OPTICKÉ SOUSTAVY

3. února 2013 VY_32_INOVACE_170220_Opticke_soustavy_DUM

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová.Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace.

Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám,registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.

4. Dalekohled

5. Lidské oko

3. Lupa,

mikroskop

1. Zrcadla

2. Čočky

HistoriePrvní zrcadla byla pouze vyleštěné kusy plechu, většinou ze stříbra nebo mědi. Měděná zrcadla byla nalezena v egyptských hrobech, pocházejících z období kolem roku 2800 př.n.l..

Nejstarší bronzové zrcadlo, pocházející z období kolem roku 2000 př.n.l., bylo nalezeno u Neuenburgského jezera. Až v 16. století se naučili mistři v Benátkách nanášet velmi tenkou vrstvu stříbra na sklo.

Dnes se vyrábí zrcadlo tak, že se nanese na sklo tenká kovová vrstva (např. z cínového amalgámu). Zadní plocha zrcadla odráží více než 90% paprsků. Téměř dokonalým zrcadlem je hladina rtuti.

Zrcadla

dále

Obr.1

Rovinné zrcadlo

Vlastnosti obrazu:• je zdánlivý (obraz existuje pouze v našem oku, paprsky se protnou za

zrcadlem, je neskutečný)• vzdálenost předmětu od zrcadla je stejná jako vzdálenost obrazu od

zrcadla (a = a´)• je stranově převrácený• je vzpřímený (přímý)

Zrcadla

dále

• paprsky dopadající na rovinné zrcadlo se řídí zákonem odrazu

Použití:

• v domácnostech

• jako součást periskopů, fotoaparátů, a k měření malých úhlů

Zrcadla

dále

Další použití rovinných zrcadel

Obr.2

Polopropustné rovinné zrcadlo• odráží polovinu paprsků a druhou polovinu propouští• používá se např. mezi tmavou a jasně osvětlenou místností

• osoby v jasně osvětlené místnosti se vidí jako v zrcadle• osoby v tmavé místnosti vidí do osvětlené místnosti jako přes čiré sklo

Použití:

• pro kontrolu pacientů• v kriminalistice• v optice jako dělič paprsků

Zrcadla

dále

Zrcadlo v magii na Wikipedii

Kulová zrcadlaDuté zrcadlo• zrcadlová plocha je na vnitřní straně kulové plochy

Zrcadla

dále

Při optickém zobrazování používáme tři význačné paprsky.1. Paprsek jdoucí středem křivosti zrcadla se odráží po stejné dráze zpět.2. Paprsek jdoucí rovnoběžně s optickou osou se odráží a prochází

ohniskem F.3. Paprsek procházející ohniskem F se odráží rovnoběžně s optickou osou.Pro konstrukci obrazu stačí dva význačné paprsky.

Zrcadla

dále

Vlastnosti obrazu závisí na vzdálenosti předmětu od zrcadla.

Použití dutého zrcadla:

• světlomety u automobilů

• projektory

• kosmetická zvětšovací zrcátka

• v astronomii – dalekohledy (průměry i několik metrů)

Zrcadla

dále

Zobrazení kulovým zrcadlem

Vypuklá zrcadla• zobrazující plocha je na vnější straně kulové plochy

Vlastnosti obrazu:• zmenšený• vzpřímený• zdánlivý

Použití:• na křižovatkách• zpětné zrcátko u automobilu

Zrcadla

dále

Animace paprsků

Obr.3

Parabolické zrcadlo• nemá otvorovou vadu• má přesný obraz i u okrajových paprsků

Použití:

• u světlometů• u kapesních svítilen• v astronomii• solární tavící pec

Zrcadla

další kapitolazpět na obsah

Obr.4

Obr.5

• optická soustava složená ze dvou centrovaných ploch

• vyrábí se z průhledného materiálu (skla nebo plastu)

• podle tvaru ploch rozlišujeme spojky (uprostřed jsou tlustší než na kraji) a rozptylky (uprostřed jsou tenčí)

Čočky

dále

Obr.6

Spojky• k zobrazení předmětu používáme dva význačné paprsky vycházející z

okrajového bodu předmětu

F - skutečné ohniskoF´- zdánlivé ohnisko

Čočky

dále

Obraz zobrazený čočkou se liší podle vzdálenosti předmětu od osy čočky.

Čočky

dále

Čočky na Techmania.cz

Obr.8Obr.7

Rozptylka

Čočky

dále

Obr.9

Obraz předmětu zobrazený rozptylkou je vždy zdánlivý, vzpřímený a zmenšený. Jeho velikost závisí na vzdálenosti předmětu od čočky. Čím je tato vzdálenost větší, tím je menší obraz.

Optické přístroje používají veličinu optická „mohutnost čočky“.• značí se φ• je definována jako převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti

• jednotkou je dioptrie – [D]

Čočka o optické mohutnosti 1D má ohniskovou vzdálenost 1m.

Čočky

dále

f1

Použití čoček:

• brýle pro korekci zraku

• lupy, fotografické přístroje, optické mikroskopy

• měřící přístroje

• lasery

• mechaniky pro čtení CD/DVD/Blu-ray

Čočky

další kapitolazpět na obsah

Lupa• je spojná čočka s malou ohniskovou vzdáleností• první lupy se používaly v 11. století v Káhiře, sloužily ke čtení posvátného

písma• tvoří obraz zdánlivý, zvětšený a vzpřímený• zvětšení může být 5-12 násobné, podle druhu lupy• speciální lupy mohou zvětšit až 20x

Lupa, mikroskop

dále

Obr.10

Použití:• ke zvětšení sledovaného předmětu (rostlin, živočichů,…)• u měřících přístrojů• ve filatelii, hodinářství• k zapálení ohně (je třeba lupu natočit ke slunci a umístit ve vhodné

vzdálenosti od předmětu)

Lupa, mikroskop

dále

Obr.11

Mikroskop

• nazývá se též drobnohled• optická část je složena z objektivu a okuláru

• objektiv tvoří čočka s malou ohniskovou vzdáleností – několik mm• okulár tvoří čočka s větší ohniskovou vzdáleností – několik cm

• celkové zvětšení je rovno součinu zvětšení objektivu a okuláru – obvykle až 2000 násobné

Speciálním typem je polarizační mikroskop, který používá polarizované světlo. Nejnovějším typem je elektronový mikroskop, který používá místo fotonů elektrony (zvětšuje až 1 000 000x).

Lupa, mikroskop

dále

Lupa, mikroskop

další kapitolazpět na obsah

Obr.2

Obr.12 Obr.13

• Optický přístroj určený k optickému přiblížení pomocí soustavy čoček nebo zrcadel

Podle konstrukce je dělíme na:• Refraktory

• objektivem je spojná čočka• např.: Keplerův nebo Galileův dalekohled

• Reflektory• objektiv je duté zrcadlo• např.: Newtonův dalekohled

Dalekohled

Dalekohledy na Wikipedii Největší dalekohledy světa

další kapitolazpět na obsah

Obr.14

Na obrázku vidíte průřez lidským okem

Na optickém zobrazení se podílejí průhledná prostředí rohovka a oční čočka. Ke změně chodu paprsků dochází na rohovce. Světlo prochází rohovkou, oční čočkou, sklivcem a dopadá na sítnici.

Lidské oko

dále

Obr.15

• sítnice obsahuje smyslové buňky, tyčinky a čípky

• tyčinky – asi 130 mil. Buněk, umožňuje vidění za šera

• čípky – asi 7 mil. Buněk, umožnuje barevné vidění

• slepá skvrna – místo na sítnici, kde nejsou čípky ani tyčinky, v tomto místě zrakový nerv opouští oční bulvu

Lidské oko

koneczpět na obsah

Lidské oko Optické klamy na YouTube

POUŽITÁ LITERATURA

ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6

CITACE ZDROJŮ

Obr.1 BORISLAV. File:Egypte louvre 162.jpg: Wikimedia Commons [online]. 23 January 2005 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1c/Egypte_louvre_162.jpg

Obr.2 CGS. Soubor:Mirror.jpg: Wikimedia Commons [online]. 21 July 2003 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/52/Mirror.jpg

Obr.3 ING.MGR. JOZEF KOTULIČ. File:Slovakia Tatranska Javorina 63.JPG: Wikimedia Commons [online]. 5 September 2009 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d7/Slovakia_Tatranska_Javorina_63.JPG

Obr.4 LUMOS3. Soubor:EuroDishSBP front.jpg: Wikimedia Commons [online]. 10 January 2006 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/EuroDishSBP_front.jpg

Obr.5 WARDEN. Soubor:Four-solaire-odeillo-02.jpg: Wikimedia Commons [online]. 20 September 2005 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commosn z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0a/Four-solaire-odeillo-02.jpg

Obr.6 TAMASFLEX. Soubor:Lens shapes.png: Wikimedia Commons [online]. 2011 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b7/Lens_shapes.png

CITACE ZDROJŮ

Obr.7 TAMASFLEX. File:BiconvexLens.jpg: Wikimedia Commons [online]. 2011 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/BiconvexLens.jpg

Obr.8 FIR0002. File:Large convex lens.jpg: Wikimedia Commons [online]. 11 December 2007 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Large_convex_lens.jpg

Obr.9 PAJS. Soubor:Opticke zobrazeni cocka rozptylna.svg: Wikimedia Commons [online]. 29 July 2007 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/03/Opticke_zobrazeni_cocka_rozptylna.svg

Obr.10 PAJS. Soubor:Opticke zobrazeni lupa.svg: Wikimedia Commons [online]. 30 July 2007 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/Opticke_zobrazeni_lupa.svg

Obr.11 MICHAL REITER. Soubor:Prague bambiriada 2012 013.JPG: Wikimedia Commons [online]. 25 May 2012 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a3/Prague_bambiriada_2012_013.JPG

Obr.12 MOISEY. Soubor:Optical microscope nikon alphaphot +.jpg: Wikimedia Commons [online]. 13 June 2009 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b1/Optical_microscope_nikon_alphaphot_%2B.jpg

CITACE ZDROJŮ

Obr.13 USER:TLUSŤA. Soubor:Schema mikroskopu.svg: Wikimedia Commons [online]. 2 March 2006 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9e/Schema_mikroskopu.svg

Obr.14 PACKA. Soubor:2-m Telescope3, Ondřejov Astronomical.jpg: Wikimedia Commons [online]. 9 October 2007 [cit.2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/37/2-m_Telescope3%2C_Ond%C5%99ejov_Astronomical.jpg

Obr.15 TCHOŘ. Soubor:Schematic diagram of the human eye cs.svg: Wikimedia Commons [online]. 5 July 2009 [cit. 2013-02-03]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a3/Schematic_diagram_of_the_human_eye_cs.svg

Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.

Děkuji za pozornost.

Miroslava Víchová