых "колбочки". Перифери ческая часть сетчатки отвечает за пространственное зрение и представ лена в основном рецепторами под названием "палочки". Продолжая сравнивать глаз с фотокамерой, можно сказать, что, как и в случае, если фотопленка плохая, так и в случае, если сетчатка функционально несостоятельна, не удается получить четкого и ясного изображения, несмотря на то, что все остальные части оптической системы глаза работают нормально.

Визуальные методы получения информации Согласно учению И. П. Павлова, зрительный анализатор включает периферический парный орган зрения глаз с его воспринимающими свет фоторецепторами палочками и колбочками сетчатки (рис. ), зрительные нервы, зрительные пути, подкорковые и корковые зрительные центры. Нормальным раздражителем органа зрения является свет. Палочки и колбочки сетчатки глаза воспринимают световые колебания и превращают их энергию в нервное возбуждение, которое через зрительный нерв передается по проводящим путям в зрительный центр головного мозга, где возникает зрительное ощущение

Визуальные методы получения информации Эволюция глаза: глазное пятно — глазная ямка — глазной бокал — глазной пузырь — глазное яблоко.

Визуальные методы получения информации Технология сканирования радужной оболочки глаза была впервые предложена в 1936 году офтальмологом Франком Бурхом (Frank Burch). Он отметил, что радужная оболочка глаза каждого человека является уникальной. В 1994 году Джон Дафман (John Daugman) из компании Iridian Technologies запатентовал алгоритм для обнаружения таких различий.

Визуальные методы получения информации В системах сканирования сетчатки глаза идентификация происходит с использованием инфракрасного излучения низкой интенсивности, направленного через зрачок к кровеносным сосудам на задней стенке глаза. У сканеров сетчатки глаза один из самых низких процентов отказа в доступе зарегистрированных пользователей и практически не бывает ошибочных разрешений доступа, хотя возрастные изменения сетчатки тоже способны повлиять на результат. Кроме того, изображение радужной оболочки должно быть четким, поэтому наличие катаракты может также привести к отказу в доступе.

Визуальные методы получения информации Сканеры глаз анализируют различные детали цветной ткани, окружающей зрачок. Для сканирования используется обычная видеокамера. При этом пользователь смотрит в устройство, а после сканирования радужной оболочки оно сравнивает полученное изображение с имеющимися в базе. Процесс опознавания варьируется, но обычно составляет менее пяти секунд. При этом для сканирования достаточно лишь быстрого взгляда в устройство.

Визуальные методы получения информации • Рецепторы сетчатки глаза • Сетчатка содержит палочковые (палочки) и колбочковые (колбочки) фоточувствительные клетки, которые содержат светочувствительные пигменты. Палочки чувствительны к очень слабому свету, это длинные и тонкие клетки, сориентированные по оси прохождения света. Все палочки содержат один и тот же светочувствительный пигмент. Колбочки требуют намного более яркого освещения, это короткие конусообразные клетки, у человека колбочки делятся на три вида, каждый из которых содержит свой светочувствительный пигмент — это и есть основа цветового зрения.

Визуальные методы получения информации • Под воздействием света в рецепторах происходит выцветание — молекула зрительного пигмента поглощает фотон и превращается в другое соединение, хуже поглощающее свет волн (этой длины волны). Практически у всех животных (от насекомых до человека) этот пигмент состоит из белка, к которому присоединена небольшая молекула, близкая к витамину A. Эта молекула и представляет собой химически трансформируемую светом часть. Белковая часть выцветшей молекулы зрительного пигмента активирует молекулы трансдуцина, каждая из которых деактивирует сотни молекул циклического гуанозинмонофосфата, участвующих в открытии пор мембраны для ионов натрия, в результате чего поток ионов прекращается — мембрана гиперполяризуется.

Визуальные методы получения информации • Чувствительность палочек такова, что адаптировавшийся к полной темноте человек способен увидеть вспышку света такую слабую, что ни один рецептор не может получить больше одного фотона. При этом палочки не способны реагировать на изменения освещённости, когда свет настолько ярок, что все натриевые каналы уже закрыты.

Визуальные методы получения информации • Под влиянием света в палочках и колбочках происходит распад зрительных пигментов (родопсина и йодопсина). Палочки функционируют при свете слабой интенсивности, в сумерках; зрительные ощущения, полученные при этом, бесцветны. Колбочки функционируют днем и при ярком освещении: их функция определяет ощущение цветности. При переходе от дневного освещения к сумеречному происходит перемещение максимума световой чувствительности в спектре по направлению к его коротковолновой части и предметы красного цвета (мак) кажутся черными, синего (василек) - очень светлыми (феномен Пуркинье).

Визуальные методы получения информации Человеческий глаз представляет собой Извлечение осколков из глаза с помощью сильного электромагнита, 1915 естественную оптическую систему, характеризующуюся определённым разрешением, т. е. наименьшим расстоянием между элементами наблюдаемого объекта (воспринимаемыми как точки или линии), при котором они ещё могут быть отличены один от другого. Для нормального глаза при удалении от объекта на т. н. расстояние наилучшего видения (D = 250 мм), среднестатистическое нормальное разрешения составляет 0, 176 мм. Размеры микроорганизмов, большинства растительных и животных клеток, мелких кристаллов, деталей микроструктуры металлов и сплавов и т. п. значительно меньше этой величины. Для наблюдения и изучения подобных объектов и предназначены оптичские микроскопы различных типов. Немецкие ученые Штефан Хелль (англ. Stefan Hell) и Мариано Босси (англ. Mariano Bossi) из Института биофизической химии в 2006 году разработали наноскоп, позволяющий наблюдать объекты размером около 15 нм. [4]

Визуальные методы получения информации Рэлей показал, что если центральное световое пятно дифракционной картины одного источника света удалено от центрального светового пятна другого источника света на расстояние не менее радиуса первой темной дифракционной полосы, то мы начинаем воспринимать два источника света раздельно: это расстояние называется линейным разрешением оптического прибора. Если два источника света удалены друг от друга на расстояние d, расстояние от них до нас равно F, длина световой волны равна λ, а диаметр окуляра равен D, то, согласно критерию Рэлея, условием оптического разрешения двух источников в окуляре будет: d/F> 1, 22 λ/D Иными словами, если точечные источники света разнесены на расстояние не меньше d, наблюдатель, находясь на удалении F, сможет различить их в окуляре диаметром D как раздельные, в противном случае они сольются.

Визуальные методы получения информации Предельная разрешающая способность – это минимальное расстояние между двумя точками, при котором их изображение отличимо от изображения одной точки. Критерий Релея гласит, что при провале в распределении интенсивности в изображении двух близких точек в 20% точки будут восприниматься как раздельные. Для этого необходимо, чтобы центральный максимум в изображении одной точки приходился бы на первый минимум в изображении другой. Для оптических систем при отсутствии аберраций канонических единиц. Разрешение по Релею удовлетворительно характеризует качество изображения астрономических телескопов, спектральных приборов, для которых предметами являются близко расположенные точки или линии, а также визуальных приборов. Аберрации (лат. - отклонение) отклонение хода реального луча от идеального (волновая, поперечные, продольная).

Визуальные методы получения информации Разрешающая способность. Разрешающей способностью спектрального прибора принято называть отношение где λ длина волны – минимальный интервал между двумя близкими спектральными линиями, при котором они могут быть разрешены, то есть отделены одна от другой. В качестве критерия разрешения используется обычно критерий разрешения Рэлея. Спектральные линии с близкими значениями и считаются разрешенными, если главный максимум дифракционной картины для одной спектральной линии совпадает по своему положению с первым дифракционным минимумом для другой спектральной линии. Рис. 3. 4. поясняет критерий Рэлея.

Визуальные методы получения информации Кретерий спектрального разрешения Рэлея. Так как спектральные линии, изображенные на рис. некогерентны, результирующая интенсивность равна сумме интенсивностей (сплошная кривая на рис. ). Наличие провала в центре кривой распределения интенсивности указывает на условный характер критерия Рэлея.

Визуальные методы получения информации Получение изображений микрочастиц осуществляется путём использования соответствующих оптических систем — микроскопов. Степень проникновения в микромир, его изучения зависит от возможности рассмотреть величину микроэлемента, от разрешающей способности прибора. Если уже достигнут предел величины объекта, выше которого его границы сливаются из-за дифракции лучей, и на изображении границы нельзя различить, дальнейшее увеличение изображения исследуемой частицы теряет смысл.

Визуальные методы получения информации В оптической микроскопии в настоящее время сделан прорыв, в результате которого преодолен фундаментальный рэлеевский критерий, заключающийся в том, что минимальный размер различимого объекта несколько меньше длины волны используемого света и принципиально ограничен дифракцией излучения. Это был предел возможному в оптической микроскопии. До недавнего времени нельзя было преодолеть баръер, позволяющий различать структуры с расстоянием между элементами до 0, 20 мкм. Тем не мене выдающаяся последняя разработка оптической системы наноскопа с оптическим разрешением 10 нм расширило диапазон оптической микроскопии — наноскопии до десятков нанометров, что по сравнению с 0, 20 мкм в 20 раз сократило расстояние между различаемыми элементами. (Например, размер белковых молекул, из которых состоит наш организм, колеблется от 3 до 10 нм). [3]

Визуальные методы получения информации Электронный микроскоп Бинокулярный стереомикроскоп

Микроскоп LABOVAL 2 в разрезе 1. окуляр 2. бинокулярный тубус 3. объектив 4. конденсор 5. апертурная диафрагма 6. держатель светофильтров 7. линза широких полей 8. покровное стекло с гнездом для светофильтро 9. рычаг для диафрагмы светящегося поля 10. вогнутое зеркало 11. проекционная лампа 12. патрон лампы с накатным кольцом 13. асферический коллектор 14. диафрагма светящегося поля 15. отклоняющее зеркало 16. встроенный трансформатор 17. потенциометр 18. токопроводящий провод 19. комбинированный рычаг наводки 20. штатив 21. держатель столика 22. держатель конденсора 23. предметный столик

Визуальные методы получения информации • Световой микроскоп, главный прибор биологии, представляет собой оптическую систему, состоящую из конденсатора, объектива. Пучок света от источника освещения собирается в конденсаторе и направляется на объект (рис. 1). Пройдя через объект, лучи света попадают в систему линз объектива; они строят первичное изображение, которое увеличивается с помощью линз окуляра. Главная оптическая часть микроскопа, определяющая его основные возможности, объектив. В современных микроскопах объективы сменные, что позволяет изучать клетки при разных увеличениях. Главной характеристикой микроскопа как оптической системы является разрешающая способность. Изображения, даваемые объективом, можно увеличить во много раз, применяя сильный окуляр или, например, путем проекции на экран (до 105 раз).

Визуальные методы получения информации • Разрешение микроскопа зависит от длины волны – чем она меньше, тем меньшего размера деталь мы можем увидеть, и от нумерической апертуры объектива. Обычно в световых микроскопах используются источники освещения в видимой области спектра (400 700 нм), поэтому максимальное разрешение микроскопа в этом случае может быть не выше 200 350 нм (0, 2 0, 35 мкм). Если использовать ультрафиолетовый свет (260 280 нм), то можно повысить разрешение до 130 140 нм (0, 13 0, 14 мкм).

Визуальные методы получения информации Из основной формулы разрешающей способности микроскопа: d = 0, 61λ/А, следует, что предел разрешения определяется длиной волны λ и числовой апертурой объектива А. Так как не всегда возможно изменить длину волны (особенно если исследование производится в белом свете), то для достижения лучшего разрешения стремятся применять объектив, имеющий бо льшую числовую апертуру. Однако для «сухого» объектива, с показателем преломления среды перед его передней линзой n=1, максимальное значение числовой апертуры объектива не может превысить значение около 0, 95. Для решения этой проблемы берут иммерсионную жидкость, показатель преломления которой n 2 и показатель преломления фронтальной линзы n 3 выбраны определённым образом. Исходящие от одной точки объекта OP лучи проходят без преломления через иммерсионную пленку и могут «приниматься» фронтальной линзой объектива. В этом случае числовая апертура увеличивается, а предел разрешения уменьшается в n 2 раз.

Визуальные методы получения информации • Апертура (лат. apertura — отверстие) в оптике — характеристика • оптического прибора, описывающая его способность собирать свет и противостоять дифракционному размытию деталей изображения. В зависимости от типа оптической системы эта характеристика может быть линейным или угловым размером. Как правило, среди деталей оптического прибора специально выделяют, так называемую, апертурную диафрагму, которая сильнее всего ограничивает диаметры световых пучков, проходящих через оптический инструмент. Часто, роль такой апертурной диафрагмы выполняет оправа или, просто, края одного из оптических элементов (линзы, зеркала, призмы). Числовая апертура в волоконных оптических системах максимальный угол между осью и лучом, для которого выполняются условия полного внутреннего отражения при распространении оптического излучения по волокну. Она характеризует эффективность ввода световых лучей в оптическое волокно и зависит от конструкции волокна.

Визуальные методы получения информации Большая (1) и маленькая (2) апертура

Визуальные методы получения информации Микрофотография снежинки льда, полученная на обычном световом микроскопе.

Визуальные методы получения информации Это будет пределом теоретического разрешения светового микроскопа, определяемого волновой природой света. Таким образом, все, что может дать световой микроскоп как вспомогательный прибор к нашему глазу, это повысить разрешающую способность его примерно в 1000 раз (невооруженный глаз человека имеет разрешающую способность около 0, 1 мм, что равно 100 мкм). Это и есть «полезное» увеличение микроскопа, выше которого мы будем только увеличивать контуры изображения, не открывая в нем новых деталей. Следовательно, при использовании видимой области света 0, 2 0, 3 мкм является конечным пределом разрешения светового микроскопа.

Визуальные методы получения информации Ход лучей света при отсутствии оптических аномалий Основными видами аномалий рефракции являются следующие: Близорукость (миопия), Дальнозоркость (гиперметропия), Пресбиопия, Астигматизм.

Визуальные методы получения информации Ход лучей света при близорукости При развитии близорукости в силу влияния наружных мышц глаза происходит растяжение глазного яблока в переднее заднем направлении, глаз растет вдоль зрительной оси и становится все более вытянутым. Задняя часть глаза вместе с глазным дном (сетчаткой) все более отдаляется от той точки на зрительной оси глаза, где лучи света фокусируются. А если фокусировка оказывается перед сетчаткой, то лучи света для их фокусировки на сетчатке необходимо «разогнуть» . Для этого используются рассеивающие линзы, которые

Визуальные методы получения информации Ход лучей света при дальнозоркости Дальнозоркость бывает или при слабости оптики глаза, или при короткой передне задней оси глаза, либо эти факторы совмещены. При этом преломленные лучи света фокусируются за сетчаткой. Чтобы фокусировка оказалась точно на сетчатке к общей преломляющей силе глаза надо добавить собирающую «плюсовую» линзу – или очками, или контактной линзой для роговицы.

Визуальные методы получения информации При пресбиопии даже при максимальном напряжении ресничной мышцы и расслаблении ресничных связок хрусталик не может стать более выпуклым, а значит и увеличить свою преломляющую способность. В результате человеку не может автоматически сфокусировать взор на близких предметах, возникают трудности с чтением, письмом, различением других мелких близко расположенных предметов. Приходиться прибегать к помощи дополнительных внешних линз – «плюсовых» очков. Так как потеря запаса аккомодации примерно по возрасту соответствует 1 диоптрии на каждые 10 лет жизни, то приблизительно глазу не хватает для достаточной аккомодации при возрасте 40 лет – 1 диоптрии, 50 лет – 2 диоптрий, 60 лет и старше – 3 диоптрий.

Ход лучей света при астигматизме Если представить всю полусферу роговицы в виде круга, разделенного на 360 градусов, то при отсутствии астигматизма все 360 меридианов имеют одинаковую кривизну, а значит и одинаковую преломляющую способность. При астигма тизме кривизна роговицы и преломляющая способность не одинакова. Чаще всего бывает, что крайние значения кривизны роговицы – наиболее сильной и наиболее слабой по преломляющей способности отличаются по расположению между собой на 90 градусов. Например: сила преломления горизонтального меридиана роговицы – 40 диоптрий, а вертикального – 41 диоптрия. Это значит, что если фокусировка всех лучей, идущих через горизонтальный меридиан роговицы окажется точно на сетчатке, то фокусировка всех лучей, идущих через вертикальный меридиан, окажется перед сетчаткой, так как более сильная преломляющая способность роговицы в этом меридиане будет преломлять эти лучи на 1 диоптрию больше, чем горизонтальный меридиан роговицы. Все промежуточ ные меридианы роговицы между 90 и 180 градусов будут представлять собой плавный переход от соразмерной рефракциидо дальнозоркости в 1 диоптрию. Это, в свою очередь, не потребует никакой дополнительной коррекции очками (например) всех лучей в мери диане 180 градусов, но потребует коррекции в +(плюс) 1 диоптрию всех лучей, идущих через меридиан роговицы 90 градусов. Такие специальные очки называются астигматическими очками (с цилиндрическими стеклами). В таких очках также учитывается нкеобходимость плавного перехода от коррекции в 0 диоптрий до коррекции в 1 диоп трию. И такие очки должны обеспечить полную правильную коррекцию этого вида аномалии рефракции.

Визуальные методы получения информации Создана искусственная сетчатка глаза Японские ученые разработали технологию, которая поможет вернуть зрение ослепшим людям: специалисты Seiko Epson и работники Университета Рюкоку создали искусственную сетчатку глаза. Как сообщает Корреспондент, по принципу действия искусственная сетчатка напоминает настоящую: свет попадает на е поверхность, в результате чего образуется электрическое напряжение. Оно передается в качестве зрительного сигнала в мозг и воспринимается как образ. Сетчатка является сверхчувствительной алюминиевой матрицей с полупроводниковыми элементами из кремния. Ее разрешение составляет 100 пикселей, но после уменьшения размеров чипа ученые надеются увеличить его до 2 мегапикселей. Специалисты утверждают, что имплантирование матрицы может вернуть зрение полностью незрячему человеку, он будет различать крупные предметы с близкого расстояния.

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации Ультрафиолетовое излучение — оптическое излучение, длины волн монохроматических составляющих которого лежат в пределах от 9 … 4 • 10 7 м. (10… 380 нм) 10

Визуальные методы получения информации Инфракрасное излучение оптическое излучение, характеризующееся длинами волн, расположенными в диапазоне 7. . . 10 3 м 7, 6 · 10

Визуальные методы получения информации Фотон это квант поля электромагнитного излучения. • Элементарная частица, обладающая • нулевой массой покоя, • энергией е = hν, где h = 6, 62 · 10 34 Дж ·с квант действия (постоянная Планка); v частота излучения (Гц) со скоростью, равной С, участвующая только в электромагнитных взаимодействиях. .

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации Для контроля геометрии макро и микрообъектов широко используют проекционный метод сравнения или измерения, который заключается в получении увеличенного изображения объекта контроля на экране с последующим его сравнением с изображением эталонного объекта.

Визуальные методы получения информации Схемы проекторов. а) – подобного увеличения; б) – сведенного изображения. 1 – источник излучения; 2 – конденсатор; 3 – изделие; 4 – . объектив; 5 – экран; 6 – зеркало

Визуальные методы получения информации • Использование отражённого света. Получение визуальной информации об объекте

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации Использование проходящего света. Проверка водяного знака на бланке паспорта

Визуальные методы получения информации • Использование косопадающего света. Проверка рельефного тиснения на 500 рублёвой банкноте

Микротекст, на номинале банкноты, выполненный глубокой печатью слева - «эталонная» , справа - «контролируемая»

Визуальные методы получения информации

Фрагмент гильоширного узора на основном поле ПТС (стр. 1)

Визуальные методы получения информации Использование ультрафиолетовой части спектра оптического излучения

Визуальные методы получения информации Третья страница паспорта в видимом свете и при ультрафиолетовом освещении

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации Люминесценция фрагментов банкнот, взятых на экспертизу, сверху подлинная, ниже поддельная

Визуальные методы получения информации Фотохромные и термохромные краски — краски, изменяющие свой цвет, а также бесцветные ма териалы, приобретающие соответствующую окраску под воздей ствием излучений определенного спектрального диапазона. Фотохромные краски чувствительны к ультрафиолетовому излуче нию, а термохромные — к инфракрасному (тепловому). Приоб ретенный цвет сохраняется в течение некоторого времени в зави симости от интенсивности воздействующих излучений, а затем восстанавливается первоначальный.

Визуальные методы получения информации Свечение в ультрафиолетовых лучах нити корешка бланка паспорта, защитных волокон, номеров страниц и номеров бланка паспорта

Визуальные методы получения информации Магнитооптический прибор «Маг Видео»

Визуальные методы получения информации Фрагменты изображений 100 –долларовой банкноты, получаемые с помощью магнитооптического прибора «Маг-Видео»

Визуальные методы получения информации ЭНДОСКОПИЯ

Визуальные методы получения информации Эндоскоп (от греч. ένδον — внутри и греч. σκοπέω — осмотр) — группа оптических приборов различного назначения. Различают медицинские и технические эндоскопы. Технические эндоскопы используются для осмотра труднодоступных полостей машин и оборудования при техническом обслуживании и оценке работоспособности (лопатки турбин, цилиндры двигателей внутреннего сгорания, оценка состояния трубопроводов и т. д. ), кроме того, технические эндоскопы используются в системах безопасности для досмотра скрытых полостей (в том числе для досмотра бензобаков на таможне). Технические эндоскопы в СССР выпускались в Харькове. Медицинские эндоскопы используются в медицине для исследования и лечения полых внутренних органов человека

Визуальные методы получения информации Гибкий эндоскоп

Визуальные методы получения информации Существуют линзовые, волоконно оптические и комбинированные эндоскопы

Визуальные методы получения информации 1 объектив; 2 металлическая трубка; 3 - система оборачивающих линз; 4 - световод, передающий световую энергию от источника в металлическую трубку для освещения ОК; 5 - окуляр

Визуальные методы получения информации Типы направления визирования эндоскопов: а - с боковой; б косоприцельный; в прямонаправленный; г ретроспективный

Визуальные методы получения информации Волоконно-оптические эндоскопы

Визуальные методы получения информации Структурные схемы волоконных световодов: а - с прямыми торцами; 6 - с косыми торцами; в - изогнутые; г фокен (уменьшает размеры передаваемого изображения); д афокен (увеличивает размеры передаваемого изображения)

Визуальные методы получения информации Схема формирования и передачи изображения пучком волоконно-оптических

Визуальные методы получения информации Оптическая схема гибкого эндоскопа (фиброскопа): 1 - источник света; 2 конденсор; 3 - тепловой фильтр; 4 - внешний осветительный световод; 5 - информационный световод для передачи изображений; 6 - окуляр; 7 система регистрации и (или) анализа изображений (глаз, фо токамера; передающая телевизионная трубка); 8 дистальная часть эндоскопа; 9 оптический адаптер (призма); 10 - поверхность ОК

Визуальные методы получения информации ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭНДОСКОПОВ

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации Применение эндоскопов в таможенной практике

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Визуальные методы получения информации

Извержение вулкана Эйяфьядлайокудль на леднике в юго-центральной Исландии

Землетрясение в Японии На кадре японского телевидения видна лодка, попавшая в гигантскую воронку вблизи порта в Оарай, префектура Ибараки

Пожар на нефтеперерабатывающем заводе в городе Ичихара, префектура Тиба.

Визуальные методы получения информации • Самостоятельно рассмотреть как средства получения информации: • Визуализация информации при других видах получения информации; Телевидение; • Фотография; • Видеозапись