40 Oko jako optická soustava, optické přístroje

Oko

• z hlediska paprskové optiky: spojná optická soustava s měnitelnou ohniskovou vzdáleností
• vytváří skutečný, zmenšený, převrácený obraz
• vznik ostrého obrazu na sítnici umožňuje akomodace oka (tj. přizpůsobivost)

Duhovka – určuje barvu očí

Čočka – spojná, nesymetrická

Zornice – otvor do duhovky

– určuje intenzitu světla, kt. do oka prochází

Sítnice – při ostrém vidění se na ní vytváří obraz

– jsou na ní dva typy buněk

– tyčinky (na intenzitu světla)

– čípky (na barvu)

– v různých místech různě citlivá

– žlutá skvrna – průsečík sítnice s opt. osou

– největší citlivost sítnice

– slepá skvrna – napojen zrakový nerv

– chybí tyčinky i čípky

Při velké vzdálenosti předmětu je zakřivení čočky (opt. mohutnost) menší, ohnisková vzdálenost se tedy zvětšuje.

Při pozorování blízkého předmětu je zakřivení větší, ohnisková vzdálenost se tedy zmenšuje.

Oko krátkozraké a dalekozraké

Rozsah vzdáleností, na které může oko akomodovat, je určen dvěma body:

daleký bod – nejvzdálenější bod od oka, na který může oko ještě zaostřit (nejmenší akomodace = minimální)

blízký bod – nejmenší vzdálenost, na kterou může oko ještě zaostřit (maximální akomodace)

Optimální vzdálenost, v níž můžeme pozorovat, tj. konvenční zraková vzdálenost d, je 25cm.

Normální oko

Krátkozraké oko

• daleký bod v konečné vzdálenosti
• blízký bod posunut blíže k oku
• obraz vzniká před sítnicí
• opt. mohutnost čočky je velká
• vady může být způsobená protáhlostí oka
• korekce vady rozptylkou (obraz vzniká na sítnici)

Dalekozraké oko

• daleký bod v nekonečnu
• blízký bod posunut dále od oka
• obraz vzniká za sítnicí
• opt. mohutnost čočky je malá
• korekce vady spojkou
• vada může být způsobena i zploštělostí oka

Podmínky zřetelného vidění

1. Předmět musí být přiměřeně osvětlen (dá se částečně regulovat změnou zornice)
2. Zrakový vjem musí trvat určitou dobu
3. Obraz předmětu na sítnici musí mít dostatečnou velikost

Úhlové zvětšení optických přístrojů

Zorný úhel τ

• svírají okrajové paprsky předmětu, které procházejí středem oční čočky

Úhlové zvětšení γ

γ = τ´ / τ

Lupa

• spojka s poměrně malou ohniskovou vzdáleností, tj. s poměrně velkou opt. mohutností

• ohnisková vzdálenost je menší než konvenční zraková vzdálenost

• pomocí lupy lze dosáhnout poměrně malého zvětšení, přibližně 6x

• vytváří obraz zvětšený vzpřímený zdánlivý

  γ = τ´/τ = y/f : y/f = d/f → γ = 0,25 φ

  φ …optická mohutnost lupy

Mikroskop

• optická soustava složená nejčastěji ze dvou spojek (objektiv, okulár)
• obraz objektivu je převrácený, zvětšený, skutečný, je předmětem pro okulár
• obraz vytvořený celým mikroskopem je zvětšený, převrácený, zdánlivý
• mezi obrazovým ohniskem F1´ objektivu a předmětovým ohniskem F2 okuláru je určitá vzdálenost, která se nazývá optický interval Δ = F1´F2
• Pro úhlové zvětšení mikroskopu platí:
• γ = y´/y . d/f2 = Δ/f1 . d/f2
• γ = τ´/τ = y´/f2 : y/d = y´/y . d/f2 = Z1 . γ2
• f1 … ohnisková vzdálenost objektivu
• f2 … ohnisková vzdálenost okuláru
• Z1 … příčné zvětšení objektivu
• γ …úhlové zvětšení mikroskopu
• γ2 … úhlové zvětšení okuláru
• Δ … optický interval

Další optické přístroje

Dalekohled

• opt. soustava sloužící k pozorování vzdálených objektů
• vynalezli G. Galilei a J. Kepler
• různé typy: Keplerův, zrcadlový, …
• γ = f1 / f2

Fotografické přístroje

Projekční přístroje – diaprojektor, dataprojektor

Dalekohled Galilea Galileiho Hubbleův dalekohled

Triedr Zrcadlový dalekohled SUBARU