3: Оптичні інструменти
Назва цієї глави є певною мірою помилковою рекламою, оскільки описувані прилади є інструментами курсів оптики першого курсу, а не оптичними приладами реального світу оптичної техніки. Таким чином, телескоп складається з лінзи з великою фокусною відстанню, яка називається об'єктним склом, і лінзи з короткою фокусною відстанню, яка називається окуляром, і збільшення дорівнює співвідношенню фокусних відстаней. Хтось, чий досвід роботи з телескопами обмежений цією концепцією телескопа, навряд чи розпізнає справжній телескоп. Справжній телескоп складатиметься з переважної маси конструктивної інженерії, переплетеної з дивує масивом електроніки, проводів і миготливих вогнів. Не було б об'єктива з великою фокусною відстанню. Замість цього було б величезне дзеркало, ймовірно, з отвором посередині. Не було б жоден окуляр, ні хтось, щоб подивитися крізь нього. Спостерігач сидів би перед комп'ютерним терміналом, цілком можливо, на іншому континенті за тисячі миль.
Таким чином, мета глави в основному полягає в тому, щоб надати трохи допомоги початківцям студентам, які намагаються відповісти на екзаменаційне питання типу «Мікроскоп складається з двох лінз таких-таких фокусних відстаней. Що таке збільшення?» Однак жодне з цього не означає, що прості та фундаментальні принципи, описані в цьому розділі, не стосуються реальних інструментів. Вони, безумовно, застосовуються. Це тільки початок.
- 3.1: Дзеркало водіння
- Дзеркало водіння, яке знаходиться зовні на стороні пасажира, зазвичай є опукле дзеркало з деякими словами, вписаними на нього, які говорять щось на кшталт «ПРЕДМЕТИ В ДЗЕРКАЛІ БЛИЖЧЕ, НІЖ ВОНИ З'ЯВЛЯЮТЬСЯ». Зображення, утворене опуклим дзеркалом, насправді є прямостоячим, зменшеним, віртуальним зображенням, і воно «з'являється» лише на кілька дюймів за поверхнею дзеркала. Об'єкт знаходиться набагато далі, що він «здається» бути!
- 3.2: Збільшувальне скло
- Дві точки про лупу для початку. По-перше, мабуть, мало хто розуміє, як користуватися цим складним науковим приладом. Правильний спосіб його використання - тримати його якомога ближче до ока. Другий момент це те, що він взагалі не збільшує. Кутовий розмір зображення точно такий же, як і кутовий розмір предмета.
- 3.3: Очкові лінзи
- Коли паралельне світло потрапляє в розслаблене око, він може бути доведений до фокусу перед сітківкою. Фактично лінза, або рогівка ока занадто сильна, або, можливо, очне яблуко занадто глибоке. Легко побачити об'єкти, які знаходяться близько, але світло від більш віддалених об'єктів доводиться до фокусу занадто рано. Кажуть, що око короткозоре або короткозоре або короткозоре.
- 3.4: Камера
- Камера являє собою коробку з об'єктивом в одній її стороні і фотоплівкою або ПЗС на протилежному боці. Відстань між об'єктивом камери і плівкою можна змінювати таким чином, щоб зосередитися на об'єктах на різних відстанях. Діафрагму також можна змінювати. При слабкому освітленні вам потрібно відкрити діафрагму вгору, щоб впустити багато світла; але це робить зображення менш різким, і у вас менша глибина різкості.
- 3.5: Телескоп
- Телескоп - це оптичний прилад, який робить віддалені об'єкти здаються збільшеними за допомогою розташування лінз або вигнутих дзеркал і лінз, або різних пристроїв, що використовуються для спостереження віддалених об'єктів шляхом їх випромінювання, поглинання або відбиття електромагнітного випромінювання. Першими відомими практичними телескопами були заломлюючі телескопи, винайдені в Нідерландах на початку 17 століття, за допомогою скляних лінз.
- 3.6: Мікроскоп
- Згадаймо, як працює мікроскоп. По-перше, об'єкт виробляє збільшене реальне зображення об'єкта. Потім ви дивитеся на це первинне зображення окуляром. Таким чином, загальне збільшення є продуктом лінійного збільшення, виробленого об'єктивом, і кутового збільшення, виробленого окуляром.
Мініатюра: Фотограф може побачити об'єкт, перш ніж робити зображення дзеркалом. Під час зйомки дзеркало буде гойдатися вгору, а світло піде на датчик замість цього. Об'єктив камери Рефлекторне дзеркало Фокусно-плоский затвор Датчик зображення Матовий фокусуючий екран Конденсаторний об'єктив Пентапризма/Pentamirror Видошукач (CC BY-SA 3.0; Бернетт).