Оптические приборы.

Камера-обскура Такой чёрный ящик с малым отверстием является оптическим прибором и называется камерой обскурой. Такой чёрный ящик с малым отверстием является оптическим прибором и называется камерой обскурой. Принцип её работы прост: нужно осветить предмет, расположенный против отверстия и посмотреть на матовое стекло извне, и мы увидим перевёрнутое изображение предмета. Принцип её работы прост: нужно осветить предмет, расположенный против отверстия и посмотреть на матовое стекло извне, и мы увидим перевёрнутое изображение предмета.

Проекционный аппарат. Для получения на экране ярких, отчётливых, окрашенных увеличенных изображений предметов используют проекционные аппараты (проекторы). Для получения на экране ярких, отчётливых, окрашенных увеличенных изображений предметов используют проекционные аппараты (проекторы). Главная часть проекционного аппарата – объектив. Главная часть проекционного аппарата – объектив. об П Предметом служит прозрачный предмет (рисунок или фотоснимок), изображённый на стеклянной пластинке или прозрачной плёнке. Такую пластинку называют диапозитивом. Д Д Диапозитив должен быть освещён ярким источником света. S ля этого вблизи диапозитива устанавливают в обойме 2 плоско выпуклые линзы, обращёнными вершинами друг к другу. Такую систему называют конденсором. К

Фотоаппарат Фотоаппарат является проекционным аппаратом. Главная часть фотоаппарата – объектив, при помощи которого освещённые предметы проецируются на экран, представляющий собой стеклянную пластинку или плёнку со сверхчувствительным слоем. Предмет, предназначенный для световой проекции, расположен всегда вне аппарата: d>2F, а фотопластинка или фотоплёнка находится внутри аппарата, в кассете на расстоянии от объектива F<f<2F. В фотографировании используется химическое действие света на вещество. На снимке потемневшими будут те места, на которые падал свет от светлых мест предмета. Такой фотоснимок называют негативом

Лупа Простейшим оптическим прибором является лупа – короткофокусная собирающая линза с фокусным расстоянием от 1 до 10 см. Простейшим оптическим прибором является лупа – короткофокусная собирающая линза с фокусным расстоянием от 1 до 10 см. В оптической технике принято при работе с лупой располагать её вблизи глаза, а предмет помещать почти в фокусе лупы. В этом случае расходящиеся световые пучки от множества точек хорошо освещённого предмета входят в лупу, преобразуются ею в пучки параллельных лучей, и тогда мелкие детали предмета рассматривают глазом сквозь лупу без напряжения, т. е. без аккомодации. Кроме того, при этих условиях линза даёт, как мы знаем, мнимое, прямое, увеличенное изображение.

Микроскоп. О ОО Оптическая система микроскопа состоит из двух собирательных линз. Одна из них с малым фокусным расстоянием обращена к предмету наблюдения АВ и называется объективом, об ок другая линза обращена к глазу наблюдателя: она играет роль лупы и называется окуляром. О ОО Оптические оси обеих линз совпадают и образуют общую ось MN. При работе с микроскопом ось MN совпадает со зрительной осью глаза и образует единую оптическую систему – глаз. MN

Зрительные трубы

Призменный бинокль В начале нашего столетия стали входить в практику наземных наблюдений бинокли из двух соединённых коротких труб Кеплера. Оборачивающей системой в каждой трубе служили две прямоугольные стеклянные поворотные призмы, установленные между объективом и окуляром и расположенные одна против другой с некоторым сдвигом.В начале нашего столетия стали входить в практику наземных наблюдений бинокли из двух соединённых коротких труб Кеплера. Оборачивающей системой в каждой трубе служили две прямоугольные стеклянные поворотные призмы, установленные между объективом и окуляром и расположенные одна против другой с некоторым сдвигом. На рисунке показано, как свет от предмета, проходящий сквозь объектив (об), прежде чем достичь окуляра (ок), проходит сквозь обе призмы, причём испытывает в каждой призме два раза внутреннее отражение. После выхода из окуляра образуется прямое, увеличенное изображение наблюдаемого предмета Благодаря сдвигу призм объективы бинокля раздвинуты на расстояние большее, чем расстояние между глазами наблюдателя, поэтому изображение, например, пейзажа, воспринимается более рельефно, чем одним глазом в зрительную трубу. Призменный бинокль портативен и удобен.

Труба Галилея. Театральный бинокль. Её объектив – двояковыпуклая (собирающая) линза с фокусным расстоянием примерно см. Окуляром служит рассеивающая линза с отрицательным фокусным расстоянием, примерно -2, -3 см. Рассматриваемый в эту трубу предмет (АВ) всегда расположен перед объективом на расстоянии значительно большем 2F. В этом случае, как известно, изображение бывает действительным, уменьшенным и перевёрнутым между Fоб и 2 Fоб вблизи Fоб. Но это изображение в трубе Галилея не получается, потому что на пути пучка сходящихся лучей ставят рассеивающую линзу (Ок), и сходящийся пучок, пройдя сквозь неё, становится расходящимся. Он и входит в глаз. Наблюдателю будет казаться, что лучи исходят из точек удалённого предмета, в частности из точки А1. Ему представится предмет в увеличенном и прямом виде (А 1 В1).Её объектив – двояковыпуклая (собирающая) линза с фокусным расстоянием примерно см. Окуляром служит рассеивающая линза с отрицательным фокусным расстоянием, примерно -2, -3 см. Рассматриваемый в эту трубу предмет (АВ) всегда расположен перед объективом на расстоянии значительно большем 2F. В этом случае, как известно, изображение бывает действительным, уменьшенным и перевёрнутым между Fоб и 2 Fоб вблизи Fоб. Но это изображение в трубе Галилея не получается, потому что на пути пучка сходящихся лучей ставят рассеивающую линзу (Ок), и сходящийся пучок, пройдя сквозь неё, становится расходящимся. Он и входит в глаз. Наблюдателю будет казаться, что лучи исходят из точек удалённого предмета, в частности из точки А1. Ему представится предмет в увеличенном и прямом виде (А 1 В1).

Телескоп-рефрактор. Современные рефракторы строят по системе Кеплера, предложенной им в 1611 г., а именно: объектив – это длиннофокусная собирающая линза, а окуляр – короткофокусная линза, играющая роль лупы. В трубе Кеплера фокус объектива (Fоб) совпадает с фокусом окуляра (Fok) (рис. 36), следовательно, длина l трубы Кеплера равна сумме фокусных расстояний объектива и окуляра: 1 = Fоб + Fok 1 = Fоб + Fok Во время наблюдения в телескоп удалённых светящихся тел глаз и телескоп становятся единой оптической системой. Длиннофокусный и большого диаметра объектив телескопа собирает много света от далёкого светила и формирует почти в фокусе действительное, уменьшенное и отчётливое изображение. Эту световую картину объектив направляет узким пучком сквозь окуляр в глаз, на сетчатку, и мы отчётливо видим без напряжения глаза яркое, перевёрнутое изображение небесного объекта. Во время наблюдения в телескоп удалённых светящихся тел глаз и телескоп становятся единой оптической системой. Длиннофокусный и большого диаметра объектив телескопа собирает много света от далёкого светила и формирует почти в фокусе действительное, уменьшенное и отчётливое изображение. Эту световую картину объектив направляет узким пучком сквозь окуляр в глаз, на сетчатку, и мы отчётливо видим без напряжения глаза яркое, перевёрнутое изображение небесного объекта. Главные и основные части телескопа – это объектив и окуляр. Объектив обращён к наблюдаемому объекту (планете, звезде, туманности), а окуляр - к глазу наблюдателя или к специальному устройству, чтобы запечатлеть объект, например на фотопластинке. Главные и основные части телескопа – это объектив и окуляр. Объектив обращён к наблюдаемому объекту (планете, звезде, туманности), а окуляр - к глазу наблюдателя или к специальному устройству, чтобы запечатлеть объект, например на фотопластинке.

Телескоп-рефлектор. В открытое отверстие трубы телескопа входит свет от далёкого светила в виде пучка параллельных лучей, световой пучок отражается от вогнутого зеркала и образует сходящийся пучок. Если бы на пути отражённого пучка не было плоского зеркальца, то лучи сходящегося пучка образовали бы вблизи фокуса вогнутого зеркала действительное, уменьшенное, перевёрнутое изображение далёкого объекта. Но этого не происходит, потому что наклонное плоское зеркальце отражает сходящийся световой пучок в сторону окуляра, который действует подобно окуляру рефрактора. Поэтому изображение объекта получается увеличенным вблизи фокуса окуляра. В открытое отверстие трубы телескопа входит свет от далёкого светила в виде пучка параллельных лучей, световой пучок отражается от вогнутого зеркала и образует сходящийся пучок. Если бы на пути отражённого пучка не было плоского зеркальца, то лучи сходящегося пучка образовали бы вблизи фокуса вогнутого зеркала действительное, уменьшенное, перевёрнутое изображение далёкого объекта. Но этого не происходит, потому что наклонное плоское зеркальце отражает сходящийся световой пучок в сторону окуляра, который действует подобно окуляру рефрактора. Поэтому изображение объекта получается увеличенным вблизи фокуса окуляра.

Перископ. Перископ применяется для подъёма линии зрения наблюдателя. Этот прибор состоит из двух плоских зеркал или, что предпочтительней, из двух прямоугольных равнобедренных призм, собранных в какого-либо трубе или держателе. Отражающие поверхности зеркал и призм расположены таким образом, что они параллельны друг другу и под углом 45 по отношению к вертикали. Свет на верхнее плоское зеркало или отражающую грань призмы падает под углом 45 и поэтому отражается также под углом 45, отклоняясь, следовательно, на 90 в направлении по часовой стрелке. Затем свет отклоняется на 90 в направлении против часовой стрелки на нижнем плоском зеркале (или призме). Таким образом, изображение является прямым мнимым и появляется на более низком уровне, чем тот, на котором находится предмет. Первое отражение создаёт зеркальный переворот изображения, с одной стороны на другую, но второе отражение это компенсирует. Недостатками применения зеркал в перископах является их потускнение и отслаивание амальгамы. Поэтому в точных приборах применяются призмы, например в перископе подводной лодки. Стеклянные призмы не подвержены влиянию погоды, и их не так легко повредить. Более того, призма полностью внутренне отражает свет, в то время как при каждом отражении от зеркала происходит потеря 9% света.

Глаз – живой оптический аппарат

Н Наши глаза связаны с мозгом, а также с нервной системой организма. Если сравнить устройство глаза с устройством современных оптических аппаратов, таких, как фотоаппарат, киносъёмочная телевизионная камеры, то можно заметить некоторое сходство между ними. О сходстве глаза и фотоаппарата можно судить по рисунку Глаз состоит из двух частей – оптической и зрительной. Ознакомимся с оптической частью глаза. Глаз состоит из двух частей – оптической и зрительной. Ознакомимся с оптической частью глаза. Особенное внимание обращают на себя зрачки – круглые отверстия в радужной оболочке. Сквозь зрачки свет входит внутрь глазных яблок. Радужная оболочка – сложная сосудистая ткань, соединённая со склерой. Роговица прозрачная, совершенно гладкая и твёрдая оболочка толщиной около 1 мм имеет форму почти сферической чашечки диаметром 12 мм. Она является продолжение склеры. За радужной оболочкой находится прозрачное упругое тело – хрусталик. Он окружён мышцами, присоединёнными к нему и к склере. Хрусталик представляет собой маленькую двояко выпуклую линзу диаметром 8-10 мм. Её передняя поверхность, обращённая к зрачку, менее выпукла, чем задняя. Между роговицей и радужной оболочкой имеется водянистая жидкость, а позади хрусталика глазное яблоко заполнено прозрачным студенистым веществом – стекловидным телом.

Названные четыре среды – роговица, водянистая жидкость, хрусталик и стекловидное тело – преломляют свет (причём хрусталик в большей мере, чем другие среды), - это оптическая система глаза, она играет роль сложного объектива. «Объектив» глаза и объектив фотоаппарата обладают общим оптическим свойством – дают действительное, уменьшённое и перевёрнутое изображение предметов. Но изображение предметов в фотоаппарате получается на фотопластинке, тогда как в глазу изображение образуется на сложной нервной. ткани – сетчатке глаза Именно с возникновения изображения предмета, его деталей на сетчатке глаза и начинается зрительное восприятие

СДЕЛАЙ САМ СДЕЛАЙ САМ

Как сделать самый простой фотоаппарат! Требуется квадратная коробка без крышки квадратная коробка без крышки картонная трубка картонная трубка увеличительное стекло увеличительное стекло лист кальки лист кальки ножницы ножницы скотч скотч черная краска черная краска кисточка кисточка

Ход опыта 1. Покрась коробку в черный цвет. Ножницами вырежи в донышке коробки круглое отверстие, в котором труба должна легко двигаться вперед и назад. 2. Ножницами вырежи в донышке коробки круглое отверстие, в котором труба должна легко двигаться вперед и назад. 3. Открытую сторону коробки заклей калькой. 4. На открытой части трубки закрепи с помощью скотча закрепи с помощью скотча увеличительное стекло. 5. Направь аппарат линзой 5. Направь аппарат линзой на хорошо освещенный на хорошо освещенный предмет, а калькой к глазам. предмет, а калькой к глазам. Результат На кальке появится изображение предмета в уменьшенном и перевернутом виде. Вдвигая и выдвигая трубку, ты можешь сделать изображение более отчетливым

Это потому… что выпуклая линза собирает лучи внутри коробки. Лучи пересекаются и образуют на кальке перевернутое изображение. Много лет тому назад, когда стало известно, что глаза не испускают световые лучи, но только принимают их, были изобретены коробки наподобие той, которую сделал ты. В них свет, отраженный от предмета, через маленькое отверстие (даже без линзы) попадал внутрь и создавал на задней стенке изображение, к великому изумлению людей.... что выпуклая линза собирает лучи внутри коробки. Лучи пересекаются и образуют на кальке перевернутое изображение. Много лет тому назад, когда стало известно, что глаза не испускают световые лучи, но только принимают их, были изобретены коробки наподобие той, которую сделал ты. В них свет, отраженный от предмета, через маленькое отверстие (даже без линзы) попадал внутрь и создавал на задней стенке изображение, к великому изумлению людей.

Как сделать самый простой телескоп. Требуется Требуется два увеличительных стекла два увеличительных стекла две картонные трубки с небольшой разницей диаметров две картонные трубки с небольшой разницей диаметров скотч скотч Опыт проводится вечером, когда хорошо видна Луна Опыт проводится вечером, когда хорошо видна Луна

1. Вставь одну трубку в другую и на одном конце с помощью скотча закрепи увеличительное стекло. 2. Посмотри на Луну со стороны увеличительного стекла, а другое стекло держи у противоположного конца. Настраивай свой телескоп, выдвигая или вдвигая трубу, а также приближая и удаляя второе увеличительное стекло, пока не получишь четкое изображение. Ход опыта Результат Результат Ты можешь получить увеличенное, хотя и перевернутое изображение Луны.

Это потому …...что переднее стекло собирает лучи, исходящие от Луны, и создает ее изображение внутри трубы. Линза, которая находится ближе к глазам, увеличивает это изображение и приближает Луну. Так работают линзовые телескопы, но настоящие приборы показывают не перевернутое, а прямое изображение....что переднее стекло собирает лучи, исходящие от Луны, и создает ее изображение внутри трубы. Линза, которая находится ближе к глазам, увеличивает это изображение и приближает Луну. Так работают линзовые телескопы, но настоящие приборы показывают не перевернутое, а прямое изображение.

Как сделать самый простой перископ! Требуется лист прочного картона размером 32 X 50 см лист прочного картона размером 32 X 50 см ножницы ножницы скотч скотч два маленьких зеркальца размером 6 X 10 см два маленьких зеркальца размером 6 X 10 см линейка линейка карандаш карандаш лист тетрадной бумаги в клеточку лист тетрадной бумаги в клеточку

Ход опыта 1. С помощью линейки раздели лист картона на четыре полоски, по 8 см каждая, на четыре полоски, по 8 см каждая, и вырежи два квадратных отверстия, и вырежи два квадратных отверстия, как показано на рисунке. 2. Из листка в клеточку вырежи прямоугольный равнобедренный треугольник (катет треугольника 6 см). равнобедренный треугольник (катет треугольника 6 см) Приложи треугольник к картону и прочерти пунктирные линии по диагонали в четырех местах, как показано на рисунке. Затем по этим линиям сделай прорези. Согни картон по нанесенным ранее линиям и закрепи полученную «шахту» скотчем. 4. Вставь два зеркальца в соответствующие прорези, установи перископ за каким- нибудь укрытием (стена, подоконник). Верхняя часть перископа должна располагаться выше укрытия, над головой. 5. Посмотри в нижнее отверстие. Результат В нижнем зеркальце перископа ты увидишь изображение того, что находится за укрытием.

Это потому…...что свет, исходящий от предметов и людей, находящихся за укрытием, падает на верхнее зеркало. Оно расположено под углом, поэтому отраженный от него луч падает на нижнее зеркало, и изображение появляется перед твоими глазами....что свет, исходящий от предметов и людей, находящихся за укрытием, падает на верхнее зеркало. Оно расположено под углом, поэтому отраженный от него луч падает на нижнее зеркало, и изображение появляется перед твоими глазами.

Помимо сборки самых простых оптических приборов в моей работе представлены следующие лабораторные работы: Помимо сборки самых простых оптических приборов в моей работе представлены следующие лабораторные работы: «Изготовление камеры-обскуры» «Изготовление камеры-обскуры» «Сборка модели телескопа» «Сборка модели телескопа» «Определение фокусного расстояния собирающей линзы» (помощью формулы) «Определение фокусного расстояния собирающей линзы» (помощью формулы) «Определение фокусного расстояния собирающей линзы» ( без помощи формулы) «Определение фокусного расстояния собирающей линзы» ( без помощи формулы) «Сборка модели зеркального перископа» «Сборка модели зеркального перископа»

Как сделать модель глаза Приборы и материалы: стеклянная прозрачная ваза в форме шара; лампочка с держателе; кусок картона, черного с обеих сторон; кусок белого картона ножницы; вода темная комната. Ход эксперимента 1)Наполнить вазу водой. 2) Прислонить к воде черную картонку с маленьким отверстием. 3) С другой стороны вазы установить белый картон. 4) Погасить в комнате свет, закрепить лампочку на краю стола на уровне отверстия в картонке и включить ее. 5) Пронаблюдать полученное изображение и сделать вывод. Результат: на белом картоне появится перевернутое изображение лампочки, поточу что свет от лампочки проходит через отверстие в черном картоне и преломляется в вазе с водой, которая действует как линза. Затем лучи света попадают на белую картонку и рисуют на ней перевернутое изображение лампочки.

Фронтальный эксперимент 1 Цели: пронаблюдать работу хрусталика при различном удалении предмета от глаза, выявить расстояние наилучшего зрения. Ход работы Расположите ладонь на расстоянии примерно 25 см от глаз. Рассмотрите линии на ладони. Постепенно приближайте ладонь к носу. Что происходит с изображением? Проводим эксперимент и делаем вывод: Изображение становится нечётким, размытым. Расстояние наилучшего зрения см от глаза, таким оно должно быть при чтении.

Фронтальный эксперимент 2 Цель: пронаблюдать работу зрачка при различной освещённости глаза. Ход работы Повернитесь к источнику света (окну, лампе) и прикройте один глаз ладонью. Через несколько секунд отодвиньте ладонь и посмотрите в зеркало. Что произошло со зрачком? Проводим эксперимент и делаем вывод: Зрачок рефлекторно сужается на свету.

Фронтальный эксперимент 3. Цель: пронаблюдать неодинаковое видение одного предмета правым и левым глазом. Ход работы Рассмотрите большой палец руки отдельно правым и левым глазом. Что вы наблюдаете? Проводим эксперимент и делаем вывод: Изображения различны.

Фронтальный эксперимент 4 Цели: выявить проявления оптического несовершенства глаза. Ход работы Сравните с помощью линейки длины отрезков на рис а и б Проводим эксперимент и делаем вывод. Отрезки равны. а)б)

Близорукий взгляд. До недавнего времени все более широкое распространение этого дефекта зрения считали неотвратимым процессом, что и было зарегистрировано во всех медицинских учебниках. Чтобы спасти глаза от перенапряжения, мозг специально «делает» их близорукими. Нагрузка при чтении возникает из-за того, что глаза все время смотрят чуть дальше кончика носа, слегка «кося». Развести их - значит решить проблему близорукости. Нагрузка при чтении возникает из-за того, что глаза все время смотрят чуть дальше кончика носа, слегка «кося». Развести их - значит решить проблему близорукости. Выяснилось, что обмануть глаза можно с помощью светопризм - маленьких, чуть утолщенных с одного края стеклышек, приклеенных к обычным очкам. Благодаря таким очкам у 96% школьников близорукость перестала прогрессировать. Выяснилось, что обмануть глаза можно с помощью светопризм - маленьких, чуть утолщенных с одного края стеклышек, приклеенных к обычным очкам. Благодаря таким очкам у 96% школьников близорукость перестала прогрессировать.

Это интересно. I.Специалисты установили, что глаз человека различает 7 тысяч оттенков различных цветов. Но, возможно, эта цифра приуменьшена. II.В XVI в. появилось слово глаз. Как считают многие ученые, это слово употреблялось в переносном смысле и означало камешек. И сейчас по-польски gtasik - голыш; glas -камень. III. Самая богатая водой ткань человеческого тела стекловидное тело глаза - содержит 99% воды. Самая бедная - зубная эмаль – 0,2 % воды. IV.Глаза никогда не мерзнут. Это потому, что они не имеют нервных окончаний, чувствительных к холоду. Наоборот, в кончиках пальцев, носа, в области поясницы этих точек очень много, поэтому эти места, прежде всего и сильнее всего чувствуют холод. V.Во многих славянских языках есть слово око. Когда-то оно было единственным словом для названия органа зрения. От него в развое время образовались новые слова: очки, окунь.