1 / 24

Seminar iz Multimedijskih Prezentacija: Geometrijska optika i leće

Seminar iz Multimedijskih Prezentacija: Geometrijska optika i leće. Bruno Paun, PFT. Sadržaj. 1. Optika 2. Geometrijska optika 2.1. Zakon pravocrtnog širenja svjetlosti 2.2. Zakon neovisnosti svjetlosnih snopova 2.3. Zakon refleksije svjetlosti 2.4. Zakon refrakcije svjetlosti

glain
Download Presentation

Seminar iz Multimedijskih Prezentacija: Geometrijska optika i leće

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Seminar iz Multimedijskih Prezentacija:Geometrijska optika i leće Bruno Paun, PFT

  2. Sadržaj • 1. Optika • 2. Geometrijska optika • 2.1. Zakon pravocrtnog širenja svjetlosti • 2.2. Zakon neovisnosti svjetlosnih snopova • 2.3. Zakon refleksije svjetlosti • 2.4. Zakon refrakcije svjetlosti • 2.5. Totalna refleksija • 3. Zrcala • 3.1. Ravna zrcala • 3.2. Sferna zrcala • 3.3. Konkavna zrcala • 3.4. Konveksna zrcala • 3.5. Primjena zrcala • 4. Leće • 4.1. Tanke leće • 4.2. Konvergentne leće • 4.3. Divergentne leće • 4.4. Nedostaci leća • 5. Optički sustavi • 5.1. Ljudsko oko • 5.2. Povećalo • 5.3. Mikroskop

  3. Geometrijska optika • Grana optike u kojoj se za opis svjetlosnih pojava služimo geometrijom. • Valne fronte okomite na svjetlosne zrake. • Na njoj se bazira konstrukcija optičkih instrumenata. • Zasniva se na sljedećih četiri zakona: • Zakon pravocrtnog širenja svjetlosti • Zakon neovisnosti svjetlosnih snopova • Zakon odbijanja (refleksije) svjetlosti • Zakon loma (refrakcije) svjetlosti • Ti zakoni ne govore o prirodi svjetlosti, oni su samo odlična aproksimacija.

  4. Leće • Leće su tijela napravljena od optički prozirnog homogenog sredstva omeđena dvijema sfernim plohama koje mogu biti ili obje zakrivljene (konkavne/ konveksne), ili je jedna zakrivljena (konkavna/ konveksna), a druga ravna. • Prema obliku i osobinama dijelimo ih na: • konvergentne (sabirne) • divergentne (rasipne)

  5. Leće • Elementi leća su: • glavna optička os • polumjeri zakrivljenosti R1 i R2 • fokusi F1 i F2 • optički centar O • centri zakrivljenosti C1 i C2 • Prolaženjem svjetlosne zrake kroz leću dolazi do dvostrukog loma zrake na graničnim plohama leće i okoline. konvergentnedivergentne

  6. Leće • p – udaljenost predmeta od leće • P – visina predmeta • s – udaljenost slike od leće • S – visina slike • f – žarišna daljina (udaljenost fokusa leće) • m – linearno povećanje slike • p, s, R1, R2 mjere se od tjemena u smjeru lomljenih zraka. • m > 0 slika uspravna, m < 0 slika obrnuta. • |m| > 1 slika > predmeta, |m| < 1 slika manja od predmeta.

  7. Konstrukcija slike pomoću karakterističnih zraka • Za konstrukciju slike koristimo tri karakteristične zrake: • Zraka koja putuje od predmeta paralelno s optičkom osi i lomi se tako da prolazi kroz fokus F. • Zraka koja putuje od predmeta prolazeći kroz fokus nakon loma širi se paralelno s optičkom osi. • Zraka koja prolazi kroz središte i ne mijenja smjer.

  8. Konstrukcija slike pomoću karakterističnih zraka • Kod konvergentne leće sliku predmeta pronalazimo tako da predmet gledamo kao skup točaka, te pronalazimo slike tih točaka koristeći karakteristične zrake. • U optici bitna veličina je jakost leće. Definiramo je kao recipročnu vrijednost žarišne daljine izražene u metrima: • J>0, f>0 leća konvergentna, J<0, f<0 leća divergentna.

  9. Konvergentne leće • Leće kod kojih zrake svjetlosti pri prolazu kroz njih konvergiraju. • U sredini su deblje nego na krajevima. • Ovisno o obliku mogu biti: • bikonveksna • konkavno-konveksna • plankonveksna

  10. Konvergentne leće • Ako na konvergentnu leću pada snop zraka paralelnih sa optičkom osi one će se nakon loma na leći sjeći u fokusu. • Koristeštenjem osnovne jednadžbe leće i izraza za povećanje određujemo položaj slike i njezine osobine u ovoisnosti o položaju predmeta.

  11. Konvergentne leće • Primjeri : • 1. Predmet se nalazi iza centra zakrivljenosti (p>2f). • Slika je realna, obrnuta, umanjena i sa suprotne strane leće između fokusa i centra zakrivljenosti.

  12. Konvergentne leće • 2. Predmet se nalazi u centru zakrivljenosti jedne lećine plohe (p=2f). • Slika realna, obrnuta, jednake veličine kao i predmet i nalazi se u centru zakrivljenosti druge plohe leće.

  13. Konvergentne leće • 3. Predmet se nalazi iza centra zakrivljenosti jedne plohe leće i njenog fokusa (2f>p>f). • Slika je realna, obrnuta, uvećana i nalazi se iza centra zakrivljenosti druge plohe leće.

  14. Konvergentne leće • 4. Predmet se nalazi između fokusa i leće (f>p>o). • Slika imaginarna, uspravna, uvećana i nalazi se sa iste strane leće gdje je i predmet.

  15. Konvergentne leće • U slučaju kad je predmet u beskonačnosti refraktirane zrake se sijeku u fokusu tj. s=f, te se tako nalazi fokus dane leće (f>0 kod konvergentnih leća). • U slučajevima kada je predmet ispred fokusa dobivamo da je s>0, što znači da se slika dobiva presjekom refraktiranih zraka tj. slika je realna. • U slučaju kad je predmet u fokusu slike nema tj. s=. • U slučaju kada se predmet nalazi između fokusa i leće dobivamo s<0 što znaći da je slika imaginarna, uspravna, veća od predmeta i sa iste strane gdje i predmet.

  16. Divergentne leće • Leće kod kojih zrake svjetlosti pri prolazu kroz njih divergiraju. • U sredini su tanje nego na krajevima. • Ovisno o obliku mogu biti: • bikonkavna • konkavno-konveksna • plankonkavna • Žarišna daljina f<0, može se reći da je fokus imaginaran jer se dobiva u presjeku produžetaka refraktiranih zraka.

  17. Divergentne leće • Sliku predmeta dobivamo promatranjem predmeta kao skup točaka i pronalaženjem njihovih slika koristeći karakteristične zrake. • Slika predmeta kod divergentnih leća dobiva se presjekom produžetaka karakterističnih zraka. • Slika je uvijek imaginarna, uspravna i umanjena.

  18. Nedostaci leća • U praksi se koriste leće velike jakosti, te su zbog toga veoma debele u odnosu na svoj radijus. • Zbog svoje debljine imaju niz pogršaka (aberacija) što kao rezultat daje djelomično ili potpuno nejasnu sliku. • Aberacije se u praksi umanjuju i korigiraju Gaussovim aproksimacijama i kombinacijama konvergentnih i divergentnih leća čije su aberacije suprotnog smisla, te tako ne utjeću na kvalitetu slike. • Rješenje tome također mogu biti parabolična zrcala.

  19. Sferna aberacija • Nastaje zbog različitog lomljenja svjetlosnih zraka koje padaju na leću u različitoj udaljenosti od optičke osi. • Zrake koje padaju blizu ruba leće lome se više od od zraka koje prolaze blizu osi leće. • Slika je tada ''razmazana'' duž osi tj. nije oštra, te je mi vidimo nejasno, slika je astigmatična. • Umanjujemo ju Gaussovim aproksimacijama tj. smanjujemo ulazni snop svjetlosti zaslonom malog promjera. • Primjer je blenda fotoaparata i kamera koja kontrolira intenzitet svjetlosti, te tako smanjuje sfernu aberaciju.

  20. Sferna aberacija

  21. Kromatska aberacija • Polikromatska svjetlost ima različite indekse loma. • Različita valne duljine (različite boje) imaju različite indekse loma, te to dovodi do disperzije svjetlosti. • Svakoj boji pripada poseban fokus, te je taj fokus razmazan i obojen duž optičke osi – pojava astigmatizma. • Umanjujemo je kombinacijom konvergentnih i divergentnih leća, tj. akramatičnom lećom. • Zrake različitih boja lome se tada jednako, te tako dobivamo oštru sliku.

  22. Kromatska aberacija

  23. Literatura • Svemoguća skripta OF3 od prof. S.Popovića • Wikipedia • Internet • Brković-Farago FIZIKA

  24. Kraj prezentacije

More Related