oglinzi, lentile si cateva aplicatii

oglinzi Oglinzile = suprafeţe lucioase Dispozitivele funcţionează pe baza reflexiei luminii plane Clasificare concave (convergente) sferice convexe (divergente)

Oglinzi plane

Oglinda plană Forma : imagine dreaptă (în aceeaşi poziţie ca obiectul) Natura : imagine virtuală (nu poate fi prinsă pe un paravan) Mărimea : imagine egală cu obiectul Locul : imagine în partea opusă obiectului Construcţia imaginilor în oglinda plană

Oglinzi convergente

Oglinzi sferice fac parte dintr-o sferă (o calotă sferică) Raza de curbură Axa optică principală (unica) O = centrul optic al oglinzii V = vârful oglinzii axă optică secundară ( o infinitate)

raza incidentă normala (raza de curbură) F ( focar ) C = O f = distanţa focală = VF = R / 2 raza reflectată

(convergente) Oglinzi concave (partea lucioasă în interiorul sferei) raze uzuale în construcţii

1 2 V F O raza care soseşte paralel cu axa optică principală, după reflexie trece prin focar VF = OV / 2 = f = distanţă focală 2 V F O raza care soseşte prin centrul optic al oglinzii, se întoarce pe acelaşi drum ( tot prin centrul optic)

3 F O dacă raza incidentă ar sosi trecând prin focar, s-ar reflecta paralel cu axa optică principală

Notaţii uzuale y O F V obiect y.’ oglindă f linie continuă = rază reală linie punctată = prelungire (rază virtuală) imagine x’ distanţa oglindă-imagine x distanţa obiect-oglindă

Convenţie de semne a). pentru segmente x O y y >0 (pozitiv; +y ) x < 0 (negativ; - x) x >0 (pozitiv; +x ) x O y < 0 (negativ; -y)

sensul acelor de ceasornic sens trigonometric direct Convenţie de semne Pentru unghiuri sens negativ sensul acelor de ceasornic - α sens pozitiv sens trigonometric direct + α

exemple de construcţie a imaginilor a) oglinzi convergente 1) obiectul foarte departe de oglindă ( -x > -2f) Forma : imagine răsturnata (y > 0, y’ < 0 sau y < 0, y’ > 0 ) Natura : imagine reala ( poate fi prinsă pe un paravan) Mărimea : imagine mai mica decât obiectul ( y’ < y) Locul : imagine intre f si centrul optic ( -2f < x’< - f)

b) obiectul foarte aproape de oglindă ( x < f) Forma : imagine dreapta (y > 0, y’ > 0 sau y < 0, y’ < 0 ) Natura : imagine virtuala ( nu poate fi prinsă pe un paravan) Mărimea : imagine mai mare decât obiectul ( y’ > y) Locul : imagine in spatele oglinzii ( x’> 0)

Oglinzi convergente ( concave)

Aplicaţii ale oglinzilor

Proiectoare auto (faruri)

Proiectoare auto (faruri)

Proiectoare cu oglinzi convergente

Proiectoare II

Centrală solară cu oglinzi

reflectoare

Reflectoare I

Reflectoare II

Oglinzi convexe (divergente) ( lucioase pe exteriorul sferei) raze uzuale în construcţii

Oglinzi divergente

1 O Fv raza care soseşte pe o direcţie paralelă cu axa optică principală, se reflectă pe o direcţie ce trece cu prelungirea prin focar 2 Fv O raza care soseşte pe direcţia centrului optic se reflectă pe aceeaşi direcţie ( cu prelungirea prin centrul optic principal)

exemple de constuctii imagini b) Oglinzi divergente (convexe) 1) obiectul foarte departe de oglindă Fv C 5 ) obiectul foarte aproape de oglindă Obs: totdeauna oglinzile divergente dau imagini mai mici decât obiectul Dimensiunea imaginii creşte cu apropierea obiectului de oglindă

Oglinzi divergente stradale

din sticle sau material plastic Lentile Medii transparente cu feţe sferice ( plane= sfere de rază infinită) din sticle sau material plastic Funcţionează pe baza fenomenului de refracţie a luminii convergente biconvexă plan-convexă menisc convergent simbol Clasificare divergente biconcavă plan-concavă menisc divergent

tipuri de lentile în practică

elementele şi drumul razelor la o lentilă convergentă

elementele şi drumul razelor la o lentilă divergentă

raze uzuale în construcţia imaginilor 1. Raza care soseşte pe lentilă paralel cu axa optică principală după refracţie trece prin focar; 2. Raza care cade pe direcţia centrului optic trece pe aceeaşi direcţie ( nu este deviată – refractată);

3. Raza ce vine pe direcţia focarului după refracţie merge paralel cu axa optică principală

notaţii uzuale lentilă y obiect y’ imagine f distanţă focală x x’ distanţa lentila-imagine distanţa obiect-lentilă

Exemple de construcţii ale imaginilor a) lentile convergente 1) obiectul foarte departe de lentilă (- x > -f) Forma : imagine răsturnata (y > 0, y’ < 0 sau y < 0, y’ > 0 ) Natura : imagine reala ( poate fi prinsă pe un paravan) Mărimea : imagine mai mica decât obiectul ( y’ < y) Locul : imagine intre f si centrul optic (2f > x’ > f)

Forma : imagine dreapta (y > 0, y’ > 0 sau y < 0, y’ < 0 ) Natura : imagine virtuala ( nu poate fi prinsă pe un paravan) Mărimea : imagine mai mare decât obiectul ( y’ > y) Locul : de aceeaşi parte a lentilei ca si obiectul ( x’< 0) obs: lentilele convergente pot da imagini reale sau virtuale ( virtuală numai dacă obiectul e foarte aproape de lentilă x < f sau –x < -f ) 5) obiectul foarte aproape de lentilă (- x < -f)

Lentile convergente

b) lentile divergente 1) obiectul foarte departe de lentilă ( -x > - 2f) Fv Fv Forma : imagine dreapta (y > 0, y’ > 0 sau y < 0, y’ < 0 ) Natura : imagine virtuală ( nu poate fi prinsă pe un paravan – se formeaza prin prelungirea razei reale) Mărimea : imagine mult mai mica decât obiectul ( y’ < y) Locul : imagine de aceeasi parte cu obiectul (x < 0 ; x’ <0 sau x > 0; x’ > 0)

6) obiectul foarte aproape de lentilă ( -x > -f) Forma : imagine dreaptă (y > 0, y’ > 0 sau y < 0, y’ < 0 ) Natura : imagine virtuală ( nu poate fi prinsă pe un paravan – se formează prin prelungirea razei reale) Mărimea : imagine mai mica decât obiectul ( y’ < y) Locul : imagine de aceeasi parte cu obiectul (x < 0 ; x’ <0 sau x > 0; x’ > 0) obs: lentilele divergente nu dau niciodată imagini reale

Lentile diferite

Lentila bifocala

Lentile de contact

ochelari

aberaţii geometrice cromatice astigmatism coma aberaţia geometrică (de sfericitate) în cazul ideal – refracţia aceeaşi – focar unic în realitate – razele refractate diferit, datorită grosimii diferite – focare multiple Corecţie: diafragmarea razelor periferice imaginea produsă de razele paraxiale

( datorită fenomenului de dispersie) Aberaţia cromatică diversele culori care compun lumina albă focalizează în locuri diferite ( datorită fenomenului de dispersie) fiecare culoare va avea focarul ei Corecţie: asocierea unei lentile convergente (cu dispersie pozitivă) cu una divergentă ( cu dispersie negativă)

exemplu: obiectul pătrat – imaginea „pernă” astigmatismul = deformarea imaginii în raport cu obiectul exemplu: obiectul pătrat – imaginea „pernă” - imaginea „butoi” coma: focarul nu este punctiform ci de forma unui segment de dreaptă

Instrumente optice cu imagini reale formate din oglinzi şi lentile; imaginile pot fi prinse pe paravane (sunt reale); amintim: ochiul, aparatele fotografice şi camere de luat vederi, aparate de proiecţie ( de diafilme şi diapozitive, cinematografice, pentru PC, militare, pentru teatru,etc.)

Aparate (camere) foto părţi obligatorii: obiectiv camera obscură sistem de stocare a imaginii (film fotosensibil, sistem electronic, etc.) declanşator sistem de vizare diafragmă ( poare fi automată) reglarea timpului de expunere (poate fi automat)

Aparate fotografice

Camere TV si de supraveghere

obiective obiectiv = sistem (ansamblu) de lentile convergente şi divergente corectat de aberaţii intra componenţa instrumentelor optice cu imagini reale şi virtuale (imaginare)

obiective

ochiul

Defectele ochiului miopia, hipermetropia, prezbitismul, astigmatismul

miopia

Miopia apare când globul ocular este uşor mai lung - din fata pana in spate - decât de obicei. Aceasta determina razele de lumina sa se focalizeze in fata retinei, si nu pe retina cum ar fi normal. Miopii au dificultati in vederea lucrurilor la distanta, cum ar fi semnele de circulaţie, dar vad bine de aproape, cum ar fi cititul sau cusutul. Semne: Persoanele mioape acuza frecvent dureri de cap sau de ochi si se pot simţi obosite când şofează sau fac sport. Tratament: Miopia poate fi corectata cu ochelari, lentile de contact sau prin chirurgie refractiva. Având miopie, prescripţia de ochelari va avea un număr negativ .  

Miopie si corectare (ochelari divergenti) necorectată corectată

Hipermetropie (corectare :ocheleri convergenti) necorectată corectată

Persoanele afectate de hipermetropie pot vedea obiectele îndepărtate foarte bine, dar au dificultati in vederea celor din apropiere. Care sunt cauzele hipermetropiei? Globul ocular al persoanei hipermetrope este mai scurt decât normal si ca urmare, razele de lumina care intra in ochi sunt focalizate in spatele retinei. Semne: Hipermetropii se plâng de dureri de cap sau de ochi si se pot simţi obosiţi când au de făcut o munca ce necesita vederea de aproape. Tratamentul hipermetropiei: Hipermetropia poate fi corectata cu ochelari sau cu lentile de contact. Prescripţia dumneavoastră va avea un număr pozitiv (cu plus), de exemplu +2,50.  

Prezbitism se manifesta ca hipermetropismul dar datorita varstei, cristalinul nu este suficient de elastic (corectare cu ochelari convergenti) necorectat corectat

In jurul vârstei de 40 de ani vederea de aproape, cum ar fi cititul, cusutul sau lucrul la computer, devine neclara. Aceasta li se întâmpla tuturor la un moment dat, chiar si celor care n-au avut niciodată probleme vizuale. Semne ale prezbiopiei: Când apare prezbiopia, o persoana va observa ca este nevoie sa tina cartea, ziarul, revista sau alte materiale de citit cu mana întinsa pentru a putea vedea clar. Când are de făcut o munca ce necesita vederea de aproape, persoana poate avea dureri de cap sau sa se simtă obosita.  

Astigmatism (deformarea globului ocular) corectarea – lentile speciale cilindrice

astigmatism

Astigmatismul se datorează corneei de forma neregulata si se corectează cu ochelari sau lentile de contact. Semne: Uneori, astigmatismul necorectat va poate da dureri de cap sau de ochi si poate produce vedere distorsionata si întunecata. Tratament: Astigmatismul poate fi corectat cu ochelari sau lentile de contact. Prescripţia dumneavoastră va conţine trei parţi in loc de una, de exemplu -2,75 / -1,25   axa 180 grade. Prima parte indica corecţia principala, sferica, iar partile doi si trei arata mărimea si localizarea astigmatismului.  

aparate de proiectie cinematografica

Aparate de proiectie

lunete

Instrumente optice cu imagini virtuale formate din oglinzi si lentile; imaginile se privesc cu ochiul liber ( nu pot fi prinse pe paravane; amintim : lupele, microscoape optice ( cu lumina) lunete astronomice si terestre, lunete duble (binocluri), telescoape.

lupa

Microscoape optice

lunete

Imaginile preluate de pe internet Realizare: DM