1100-1BO15, rok akademicki 2017/18

Transkrypt

1 1100-1BO15, rok akademicki 2017/18

2

3 Zdolność ośrodków optycznych do podwójnego załamywania światła (także rozdwojenia promienia świetlnego). Zjawisko dwójłomności odkrył w 1669 roku Rasmus Bartholin a wyjaśnił Augustin J. Fresnel w pierwszej połowie XIX w wieku. Dwójłomność wykazuje wiele substancji krystalicznych, a także wszystkie ciekłe kryształy. Przykładami substancji dwójłomnych mogą być kryształy rutylu i kalcytu. Miarą dwójłomności jest różnica między współczynnikiem załamania promienia nadzwyczajnego n e, a współczynnikiem załamania promienia zwyczajnego n o. n n e n 0 wikipedia.org

4 Zjawisko to wynika z faktu, że substancja jest anizotropowa, co oznacza, że współczynniki przenikalności elektrycznej ε i wynikająca z niego prędkość światła, a co za tym idzie współczynnik załamania światła, w krysztale zależą od kierunku drgań pola elektrycznego fali elektromagnetycznej (polaryzacji fali). W krysztale takim istnieje oś optyczna. Jest to kierunek, w którym biegnące światło nie rozdziela się na dwa promienie, ponieważ prędkość światła poruszającego się w tym kierunku nie zależy od kierunku polaryzacji. Kierunek tej osi nie zależy od kształtu kryształu. Istnieją kryształy jednoi dwuosiowe. wikipedia.org

5 komórka Pockelsa komórka Kerra n r n 3 E 63 o z n R R n E z

6 Przepuszcza całe padające na nią światło zmieniając tylko stan jego polaryzacji. Nie polaryzuje światła niespolaryzowanego. Światło spolaryzowane liniowo zamienia na światło spolaryzowane liniowo w kierunku, który jest odbiciem polaryzacji światła padającego względem jednej z osi (szybkiej). Zmienia światło spolaryzowane kołowo prawoskrętnie na światło spolaryzowane kołowo lewoskrętnie i odwrotnie. 0 n n d n s d e wikipedia.org

7 Przepuszcza całe padające na nią światło zmienia tylko stan jego polaryzacji. Nie polaryzuje światła niespolaryzowanego. Światło spolaryzowane liniowo zamienia na światło spolaryzowane eliptycznie zależnie od kąta polaryzacji względem osi szybkiej płytki i tak w szczególności: gdy oś płytki (szybka lub wolna) pokrywa się z kierunkiem polaryzacji światła, nie zmienia polaryzacji, gdy płaszczyzna polaryzacji światła tworzy kąt 45 z osią płytki, to światło zmienia polaryzację na kołową, zmienia światło spolaryzowane kołowo na światło spolaryzowane liniowo. wikipedia.org

8 Pryzmat polaryzujący utworzony z romboedrycznego kryształu szpatu islandzkiego (kalcyt CaCO3), odpowiednio oszlifowanego, przeciętego na dwie części i sklejonego balsamem kanadyjskim. Oś optyczna (na schemacie odcinek OP) jest równoległa do powierzchni na którą pada promień. Promień światła po wejściu do kryształu, rozszczepia się więc na dwa promienie spolaryzowane w kierunkach wzajemnie prostopadłych: zwyczajny. Współczynnik załamania balsamu kanadyjskiego wynosi n bk = 1,550, ma wartość pośrednia między współczynnikiem załamania dla promienia zwyczajnego n o = 1,658 i dla nadzwyczajnego n e = 1,486. Balsam jest więc dla promienia zwyczajnego optycznie rzadszy, a dla nadzwyczajnego gęstszy. Kąt przecięcia pryzmatu jest tak dobrany, aby kąt padania A na powierzchnię balsamu, był dla promienia zwyczajnego większy od kąta granicznego całkowitego wewnętrznego odbicia. wikipedia.org

9 y y z f y y z f y y y y z f z f zz ff

10

11 A. Styszyński, Korekcja wad wzroku - procedury badania refrakcji, Alfa-Medica Press, 2007.

12 nλ n = = d sin θ 0,1,2

13

14

15

16 Jansen invented a single-lens (simple) microscope, probably with the help of his father, in 1595 while trying to find a way to make magnification even greater, to help people with seriously poor eyesight. Jansen's attribution to this discovery is debatable. (wikipedia.org,

17 Początkowo zajmował się sprzedażą sukna w Amsterdamie. Później zajął się produkcją mikroskopów ze szkieł powiększających używanych do badania jakości materiałów sukienniczych. Pierwszy mikroskop został wykonany przez niego około roku Obserwował pod mikroskopem (powiększającym maksymalnie 270x) naczynia włosowate, krwinki czerwone, bakterie, plankton stawowy i jako pierwszy człowiek opisał ludzki plemnik (który jako pierwszy zobaczył student holenderski Jan Ham). Opisał różne rodzaje bakterii i pierwotniaków oraz określił ich wielkość. Starannie notował swe obserwacje i robił szczegółowe rysunki. Jego pierwsze listy wraz z rysunkami drobnoustrojów ( ) przesłane do Angielskiego Towarzystwa Królewskiego stanowią najstarsze dokumenty rzeczowe istnienia drobnoustrojów i są datą narodzin mikrobiologii. (wikipedia.org)

18 1756 Foundation of the company by Johann Friedrich Voigtländer in Vienna 1763 Protection-decree by empress Maria Theresia 1797 Authority of the country for fabrication of measuring devices 1807 Johann Friedrich Voigtländer extends optical manufacturing 1815 Imperial privilege for periscopic spectacles 1823 Imperial privilege for "dual-theatre-perspective" (lorgnettes) 1840 Shortly after publication of the invention of photography in 1839, VOIGTLÄNDER launches the first analytical calculated lens in the world (Prof. Petzval). Not till then photography became workable. Instead of minutes now only 1-2 minutes exposure time! 1849 The first metal camera in the world is produced!

19 W latach , Galileusz udoskonalił tzw. "kompas geometryczny i wojskowy. W roku 1600 wykonał spektakularny eksperyment dowodzący, że czas trwania spadku swobodnego nie zależy od masy ciała. Galileusz dokonał tego puszczając różne przedmioty z Krzywej Wieży w Pizie. Około roku , Galileusz skonstruował termometr. Wykorzystał w nim zależność gęstości ciała od temperatury. W 1609 r. Galileusz był jednym z pierwszych, którzy używali teleskopu do obserwacji gwiazd, planet i księżyca. W 1610 r. wykorzystując części teleskopu skonstruował ulepszony mikroskop. 7 stycznia odkrył księżyce Jowisza - Io, Europa, Kallisto; 11 stycznia odkrył kolejny księżyc Jowisza - Ganimedesa. Odkrycie księżyców Jowisza stało się argumentem na rzecz teorii heliocentrycznej, dostarczając niezbitych dowodów, że Ziemia nie jest jedynym ciałem niebieskim, wokół którego krążą inne ciała niebieskie. Jesienią 1610 r. odkrył fazy Wenus. Odkrył zjawisko bezwładności. Obaliło ono jedno ze starych błędnych przekonań, bowiem przez stulecia uważano, że jeżeli na ciało nie działają żadne inne ciała lub gdy te oddziaływania wzajemnie się "znoszą", może ono tylko pozostać w spoczynku, a poruszanie się ze stałą prędkością musi mieć przyczynę w postaci oddziaływania innych ciał lub ciała. galileotelescope.org wikipedia.org

20 Matematyk, astronom i astrolog, jedna z czołowych postaci rewolucji naukowej w XVII wieku. Najbardziej znany jest z nazwanych jego imieniem praw ruchu planet, skodyfikowanych przez późniejszych astronomów na podstawie jego prac Astronomia nova, Harmonices Mundi i Epitome astronomiae Copernicanae. Prawa te stały się jedną z podstaw teorii grawitacji Izaaka Newtona. W trakcie swojej kariery, Kepler był nauczycielem matematyki w Grazu, asystentem astronoma Tychona Brahe, matematykiem na dworze Rudolfa II Habsburga, nauczycielem matematyki w Linzu i doradcą Albrechta von Wallensteina. Poza badaniami astronomicznymi prowadził badania w zakresie optyki i ulepszył teleskop soczewkowy Galileusza. T a T a const wikipedia.org

21

22 Cordoba and Seville, Spain He belonged to the Order of Jacobin Friars Renowned 17th century optometrist Wrote the first book (monograph) on spectacles, Vso de los Antonios para todo genero de vistas: en que se ensena a conocer los grados que a cada unlo faltan de su vista, Forshortened title in English is The Use of Spectacles. It is extremely rare and is considered as a Spanish classic. It described the state of spectacle making in the early 17th century. From a professional point of view he may be considered the world s first optometrist and optician, the Father of Optometry. He was a notary of the Holy Office (Inquisition) in the city of Seville.

23 W 1819 ukończył medycynę na uniwersytecie w Pradze. Był tam prosektorem, a po napisaniu doktoratu otrzymał tam posadę profesora fizjologii. Podczas swej pracy na praskim uniwersytecie odkrył zjawisko nazwane efektem Purkyniego, polegające na złudzeniach percepcji barw przy słabym oświetleniu. Swoje najbardziej twórcze lata ( ) spędził we Wrocławiu, tworząc silny i prężny ośrodek naukowy. W 1839 stworzył we Wrocławiu pierwszy w świecie uniwersytecki Wydział Fizjologii, a w 1842, tamże pierwsze oficjalne laboratorium fizjologiczne.

24 Zorganizował klinikę okulistyczną przy uniwersytecie w Uppsali i był w niej wykładowcą. Skonstruował wiele przyrządów okulistycznych, m.in. oftalmoskop elektryczny bezodblaskowy oraz lampę szczelinową (1911). Badał problem rozpoznania i korygowania astygmatyzmu. Za całokształt prac nad dioptryką oka został wyróżniony medyczną Nagrodą Nobla w (wikipedia.org) A-A S F1 F2 H H1 H2 H3 H4 N Axis of the eye Cornea vertex Anterior focal point Posterior focal point Principal plane of the corneal system Anterior principal point of the overall system Posterior principal point of the overall system Anterior principal point of the lens system Posterior principal point of the lens system Fovea

25 The collaboration between Zeiss, Abbe and Schott enabled large-scale production of high-powered microscopes in uniform quality. These instruments led to worldwide acclaim for the German optical and specialized glass industries. [ ] 1884: Otto Schott, Ernst Abbe and Carl and Roderich Zeiss found the Schott & Associates Glass Technology Laboratory in Jena, Germany. (schott.com)

26

27 Fizjologiczne wynikające np. z budowy siatkówki i jej funkcji, np.: powidoki hamowanie oboczne Skojarzeniowe wynikające z procesów widzenia, zachodzących w układzie neurologicznym, np.: dwuznaczności zniekształcenia geometryczne paradoksy, nie istniejące konstrukcje

28 28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60 Akiyoshi Kitaoka, Trick eyes Tokyo: KANZEN 2002

61 B. Olveczky, S.A. Baccus, andm. Meister, Segregation of object and background motion in the retina, Nature423, (2003),

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87 87

88

89 89

90 90

91