Ćwiczenie 3. Strona 1 z 10

Transkrypt

1 Ćwiczni 3 Baani oka. Pomiary fotomtryczn. Baani prztworników optolktronicznych (szum, rozzilczość) - różn natężni oświtlnia. Porównani wyników. Część tortyczna Baani narząu wzroku. Ocna narząu wzroku. Wzrok stanowi jn z najważnijszych zmysłów człowika. Jgo prawiłow funkcjonowani zapwnia kontakt z otaczającym światm, wpływa na komfort życia cozinngo (80% informacji z otaczającgo nas świata człowik obira za pomocą wzroku). Do postawowych baań ocniających stan narząu wzroku nalżą: baani ostrości wzroku, baani wiznia barwngo, baani położnia i ustawinia gałk ocznych. Baani ostrości wzroku polga na oczytywaniu różnj wilkości litr z okrślonj olgłości. Do baania ostrości wzroku służą tablic Snllna o ali i o bliży. Są on tak skonstruowan, ż na białym matowym tl znajują się czarn, matow znaki (optotypy) litry, cyfry, pirścini, obrazki, któr stopniowo zmnijszają się ku ołowi. Znaki t mają okrśloną grubość i ozilon są jnakowj wilkości ostępami. Strona 1 z 10

2 Przy każym szrgu znaków jnakowj wilkości zaznaczona jst olgłość w mtrach (D), z jakij zrow oko powinno wizić cały znak. Siłę ostrości wzroku osoby baanj wyraża się stosunkim olgłości, w jakij baany znajuj się o tablicy (), o olgłości, z jakij tn znak wizi zrow oko. Jśli więc baany z olgłości 5 m oczyta najniższy rzą oznaczony D-5, to ostrość jgo wzroku wynisi 5/5 (płna ostrość wzroku). Prawiłową ostrość wzroku zapisuj się: ostrość wzroku oka prawgo visus oculi xtri (v.o..) = 1,0, ostrość wzroku oka lwgo visus oculi sinistri (v.o.s.) = 1,0. Baani ostrości wzroku la ali 1. Pacjnt staj lub siaa przom w olgłości 5 m o tablicy Snllna. 2. Zakrywa oko ni baan uwypukloną łonią. 3. Czyta koljno litry z tablicy, zaczynając o góry, o największych znaków wskazywanych przz osobę baającą (w tn sposób zbaać każ oko osobno). 4. Osoba baająca zapisuj najmnijszy rzą, który baany oczytał prawiłowo. Wynik zapisuj w postaci ułamka la każgo oka ozilni w liczniku cyfry olgłości, z którj baany czytał, w mianowniku cyfrę oznaczającą, z jakij olgłości litry powinny być oczytan, np. 5/5, 5/10. Baani ostrości wzroku la bliży 1. Pacjnt sizi, w olgłości 30 cm o oczu trzyma tablicę Snllna o bliży. 2. Czyta każym okim osobno tkst z tablicy. 3. Zapis jak w przypaku la ali. Zasay Umiszczni tablic na obrz oświtlonj ściani na wysokości wzroku baango. Zabani o właściw ustawini lub posazni pacjnta (przom o tablicy w olgłości 5m lub 30cm). Przprowazni baania każgo oka osobno. Uzilni pacjntowi wskazówk.; jak ma się zachować poczas baania. Daltonizm Daltonizm to waa wzroku, polgająca na nirozpoznawaniu koloru zilongo lub mylniu go z barwą czrwoną. Objawia się prz wszystkim brakim rozróżniania koloru czrwongo, pomarańczowgo, żółtgo i zilongo. Daltonizm w większości przypaków jst chorobą ziziczną. Częścij otyczy mężczyzn niż kobit. Objawy i iagnoza. Objawami altonizmu są truności w rozpoznawaniu kilku kolorów. Główni chozi o kolor zilony, żółty, pomarańczowy i czrwony. W przypaku złgo wiznia tych kolorów możmy powizić, ż osoba ta cirpi na zaburznia wiznia barw czyli na altonizm. Daltonizm ni polga na niwłaściwym rozróżnianiu wszystkich kolorów. Schorzni to otyczy (jak już zostało wspomnian) tylko wiznia barwy czrwonj i zilonj. Daltonizm jst uwarunkowaną gntyczni waą wrozoną. Gn opowizialny za wystąpini altonizmu zlokalizowany jst w chromosomi X. Prawopoobiństwo Strona 2 z 10

3 wystąpinia altonizmu wśró populacji luzkij, większ jst wśró osobników płci męskij. Wynika to z faktu, iż mężczyźni w swoim kozi gntycznym mają tylko jn chromosom X. Kobity natomiast, posiaają aż wa chromosomy X. Daltonizm wrozony otyka około 8% populacji mężczyzn, w przypaku kobit jst to tylko 0,5%. Daltonizm moż być wynikim przjścia choroby róg wzrokowych lub siatkówki. Aby potwirzić altonizm nalży wykonać opowini baania wzroku. Baania t wykonywan są z wykorzystanim barwnych tablic psuoizochromatycznych. W niktórych przypakach potrzbn jst wykonani okłanijszych baań, baań z wykorzystanim przyrząu zwango anomaloskopm. Zaanim osoby baanj jst porównywani wóch barw. Elmnty fotomtrii W ogólności pomiarm ilościowym fal lktromagntycznych zajmuj się raiomtria, natomiast fotomtria jst ziałm otyczącym pomiarów la światła wizialngo. Jną z postawowych jnostk ukłau SI jst kanla (c). Jst to jnostka światłości źróła światła. Inaczj jst tż nazywana natężnim źróła światła. W oparciu w powyższą wilkość można zfiniować strumiń świtlny. Strumiń świtlny, poawany w lumnach (lm), to moc prominiowania ocniana na postawi wywoływango przz nią wrażnia wzrokowgo. W związku z tym musi być uwzglęniona krzywa czułości luzkigo oka. Strumiń świtlny o wartości 4π lumna opowiaa sytuacji, kiy punktow źróło światła o natężniu 1 kanli prominiuj izotropowo w wszystkich kirunkach (kąt bryłowy 4π). Czyli w jnostkowy kąt bryłowy powyższ źróło światła wysyła 1 lumn. Warto pamiętać, ż 1 lm=1c * 1 sr, gzi sr oznacza straian (miara kąta bryłowgo - jst to kąt bryłowy o wirzchołku w śroku kuli, wycinający z powirzchni tj kuli pol równ kwaratowi jj prominia). Jak już wspomniano strumiń świtlny powinin być zfiniowany la okrślonj ługości fali. Pamiętamy, ż oko ma czułość zalżną o ługości fali światła. Maksimum czułości luzkigo oka la wiznia zinngo (przy silnym oświtlniu wizni fotopow) wypaa la ługości fali λ=555nm. Tak więc można poać, ż la ługości fali λ=555 nm, 1 lumn jst równoważny 0,00146 W. Lub inaczj. Źróło mitując moc 1 W la ługości fali λ=555nm wysyła 680 lumnów. Dla innych ługości fali światła nalży uwzglęnić współczynnik skutczności świtlnj V(λ). Nalży zwrócić uwagę ż maksimum krzywa (Rys. 10) osiąga la fali λ=555nm i wty V(555nm)=1. Strona 3 z 10

4 Rys. 10. Dla przykłau z wykrsu można oczytać, ż wartość V(600nm)=0,631. Oznacza to, ż czrwon (λ=600 nm), monochromatyczn źróło światła o mocy 1 W wysyła 429 lumnów. Nalży pamiętać, ż tn sam strumiń świtlny moż być skirowany na większą lub mnijszą powirzchnię (np. wiązka światła moż być skupiona na wzglęni małj powirzchni). W tn sposób na okrślonym obszarz uzyskujmy mnijsz lub większ natężni oświtlnia. W ukłazi SI (jnostka pochona ukłau SI) jnostką natężnia oświtlnia jst Luks (lx). 1 Luks (lx) okrślany jst jako natężni oświtlnia wywołan przz równomirni rozłożony strumiń świtlny o wartości równj 1 lumn (lm) paający na powirzchnię 1m 2, a więc: 1 lx = 1 lm / m 2 W fotografii o pomiaru kspozycji stosuj się światłomirz. W chwili obcnj są on wbuowan w aparaty fotograficzn jnak o zastosowań profsjonalnych stosuj się urząznia oziln. Do pomiaru stosuj się czujniki slnow, CS lub krzmow fotoioy, fotooporniki lub fototranzystory. Światłomirz potrafią zazwyczaj zmirzyć natężni światła paającgo lub obitgo. Światłomirz stosowan w fotografii okonują pomiaru w wygonych o naświtlań błon fotograficznych jnostkach EV zwanych Exposur Valu. Skala EV jst skalą logarytmiczną o postawi 2. Z powyższgo wynika, ż obikt obijający światło o natężniu 1EV obija wa razy więcj światła o obiktu obijającgo światło o natężniu 0EV. Zastosowani skali logarytmicznj jst tu uzasanion z wzglęu na rozpiętość spotykanych w przyrozi natężń oświtlnia (oświtlni nocn światłm gwiaz 0,001 lx - bzpośrni oświtlni słonczn lx) Strona 4 z 10

5 Głowica pomiarowa światłomirza ma okrśloną powirzchnię, z rguły 1-5 cm 2. Tak więc możliw jst powiązani wartości EV poawanym przz światłomirz z wartościami natężnia oświtlnia poanymi w lx (Tabla 1.). EV lx EV lx Tabla 1.. Przbig ćwicznia Przbig ćwicznia: 1. Z wykorzystanim barwnych tablic psuoizochromatycznych przprowaź baani wzroku ukirunkowan na altonizm. 2. Baani ostrości wzroku la ali za pomocą tablic Snllna. 3. Baani ostrości wzroku la bliży za pomocą tablic Snllna. 4. Zapoznani się z mirnikim mocy świtlnj oraz z światłomirzm fotograficznym 5. Pomiar mocy wiązki lasra oraz natężnia oświtlnia: Strona 5 z 10

6 - różnych nikohrntnych źrół światła - w wiązc lasrów o różnj mocy i różnych ługościach mitowanj fali świtlnj - ioy LED wraz z fitrami szarymi. 6. Baani ostrości wzroku la ali za pomocą tablic Snllna przy niskim poziomi natężnia oświtlnia. Użyci prztwonika optolktroniczngo. 7. Baani ostrości wzroku la bliży za pomocą tablic Snllna przy niskim poziomi natężnia oświtlnia. Użyci prztwornika optolktroniczngo. 8. Pomiar rozzilczości prztwornika optolktroniczngo przy rożnych poziomach natężnia oświtlnia (Rys. 11). Rys. 11 Litratura i źróła intrntow 1. Valbrg A., Light vision colour, John Wily & Sons, Zając M., Optyka okularowa, Wrocław, Tub prformanc that mattrs (vrsion 3.0), Dlft Elctronic Proucts B.V., Novmbr Bruc Lapra, Ron Starchr, Th 2 micron por microchannl plat. Dvlopmnt of th worl s fastst tctor BURLE Elctro-Optics, Inc., 2001http 5. Strona 6 z 10

7 Doatk A W ogólności pomiarm ilościowym fal lktromagntycznych zajmuj się raiomtria, natomiast fotomtria jst ziałm otyczącym pomiarów la światła wizialngo. Prominiowani lktromagntyczn charaktryzują mizy innymi następując wilkości fizyczn: 1) nrgia prominiowania (raiant nrgy) jst to nrgia prznoszona po postacią fali lktromagntycznj Q [J] 2) strumiń prominiowania lub moc prominiowania (raiant flux) jst to nrgia prominista prznoszona w jnostc czasu 3) mitancja prominiowania (raiant xitanc), strumiń mitowany z powirzchni Q t [W] M [W/m 2 ] A 4) irraiancja lub natężni napromininia lub oświtlni (irraianc), strumiń paający na powirzchnię E [W/m 2 ] A 5) natężni prominiowania (raiant intnsity ) I [W/sr] 6) luminancja nrgtyczna lub raiacja prominiowania (raianc ) 2 L [W/(sr*m 2 )] Acos Poniważ powyższ wilkości otyczą całkowitgo prominiowania, któr moż skłaać się fal o różnj ługości, wprowazą się pojęcia spktralnj gęstości struminia, mitancji, natężnia i luminancji, np. spktralna gęstość struminia nrgii prominiowania ( ) [W/nm] Powyższ wilkości jśli są wykorzystywan la fal lktromagntycznych z zakrsu światła wizialngo otyczą fotomtrii obiktywnj. Strona 7 z 10

8 Jśli zaś zostaną wzięt po uwagę własności spktraln oka bęzimy mili o czyninia z fotomtrią subiktywną. Analogiczn wilkości fotomtryczn o wilkości fotomtrii obiktywnj można zfiniować la fotomtrii subiktywnj jnak w tym przypaku nalży wziąć po uwagę tylko fal z zakrsu światła wizialngo z z stanarową wagą V(λ) zwaną Mięzynaroową Krzywą Czułości Oka. Wyznaczono ją w oparciu o przciętn oziaływani światła na oko w warunkach wiznia fotopowgo (przy silnym oświtlniu) i przstawia ją poniższy wykrs: Nalży zwrócić uwagę ż maksimum krzywa osiąga la fali λ=555nm i wty V(555nm)=1. Przchoząc o wilkości nrgtycznych o wilkości wizualnych musimy brać po uwagę skutczność (zilność) świtlną prominiowania o anj ługości fali. Skutczność świtlna jst mirzona stosunkim struminia świtlngo prominiowania o anj ługości fali, o struminia nrgii tgo prominiowania. Jst ona różna la różnych ługości fali światła, a jj przbig w funkcji ługości fali obrazuj właśni mięzynaroowa krzywa czułości oka W tn sposób otrzymujmy:strumiń świtlny (light flux) [mirzony w lumnach] jst to moc prominiowania o ocniana na postawi wywołango przz nia wrażnia wzrokowgo w oku luzkim. ( ) 683 ( ) V ( ) [lm] Lumn jst to strumiń wysyłany w granicach jnostkowgo kąta bryłowgo przz źróło punktow prominiując izotropowo w wszystkich kirunkach z natężnim jnj kanli. Mówiąc inaczj, źróło punktow prominiując jnakowo w wszystkich kirunkach z natężnim jnj kanli wysyła strumiń 4π lumnów. Strona 8 z 10

9 Jśli 1W 1 lm 683lm 555nm 0,00146W 3) mitancja (luminous xcitanc) M A 4) natężni oświtlnia [mirzon w luksach] E [lx] A 5) światłość (luminous intnsity) [mirzona w kanlach] I [c] 6) luminancja (luminac or brightnss) [mirzona w nitach] 2 L [nt] Acos Wartość stałj 683[lm/W] wynika z nowj finicji kanli w ukłazi jnostk SI: Kanla jst to światłość, jaką ma w okrślonym kirunku źróło mitując prominiowani monochromatyczn o częstości Hz (λ = 555 nm w próżni) i którgo nrgtyczn natężni prominiowania w tym kirunku wynosi 1/683 W/sr. Strona 9 z 10

10 Doatk B paramtry prztwornika PHOTONIS DEP XD-4 Strona 10 z 10