Optika ve tmě

Kaleidoskop 2010

21. 1. 2010

Optika a tma ?

Optika je vědní obor,který se zabývá zářením (světlem).

Tma je prostor bez světla (záření).Takový prostor nemůže fyzikálně existovat.Slovo tma vyjadřuje jen pocit nedostatku světla.

Princip dalekohledu

1608

Galileův dopis z května 1609

“To mě nakonec přivedlo k tomu, abych se sám plně věnoval zkoumání principů a pochopení způsobu, kterým mohu dojít ke stvoření podobného přístroje, čehož jsem dosáhl krátce poté na základě vědecké refrakce.”

Muzeum historie vědy ve Florencii

Dalekohled GAL1 zvětšení 14x

Dalekohled GAL2zvětšení 21x

Objektiv GAL3f´=1710mm

Galileova mapaMěsíce

Pochybnosti o Galileových objevech

„Všichni potvrdili, že instrument klame.A Galileo brzy ráno sklíčený odjel.“

Johannes Kepler: Dodatky k Vitelovi (1604)

Kepler: Dioptrice (1611)Keplerův a holandský dalekohled

Keplerův dalekohled

3000 let stará čočka

Nález z roku 1850 zříceniny Babylonu- John Layard

Lupa? Zápalné sklo?

Aristofanés: Oblakypremiéra divadelní hry - 423 před Kr.

StrepsiadésViděl jsi už v obchodechten krásný kámen, co je průhledný,a co s ním můžeš zapalovat?

SokratésKrystal?

StrepsiadésAno, co myslíš, kdybych jej tak vzal,až bude chystat písař obsílkua nastavil jej z dálky proti sluncia na obsílce smazal písmena.

Eukleidés (asi 365 – 280 před Kr.)

Základy - aritmetika

Catoptrics- teorie zrcadel

Optics - paprsky vychází z oka

Archimedés ze Syrakusách - 212 před Kr.

Pokusy ověřující možnost zapálení lodí:

v roce 1973 – ano V roce 2007 – spíše ne

Robert Grosseteste (1175 - 1253)

De LuceSvětlo je krásné samoo sobě, protože jeho přirozenost je prostá.

De Iride„Tato část optiky, když jí dobře rozumíme, nám ukazuje, co můžeme udělat, aby věci, které jsou velmi vzdálené se jevily tak, jako by byly velmi blízko ...“

Roger Bacon (1214-1294)

Opus Majus

„Divy refrakce vidění jsou stále větší...

Tak můžeme zajistit, že Slunce, Měsíc a hvězdy zdánlivě sestoupí sem dolů. A podobně se blízko objeví hlavy našich nepřátel,a můžeme zjistit mnoho podobných jevů tak, že mysl člověka, který ignoruje tyto pravdy je nemůže snést.“

Nicole Oresme (1320-1382)

De vision stellarum

Jsou hvězdy tam, kde je vidíme?

Nejsou. Světlo se nešíří přímočaře, ale po křivce, která odpovídá změnám hustoty prostředí – atmosferická refrakce.

Barvy jsou části bílého světla.

Otázky 15. a 16. století - odkud vychází paprsky?

Paprsky z předmětu?

Paprsky vidění z oka?

Vzájemná kombinace?

Leonardo da Vinci 1491

J. Kepler: Paralipomena k Vitelovi (1604)Popis funkce oka

„Říkám, že vidění nastává, když obraz celého poloprostoru před okem a ještě o něco víc se vytvoří na bílé, do červena zbarvené stěně konkávní plochy sítnice.“

Vynález brýlí v Evropě - 1280

Olomoucká tradice výuky optiky - 1756

Nepomucen Polanský:

O barvách přírody

Spektrální citlivost oka

400 500 600 700

tyčinky čípky

rel ati vn

í cit l ivost čí p

ků

rela

tivn

í ci

tliv

ost

tyč

inek

Míchání barev

Barevný trojúhelník

Barevný CCD snímač a sítnice oka

Velikost osvětlení

Atom křemíku v krystalové mřížce - kovová vazba

Vlastní polovodič

Princip fotonásobiče

Einsteinův zákon h ν=A12

v2

A … výstupní práce

v … rychlost elektronu

Kanálkový zesilovač obrazu

luminofor

mnoho fotonů

Princip zesilovače obrazu

Noktovizní přístroje v armádě

Frederick William Herschel - 1800

Objev infračerveného záření

Johann Wilhelm Ritter - 1801

Objevultrafialovéhozáření

Spektrální vyzařování Slunce

Slepota Slunce

Propustnost atmosféry Země

Objekt-zdroj, prostředí, optika, detektor

Planckovo vyzařování černých těles

Záření černého tělesa pro teploty života

Emisivita cíle a pozadí

Chlazená termovize

Nechlazená termovize – odporový bolometr

Rozlišovací schopnost

y = 1.22 λ c

VIS MWIR LWIR

λ=0.5 μm λ=4.0 μm λ=10 μm

Termovize v armádě

Termovize pro ochranu a bezpečnost

IČ v lékařství, diagnostice, umění, ...

Astronomie - Herschelův dalekohled -2009

Záření černých tělěs – logaritmická stupnice

Výzkum mikrovlnného pozadí

Teorie souhlasí s pozorováním

Děkujeme za Vaši pozornost