Глаз

Глаз — живой оптический аппарат.

             Замечательным «оптическим прибором» является созданный природой в процессе эволюции глаз человека. Наши глаза связаны с мозгом, а также с нервной системой организма. Глаз состоит из двух главных частей — оптической и зрительной. Наши глаза обладают весьма интересными и жизненно-важными свойствами. Мы не можем, например, отчетливо видеть близкие и удаленные предметы одновременно. В повседневной жизни, располагаем предметы или книгу на таком расстояние от глаз, чтобы можно было отчетливо увидеть деталь предмет, каждую букву текст, не испытывая при этом напряжение глаз. Для человека с нормальным зрением это расстояние порядка 25 см; его называют расстоянием ясного зрения. Нормальное зрение и такие его недостатки, как дальнозоркость и близорукость, зависят главным образом от расстояние между вершиной роговицы и сетчаткой. Основное свойство — аккомодация. Наличие ее является признаком нормального зрения. Однако аккомодация имеет свой предел, поэтому очень близкие от глаз предметы мы отчетливо видеть не можем, а как бы сильно при этом не напрягали глаза. Как показывают исследования , более 95% людей рождаются с нормальным зрением. Однако впоследствии не все люди его сохраняют.

                Наши глаза обладают еще одним важным и практически ценным свойством — остротой зрения , т. е. Способностью различать две мелкие детали, находящиеся друг от друга очень близко .Важным свойством глаз является также адаптация — это способность глаз приспосабливаться к различной освещенности окружающей , а также и к темноте , чтобы видеть , различать в той или иной мере предметы . Однако в полной темноте эта способность полностью утрачивается .Вы уже знаете , что размер изображения предмета на сетчатке зависит только от угла зрения, поэтому, желая увидеть детали предмета , приближают предмет к глазам . Угол зрения увеличивается , и детали предмета к глазу с намерением отчетливо увидеть еще более мелкие детали бесполезно и вредно , потому что хрусталик уже не в состоянии аккомодировать изображение деталей на сетчатку .Однако эта трудность преодолевается при помощи оптических приборов: очков, лупы, микроскопа, бинокля,телескопа .

                  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 ее вблизи глаза , а предмет помещать почти в фокусе лупы. В этом случае расходящиеся световые пучки от множества точек хорошо освещенного 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 дает, как мы знаем ,мнимое , прямое , увеличенное изображение.

                                                             МИКРОСКОП

Чтобы получить полезное увеличение порядка 500-600 раз, нужен сложный оптический прибор-микроскоп.

С помощью микроскопа мы можем отчетливо видеть кровяные шарики, достаточно увлечения микроскопа в 200 раз.

Практика работы  с микроскопом показывает, что увеличения свыше 1000 создают искажения в изображении, зрительные иллюзии, вводящие наблюдателя иногда в заблуждение.

Располагает электронным микроскопом с увеличением от нескольких тысяч до 200 000 раз, а ионные микроскопы дают увеличение в 1 000 000 раз. Такие увеличение позволили, например, обнаружить существование и деление вирусов, увидеть цепочки молекул во многих химических веществах, ионное состояние атомов.

ТЕЛЕСКОП-РЕФРАКТОР.

Огромное количество сведений о светилах в космическом пространстве получают при помощи астрономических зрительных труб-телескопов, т. е. Приборов, предназначенных для рассматривания глазом весьма удаленных предметов.

На протяжении последних нескольких столетий созданы вида телескопов: рефракторы и рефлекторы.

Современные рефракторы строят по системе знаменитого астронома-теорика и замечательного практика-наблюдателя  Кеплера, предложенной им в 1611 г., а именно: объектив — это длиннофокусная собирающая линза, а окуляр — коротко-фокусная линза, играющая роль лупы.

Призменный бинокль.

В начале нашего столетия стали входить в практику наземных наблюдений бинокля из двух соединенных 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 некоторыми сдвигом.

После выхода из окуляра образуется прямое, увеличенное изображение наблюдаемого предмета.

Труба Галилея. Театральный бинокль.

Зрительные трубы Галилея, изготовленная им в 1609 г, является телескопом-рефрактором с малым полем зрения и с небольшим увеличением в пределах примерно от 2 до 30 раз. Однако Галилей, первой применивший телескоп к астрономическим наблюдением, при  помощи своей трубы  достиг многого в течение одного  годы: увидел горы и кратеры на Луне, обнаружил четыре спутника Юпитера, заметил пятна на Солнце и проецировал их на экран, наблюдал Венеру в виде серпа и её фазы.

Познакомимся с оптической системой галилеевой трубы. Ее  объектив — двояковыпуклая линза с фокусом расстоянием примерно 20-24 см. Окуляром служит рассеивающая линза с отрицательным фокусным расстоянием, примерно 2-3 см. Рассматриваемый в эту трубу предмет всегда расположен перед объективом.

Телескоп-рефлектор.

Первый телескоп-рефлектор — зеркальный телескоп был изобретен и собственноручно изготовлен Ньютоном в 1668 г. По своим размерам телескоп был малюткой с диаметром вогнутого металлического зеркала всего лишь 2,5 см, с фокусным хранится до сих пор в Лондоне. Позднее Ньютон изготовлял телескопы несколько больших размеров.

В Советском Союзе изготовлен на оптических заводах и установлен в 1975 году на Северном Кавказе на высоте 1700 м.  Над уровнем моря гигантский телескоп-рефлектор с диаметром стеклянного зеркала 6 м и с фокусным расстоянием 24. Толщина зеркала 65 см, весит оно около 400 000 Н.

В США установлен в 1949 году в Калифорнии телескоп-рефлектор с зеркалом из стела диаметром 5 м, с фокусным расстоянием 16,5 м.

Зеркало этого телескопа может собирать поток света в 700 000 раз больше, чем зрачок человеческого глаза, а наш 6-метровый рефлектор — в 1 000 000 раз больше, чем зрачок глаза.