|
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА Различают природные (биологические) и искусственные оптические системы. Ø Оптическая система - совокупность оптических элементов - создана для формирования пучков световых лучей или для получения изображений. Все оптические приборы можно разделить на две группы: а) приборы, которые действуют только вместе с человеческим глазом и не образуют изображений на экране. К ним относится лупа, микроскоп и различные приборы телескопической системы. Такие приборы называют визуальными; б) приборы, при помощи которых получают оптические изображения на экране. К ним относятся проекционные аппараты, фотоаппараты, киноаппараты и другие. Человеческий глаз представляет собой сложную систему, главной целью которой является наиболее точное восприятие, первоначальная обработка и передача информации, содержащейся в электромагнитном излучении видимого света. Глазное яблоко состоит из оболочек, которые окружают внутреннее ядро глаза, что составляет его прозрачное содержимое - стекловидное тело, хрусталик, водянистая влага в передней и задней камерах. Световые лучи попадают от окружающих предметов в глаз через роговицу. Роговица в оптическом смысле - это сильная собирательная линза, которая фокусирует расходящиеся в разные стороны световые лучи. Заломившись на передней и задней поверхности роговицы, световые лучи проходят через прозрачную жидкость, которая заполняет переднюю камеру, вплоть до радужки. Зрачок, круглое отверстие в радужке, позволяет центрально расположенным лучам продолжить свое путешествие внутрь глаза. Зрачок не только регулирует величину светового потока на сетчатку, но и отсеивает боковые, случайные, вызывающие искажения лучи. Далее свет преломляется хрусталиком. За хрусталиком расположено стекловидное тело, что распространяется вплоть до сетчатки и заполняет собой большой объем глазного яблока. Лучи света, сфокусированные оптической системой глаза, попадают, наконец, на сетчатку. Роговица и хрусталик - это две собирающие линзы, и изображения, проецируемые на сетчатку перевернутое. В сетчатке оптическая информация воспринимается светочувствительными нервными клетками, кодируется в последовательность электрических импульсов и передается через зрительный нерв в головной мозг для окончательной обработки и сознательного восприятия. Ø Способность глаза приспосабливаться к различной яркости наблюдаемых предметов называют адаптацией. Хрусталик может менять свою кривину, а следовательно, и оптическую силу. Способность хрусталика изменять свою кривину в случае изменения расстояния до рассматриваемого предмета называют аккомодацией. Если человек смотрит на очень отдаленный предмет, то ее глаз наиболее расслаблено. Чем ближе расположен предмет, тем сильнее напрягается глаз. Наименьшее расстояние, на котором глаз видит предмет, практически не напрягаясь, называют расстоянием наилучшего зрения D. Для человека с нормальным зрением это расстояние равно 25 см. Оптическая сила нормального глаза 58,5 дптр, что соответствует фокусному расстоянию 1,71 см. Наиболее распространенными дефектами зрения являются близорукость и дальнозоркость, которые исправляют, применяя линзы. За близорукости (рис. б) изображение удаленного предмета получается внутри глаза перед сетчаткой. Чтобы оно отодвинулось от хрусталика и переместилось на сетчатку, следует применять очки с розсіювальними (вогнутыми) линзами. При дальнозоркости (рис. в) все совсем иначе. Теперь изображение оказывается за сетчаткой, и для его перемещения на нее применяют очки с собирательными (выпуклыми) линзами.
3. Перхоть Ø Лупой называется двоопукла линза с небольшим фокусным расстоянием (от 10 до 1 см). Лупа является простейшим прибором, что позволяет увеличить угол зрения. Наш глаз видит только те предметы, изображение которых получается на сетчатке. Размер изображения зависит от угла зрения φ - угол между крайними лучами, которые попадают от предмета в глаз: tgφ = h/d (в большинстве случаев угол зрения очень мал, поэтому φ ≈ tgφ = h/d). Много предметов малые, их видно с расстояния наилучшего зрения под углом зрения, близким к предельному. Лупа увеличивает угол зрения, а также и изображение предмета на сетчатке глаза, поэтому видимые размеры предмета увеличены по сравнению с его действительными размерами. 4. Телескоп и микроскоп Назначение телескопа - собрать как можно больше света от исследуемого объекта и увеличить его видимые угловые размеры. Основной оптической частью телескопа является объектив, который собирает свет и создает изображение источника. Если объектив телескопа представляет собой линзу или систему линз, то телескоп называют рефрактором, а если вогнутое зеркало - то рефлектором. Даже при угловых увеличений объектов в десятки раз угол зрения для очень отдаленных зрение оказывается меньше 1'. Однако глаз различает такую зарю через большую концентрацию светового потока на зрачки. Чем больше диаметр объектива телескопа, тем больше энергия попадает на зрачок. Для получения больших угловых увеличений (порядка нескольких сотен) применяют микроскоп. Прибор состоит из двух систем линз: объектива и окуляра. На объектив свет падает от рассматриваемого объекта через окуляр свет попадает в глаз наблюдателя. Предмет располагается непосредственно за фокусом объектива, с помощью которого достигают действительного увеличенного изображения. Необходимо подчеркнуть, что принцип действия микроскопа сводится к последовательному увеличению угла зрения сначала объективом, а потом окуляром. Сначала объектив создает увеличенное изображение предмета перед окуляром, а затем окуляр дополнительно увеличивает это изображение. Угловое увеличение оптических микроскопов обычно меняется в пределах от 15 до 1200. 5. Фотоаппарат, проекционный аппарат Ø Фотоаппаратом называется устройство для получения оптических изображений различных объектов на светочувствительном слое фотопленки или матрицы. Необходимо прежде всего отметить, что изображение образовано не линзой, а с помощью малого отверстия. Линза нужна для получения более качественного изображения. Поэтому особое внимание следует обратить на роль диафрагмы в фотоаппарате. Строение фотоаппарата подобная строения глаза. Роль роговицы и хрусталика здесь выполняет объектив, роль же сетчатки в пленочном фотоаппарате - светочувствительная пленка, а в цифровом - фотоэлемент. Существенным отличием от фотоаппарата глаза является способ наведения на резкость: для этого обычно меняют расстояние от объектива до пленки (фотоэлемента). Однако в последнее время появились фотоаппараты, в которых можно плавно изменять также и фокусное расстояние объектива. С помощью проекционных аппаратов на экране получают действительное увеличенное изображение рисунков, чертежей, фотографий и др. Проектирование прозрачных объектов (диафильмов, диапозитивов) называется діапроекцією, непрозрачных объектов (рисунков, фотографий, чертежей) - епіпроекцією. Назначение диапроектора - создавать на экране увеличенное изображение прозрачных рисунков или фотографий, зафиксированных на кадре диафильма или діапозитиві. Кинопроектор отличается от диапроектора лишь тем, что в нем смена кадров происходит 24 раза за 1 сек. С этой целью перед объективом ставят подвижную механическую заслонку (обтюратор), что перекрывает объектив в тот момент, когда кинопленка прокручивается на один кадр. Поскольку глаз эти прерывания не замечает, то мы видим непрерывное движение предметов на киноэкране. ВОПРОС К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА Первый уровень 1. Оптическая сила линз может быть положительной или отрицательной. Какие линзы нужно использовать для устранения близорукости? дальнозоркости? 2. Как отличить очки для дальнозорких людей от очков для близоруких людей? 3. Можно ли сфотографировать предмет, расположенный между объективом и его фокусом? Почему? Второй уровень 1. Почему человек с нормальным зрением может одинаково четко видеть как далеко, так и близко расположенные предметы? 2. Как надо расположить предмет и лупу, чтобы видеть через лупу увеличенное изображение этого предмета? Каким будет это изображение - действительным или мнимым? 3. Что общего в строении глаза и фотоаппарата? Чем отличаются в них способы наводки на резкость? ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА 1). Качественные вопросы 1. Что общего у всех оптических приборов, которые «увеличивают» или «приближают»? 2. Оптическая сила линз в очках -1,5 дптр. Для близоруких или дальнозорких глаз эти очки? 3. В магазине «Оптика» есть в продаже такие очки: +2 дптр, -0,5 дптр, -3 дптр, +2,5 дптр. Какие недостатки зрения исправляют эти очки? 2). Учимся решать задачи 1. На футляре перхоти написано 4х. Это означает, что лупа дает 4-кратное увеличение. Которая фокусное расстояние этой перхоти? 2. Увеличение объектива микроскопа равно 25. Какое увеличение микроскопа, если увеличение окуляра 12? ЧТО МЫ УЗНАЛИ НА УРОКЕ • Оптическая система - совокупность оптических элементов, создана для формирования пучков световых лучей или для получения изображений. • Способность глаза приспосабливаться к различной яркости наблюдаемых предметов называют адаптацией. • Способность хрусталика изменять свою кривину в случае изменения расстояния до рассматриваемого предмета называют аккомодацией. • Наименьшее расстояние, на котором глаз видит предмет, практически не напрягаясь, называют расстоянием наилучшего зрения D. • Близорукому человеку необходимы очки с розсіювальними линзами, а далекозорій - с собирательными. • Лупой называется двоопукла линза с небольшим фокусным расстоянием (от 10 до 1 см). Домашнее задание 1. Подр-1: § 42; подр-2: § 20 (п. 2). 2. Сб.: Рів1 13.9; 13.10; 13.11; 13.27. Рів2 № 13.60; 13.61; 13.62; 13.63. Рів3 № 13.71, 13.73; 13.76; 13.77. 3. Д: подготовиться к самостоятельной работе № 10. ЗАДАНИЯ ИЗ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ № 10 «ПРИРОДА СВЕТА. ЗАКОНЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ» Ясного дня солнечные блики на поверхности воды является результатом... : А преломление света. Б прямолинейного распространения света. В зеркального отражения света. Г диффузного отражения света. На рисунке изображена стеклянная линза, которая находится в воздухе. Перед линзой находится предмет AB.
А Изображение предмета в линзе прямое мнимое увеличенное. Б Изображение предмета в линзе прямое действительное уменьшенное. Изображение предмета в линзе перевернутое мнимое уменьшенное. Г Изображение предмета в линзе перевернутое действительное уменьшенное. Задача 3 имеет целью установить соответствие (логическая пара). К каждой строке, обозначенного буквой, подберите утверждение, обозначенное цифрой. А Если предмет находится дальше от двойного фокусного расстояния от линзы, то... Бы Если предмет находится на двойном фокусном расстоянии от линзы, то. Если предмет находится между двойным фокусным расстоянием и фокусным расстоянием линзы, то. Г Если предмет находится от собирающей линзы на расстоянии, меньшем, чем фокусное. 1 ...изображение будет увеличенным перевернутым. 2 ...изображение будет ровным перевернутым. 3 ...изображение будет уменьшенным перевернутым. 4 ...изображение будет размытым. 5 ...изображение будет увеличенным прямым. Луч света падает на поверхность жидкости из воздуха под углом 40° и преломляется под углом 24°. За какого угла падения луча угол преломления будет равен 20°?
|
|
