ŠKOLA:Gymnázium, Tanvald, Školní 305, příspěvková organizace

ŠKOLA: Gymnázium, Tanvald, Školní 305, příspěvková organizaceČÍSLO PROJEKTU: CZ.1.07/1.5.00/34.0434NÁZEV PROJEKTU: Šablony – Gymnázium TanvaldČÍSLO ŠABLONY: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICTAUTOR: Iva HerrmannováTEMATICKÁ OBLAST: OptikaNÁZEV DUMu: ZOBRAZOVÁNÍ OPTICKÝMI SOUSTAVAMIPOŘADOVÉ ČÍSLO DUMu: 22KÓD DUMu: IH_OPTIKA_22DATUM TVORBY: 10.12.2013ANOTACE (ROČNÍK): Prezentace je určena pro oktávu gymnázií (4. ročník). V prezentaci jsou žáci nejprve názorně seznámeni s pojmem zorný úhel. K tomuto pojmu se váže i ilustrační příklad. Dále je zorný úhel použit pro vysvětlení rozlišovací schopnosti oka. Následuje část, která velmi názorně krok za krokem vysvětluje stavbu , použití a vztahy pro optické soustavy – lupu mikroskop a Keplerův dalekohled.

ZOBRAZOVÁNÍ OPTICKÝMI SOUSTAVAMI

1. ZORNÝ ÚHEL2. LUPA3. MIKROSKOP4. DALEKOHLED

ZORNÝ ÚHEL

• PRO ZŘETELNÉ VIDĚNÍ JE NUTNÉ, ABY NA SÍTNICI VZNIKL DOSTATEČNĚ VELKÝ OBRAZ PŘEDMĚTU

VELIKOST OBRAZU JE URČENA VELIKOSTÍ

ZORNÉHO ÚHLU

ZORNÝ ÚHEL


• ZORNÝ ÚHEL = ÚHEL, POD KTERÝM POZORUJEME PŘEDMĚT

ZORNÝ ÚHEL


• ZORNÝ ÚHEL = ÚHEL, POD KTERÝM POZORUJEME PŘEDMĚT

• ZORNÝ ÚHEL = ÚHEL, KTERÝ SVÍRAJÍ PAPRSKY VYCHÁZEJÍCÍ Z OKRAJŮ POZOROVANÉHO PŘEDMĚTU A KTERÉ PROCHÁZÍ STŘEDEM ČOČKY V OKU

• ZORNÝ ÚHEL = ÚHEL, KTERÝ SVÍRAJÍ PAPRSKY Z OKRAJŮ PŘEDMĚTU, KTERÉ DÁLE PROCHÁZÍ STŘEDEM ČOČKY

ZORNÝ ÚHEL- UKÁZKA

𝝉

ZORNÝ ÚHEL

• POZORUJEME-LI PŘEDMĚT POD VĚTŠÍM ZORNÝM ÚHLEM, NA SÍTNICI OKA VZNIKNE VĚTŠÍ OBRAZ PŘEDMĚTU.

ZORNÝ ÚHEL


• PRO ZŘETELNÉ VIDĚNÍ SE SNAŽÍME ZVĚTŠIT ZORNÝ ÚHEL.

ZORNÝ ÚHEL



1. MOŽNOST ZVĚTŠENÍ – POSUN PŘEDMĚTU

BLÍŽE K OKU

ZORNÝ ÚHEL



2. MOŽNOST ZVĚTŠENÍ – ZVĚTŠIT

VELIKOST PŘEDMĚTU

1. MOŽNOST ZVĚTŠENÍ – POSUN PŘEDMĚTU

BLÍŽE K OKU

• POSUNUTÍ PŘEDMĚTU BLÍŽ K OKU = ZVĚTŠENÍ ZORNÉHO ÚHLU

1. MOŽNOST ZVĚTŠENÍ ZORNÉHO ÚHLU - UKÁZKA

𝝉𝟏

> 𝝉𝟐

• ZVĚTŠENÍ PŘEDMĚTU = ZVĚTŠENÍ ZORNÉHO ÚHLU

𝝉𝟏

> 𝝉𝟐

2. MOŽNOST ZVĚTŠENÍ ZORNÉHO ÚHLU - UKÁZKA

ROZLIŠOVACÍ SCHOPNOST OKA A ZORNÝ ÚHEL

• ROZLIŠOVACÍ SCHOPNOST OKA JE URČENA NEJMENŠÍM ZORNÝM ÚHLEM, PŘI KTERÉM DVA BODY VIDÍME JEŠTĚ ODDĚLENĚ

ROZLIŠOVACÍ SCHOPNOST OKA A ZORNÝ ÚHEL

• ROZLIŠOVACÍ SCHOPNOST OKA JE URČENA NEJMENŠÍM ZORNÝM ÚHLEM, PŘI KTERÉM DVA BODY VIDÍME JEŠTĚ ODDĚLENĚ

• URČI, JAK VELKÝ(MALÝ) MUSÍ BÝT PŘEDMĚT UMÍSTĚNÝ V KONVENČNÍ ZRAKOVÉ VZDÁLENOSTI (d = 25 cm), ABYCHOM HO POZOROVALI POD ZORNÝM ÚHLEM .

ÚLOHA PRO


𝑑=25𝑐𝑚𝜏=1´𝑦=?

ÚLOHA PRO


𝑑=25𝑐𝑚𝜏=1´𝑦=?

𝒕𝒈𝝉=𝒚𝒅

ÚLOHA PRO


𝑑=25𝑐𝑚𝜏=1´𝑦=?

ÚLOHA PRO


𝑑=25𝑐𝑚𝜏=1´𝑦=?

ÚLOHA PRO


• U předmětu o velikosti 0,072 mm umístěného v konvenční zrakové vzdálenosti ještě rozlišíme jeho horní okraj od dolního okraje. (0,072mm je přibližně průměr lidského vlasu)

𝒚=𝟎 ,𝟎𝟕𝟐𝒎𝒎

ÚLOHA PRO

PŘÍLIŠ MALÝ ZORNÝ ÚHEL …

• JE PŘI POZOROVÁNÍ VELMI MALÝCH PŘEDMĚTŮ

POUŽIJEME LUPUPOUŽIJEME MIKROSKOP

• JE PŘI POZOROVÁNÍ VELMI MALÝCH PŘEDMĚTŮ

• JE PŘI POZOROVÁNÍ VELMI VZDÁLENÝCH PŘEDMĚTŮ

POUŽIJEME LUPUPOUŽIJEME MIKROSKOP

POUŽIJEME DALEKOHLED

PŘÍLIŠ MALÝ ZORNÝ ÚHEL …



LUPA

• SLOUŽÍ KE ZVĚTŠENÍ ZORNÉHO ÚHLU

LUPA

• SLOUŽÍ KE ZVĚTŠENÍ ZORNÉHO ÚHLU• SPOJKA S f < d (f < 25 cm)

LUPA

• SLOUŽÍ KE ZVĚTŠENÍ ZORNÉHO ÚHLU• SPOJKA S f < d (f < 25 cm) • UMOŽŇUJE ÚHLOVÉ ZVĚTŠENÍ MAXIMÁLNĚ

6X

LUPA

• SLOUŽÍ KE ZVĚTŠENÍ ZORNÉHO ÚHLU• SPOJKA S f < d (f < 25 cm) • UMOŽŇUJE ÚHLOVÉ ZVĚTŠENÍ MAXIMÁLNĚ

6X (PŘI VĚTŠÍM ZVĚŠENÍ SE PROJEVUJÍ VADY ČOČKY, PROTO JE NUTNO POUŽÍT UŽ SOUSTAVU ČOČEK)

• POZOROVÁNÍ BEZ LUPY: PŘEDMĚT JE UMÍSTĚN VE VZDÁLENOSTI d = 25 cm

POUŽITÍ LUPY

𝝉𝒅

𝒕𝒈𝝉=𝒚 :𝒅

𝒚

• POZOROVÁNÍ S LUPOU:

POUŽITÍ LUPY

• POZOROVÁNÍ S LUPOU: PŘEDMĚT UMÍSTÍME DO PŘEDMĚTOVÉHO OHNISKA F LUPY

POUŽITÍ LUPY-pozorování neakomodovaným okem

a =

𝝉 ´

• Pozorování bez akomodace, jako by předmět byl v nekonečnu,

POUŽITÍ LUPY-pozorování neakomodovaným okem

a =

𝝉 ´

∞

𝒚

• POZOROVÁNÍ S LUPOU: PŘEDMĚT UMÍSTÍME DO a < f

POUŽITÍ LUPY-pozorování akomodovaným okem

𝒇𝝉 ´

• Pozorování s akomodací, předmět umisťujeme tak, aby obrazová vzdálenost a´= d

POUŽITÍ LUPY-pozorování akomodovaným okem

𝒇𝝉 ´

yy

𝒂 ´=𝒅

POUŽITÍ LUPY

• POZOROVÁNÍ BEZ LUPY:

PRO MALÉ ÚHLY PLATÍ ,

POUŽITÍ LUPY-shrnutí:

POUŽITÍ LUPY

• POZOROVÁNÍ BEZ LUPY: • POZOROVÁNÍ S LUPOU neakomodovaným okem:

• POZOROVÁNÍ S LUPOU akomodovaným okem:

𝒕𝒈𝝉 ´= 𝒚𝒇 ¿̇𝝉 ´


𝒕𝒈𝝉 ´= 𝒚 ´𝒅 ¿̇𝝉 ´= 𝒚

𝒂

𝒕𝒈𝝉=𝒚𝒅 ¿̇𝝉

• ZOBRAZENÍ LUPOU CHARAKTRRIZUJE TZV. ÚHLOVÉ ZVĚTŠENÍ:



• Pozorování neakomodovaným okem



• Pozorování neakomodovaným okem



• Pozorování akomodovaným okem

POUŽITÍ LUPY-shrnutí:Užijeme zobrazovací rovnici:


• Pozorování akomodovaným okem

POUŽITÍ LUPY-shrnutí:Užijeme zobrazovací rovnici:



• ZVĚTŠUJE ZORNÝ ÚHEL PŘI POZOROVÁNÍ VELMI MALÝCH OBJEKTŮ

MIKROSKOP


• PRVNÍ BYL ZKONSTUOVÁN V 17. STOLETÍ

MIKROSKOP


• PRVNÍ BYL ZKONSTUOVÁN V 17. STOLETÍ• SPOJNÁ OPTICKÁ SOUSTAVA TVOŘENÁ

DVĚMA SPOJKAMI O RŮZNÝCH OHNISKOVÝCH VZDÁLENOSTECH (SPOLEČNÁ OPTICKÁ OSA)

MIKROSKOP

OBJEKTIV OKULÁR

OBJEKTIV OKULÁR

MIKROSKOP-POPIS JEHO ČÁSTÍ

OBJEKTIV• SPOJKA (č. 1), DO JEJÍ

BLÍZKOSTI UMISŤUJEME POZOROVANÝ OBJEKT

OKULÁR




• OBJEKTIV MÁ MALOU OHNISKOVOU VZDÁLENOST

OKULÁR





• POZOROVANÝ OBJEKT UMISŤUJEME DO VZDÁLENOSTI

OKULÁR






• OBJEKTIV VYTVOŘÍ SKUTEČNÝ PŘEVRÁCENÝ ZVĚTŠENÝ OBRAZ

OKULÁR







OKULÁR• SPOJKA (č. 2), DO JEJÍ

BLÍZKOSTI UMISŤUJEME OKO









• OKULÁR MÁ VĚTŠÍ OHNISKOVOU VZDÁLENOST NEŽ MÁ OBJEKTIV









• OKULÁR MÁ VĚTŠÍ OHNISKOVOU VZDÁLENOST NEŽ MÁ OBJEKTIV

• OKULÁR PLNÍ FUNKCI LUPY, KTEROU POZORUJEME OBRAZ VYTVOŘENÝ OBJEKTIVEM


• OBJEKTIV (1) OKULÁR (2)

MIKROSKOP – SCHÉMA 1

𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

𝒇 𝟏 𝒇 𝟐

∆

• OBJEKTIV OKULÁR OKO


𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´



𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

POZOROVANÝ OBJEKT



𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

PŘEDMĚTOVÁ VZDÁLENOST

a>f 1



𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

SPOJKA = OBJEKTIV



𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

OBJEKTIVEM VYTVOŘENÝ

OBRAZ



𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

OBRAZ VZNIKÁ V PŘEDMĚTOVÉM

OHNISKU OKULÁRU



𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

OKULÁR = SPOJKA S OHNISKOVOU

VZDÁLENOSTÍ VĚTŠÍ NEŽ MÁ OBJEKTIV



𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

POZOROVÁNÍ NEAKOMODOVANÝM

OKEM


MIKROSKOP – ODVOZENÍ VZTAHU PRO ÚHLOVÉ ZVĚTŠENÍ

𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

y

y´𝝉 ´

𝒕𝒈𝝉 ´= 𝒚 ´𝒇 𝟐

POZORUJEME-LI PŘEDMĚT O VELIKOSTI y BEZ OPTICKÉHO PŘÍSTROJE V KONVENČNÍ ZRAKOVÉ VZDÁLENOSTI d, PLATÍ



𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

y

y´𝝉 ´

𝒕𝒈𝝉 ´= 𝒚 ´𝒇 𝟐

¿̇𝝉 ´ 𝒕𝒈𝝉=𝒚𝒅 ¿̇𝝉



𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

y

y´𝝉 ´

𝒕𝒈𝝉 ´= 𝒚 ´𝒇 𝟐


𝜸=𝝉 ´𝝉



𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

y

y´𝝉 ´

𝒕𝒈𝝉 ´= 𝒚 ´𝒇 𝟐




𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

y

y´𝝉 ´

𝒕𝒈𝝉 ´= 𝒚 ´𝒇 𝟐




𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

y

y´𝝉 ´Zlomek lze užitím podobnosti trojúhelníků nahradit vztahem


MIKROSKOP – podobné trojúhelníky

𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

y

y´𝝉 ´

𝒚 ´𝒚

˙¿ ∆𝒇 𝟏



𝑭𝟐

𝑭𝟏

𝑭𝟏 ´

𝑭𝟐 ´

y

y´𝝉 ´

MIKROSKOP – VZTAH PRO ÚHLOVÉ ZVĚTŠENÍ

𝜸=∆𝒇 𝟏. 𝒅𝒇 𝟐

• ÚHLOVÉ ZVĚTŠENÍ OBJEKTIVU


𝜸=∆𝒇 𝟏. 𝒅𝒇 𝟐


• ÚHLOVÉ ZVĚTŠENÍ OKULÁRU


𝜸=∆𝒇 𝟏. 𝒅𝒇 𝟐


• ÚHLOVÉ ZVĚTŠENÍ OKULÁRU


𝜸=𝜸𝟏 .𝜸𝟐=∆𝒇 𝟏. 𝒅𝒇 𝟐



• ZVĚTŠUJE ZORNÝ ÚHEL PŘI POZOROVÁNÍ VELMI VZDÁLENÝCH OBJEKTŮ

DALEKOHLED


• VYNÁLEZCI (17. STOLETÍ): Galileo GALILEI, Johanes KEPLER

DALEKOHLED



• VYUŽITÍ: ASTRONOMIE, VOJENSTVÍ, NÁMOŘNÍ DOPRAVA ….

DALEKOHLED




• 1.typ – REFRAKTORY – OBJEKTIV TVOŘEN SPOJKOU (LOM SVĚTLA – REFRAKCE)

DALEKOHLED




• 1. typ – REFRAKTORY – OBJEKTIV TVOŘEN ČOČKOU (LOM SVĚTLA – REFRAKCE)

• 2. typ – REFLEKTORY – OBJEKTIV TVOŘEN ZRCADLEM (ODRAZ SVĚTLA – REFLEXE)

DALEKOHLED

• SPOJNÁ OPTICKÁ SOUSTAVA TVOŘENÁ DVĚMA SPOJKAMI O RŮZNÝCH OHNISKOVÝCH VZDÁLENOSTECH (SPOLEČNÁ OPTICKÁ OSA)

KEPLERŮV DALEKOHLED (refraktor)

OBJEKTIV S VELKOU OHNISKOVOU VZDÁLENOSTÍ

OKULÁR S VÝRAZNĚ MENŠÍ OHNISKOVOU

VZDÁLENOSTÍ


• OBRAZOVÉ OHNISKO OBJEKTIVU F1´ SPLÝVÁ S PŘEDMĚTOVÝM OHNISKEM OKULÁRU F2 = F1´

KEPLERŮV DALEKOHLED


• OBRAZOVÉ OHNISKO OBJEKTIVU F1´ SPLÝVÁ S PŘEDMĚTOVÝM OHNISKEM OKULÁRU F2 = F1´

• POZOROVÁNÍ VELMI VZDÁLENÝCH OBJEKTŮ = DO OBJEKTIVU VSTUPUJE ROVNOBĚŽNÝ SVAZEK PAPRSKŮ

KEPLERŮV DALEKOHLED

• 1- OBJEKTIV = SPOJKA S VELKOU f1

KEPLERŮV DALEKOHLED - SCHÉMA

• 2 - OKULÁR = SPOJKA S MALOU f2


• 7 - TUBUS


• 4 - POZOROVANÝ OBJEKT =NAPŘ. HVĚZDA


• PAPRSKY SVĚTLA VYCHÁZEJÍCÍ Z POZOROVANÉHO OBJEKTU A VSTUPUJÍCÍ DO OBJEKTIVU


• 5 - OBRAZ VYTVOŘENÝ OBJEKTIVEM (ZMENŠENÝ, PŘEVRÁCENÝ,

SKUTEČNÝ)


• 6 – OBRAZ VYTVOŘENÝ OKULÁREM – OKULÁR PLNÍ FUNKCI LUPY, OBRAZ JE JEŠTĚ VÍCE ZVĚTŠENÝ A ZŮSTÁVÁ PŘEVRÁCENÝ


𝛾=𝒇 𝟏

𝒇 𝟐

KEPLERŮV DALEKOHLED – ÚHLOVÉ ZVĚTŠENÍ



ZDROJE:

• VLASTNÍ PRÁCE AUTORA• TAMÁSTAMASFLEX, Szőcs. Wikipedia.org

[online]. [cit. 10.12.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Kepschem2.jpg

http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Kepschem2.jpg

http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Kepschem2.jpg

Date post:	24-Feb-2016
Category:	Documents
Upload:	josef
View:	23 times
Download:	0 times

ŠKOLA:Gymnázium, Tanvald, Školní 305, příspěvková organizace

Documents