Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 10, 16.03.2012. Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek



Podobne dokumenty
Podstawy Fizyki III Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 10, Radosław Łapkiewicz, Michał Nawrot

Podstawy Fizyki III Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 10, Mateusz Winkowski, Jan Szczepanek

Optyka instrumentalna

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 9, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Optyka instrumentalna

Mikroskopy uniwersalne

Optyka instrumentalna

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory Agata Miłaszewska 3gB

OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 8, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA

Wstęp do astrofizyki I

OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA

+OPTYKA 3.stacjapogody.waw.pl K.M.

Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki Rafał Kasztelanic Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki Rafał Kasztelanic

Optyka instrumentalna

POMIARY OPTYCZNE 1. Proste przyrządy optyczne. Damian Siedlecki

Mikroskop teoria Abbego

Optyka. Wykład XI Krzysztof Golec-Biernat. Równania zwierciadeł i soczewek. Uniwersytet Rzeszowski, 3 stycznia 2018

POMIARY OPTYCZNE 1. Wykład 1. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Rys. 1 Schemat układu obrazującego 2f-2f

Wstęp do astrofizyki I

Najprostszą soczewkę stanowi powierzchnia sferyczna stanowiąca granicę dwóch ośr.: powietrza, o wsp. załamania n 1. sin θ 1. sin θ 2.

POMIARY OPTYCZNE 1. Wykład 2. Proste przyrządy optyczne. Oko. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Optyka geometryczna - soczewki Tadeusz M. Molenda Instytut Fizyki US

OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA

Mówiąc prosto, każdy aparat jest światłoszczelnym pudełkiem z umieszczonym w przedniej ściance obiektywem, przez który jest wpuszczane światło oraz

Optyka geometryczna MICHAŁ MARZANTOWICZ

6. Badania mikroskopowe proszków i spieków

OPTYKA INSTRUMENTALNA

Tajemnice świata zmysłów oko.

POMIARY OPTYCZNE 1. Wykład 2. Proste przyrządy optyczne Oko. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE

Ćwiczenie 53. Soczewki

Lupa Łupa jest najprostszym przyrządem optycznym współpracującym z okiem (Rys. 6.1). F' F

POMIARY OPTYCZNE Pomiary ogniskowych. Damian Siedlecki

OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA

BIOLOGICZNE MECHANIZMY ZACHOWANIA I SYSTEMY PERCEPCYJNE UKŁAD WZROKOWY ŹRENICA ROGÓWKA KOMORA PRZEDNIA TĘCZÓWKA SOCZEWKI KOMORA TYLNA MIĘŚNIE SOCZEWKI

Wykład 6. Aberracje układu optycznego oka

Ćwiczenie 4. Część teoretyczna

Optyka kurs wyrównawczy optyka geometryczna przyrządy optyczne, aberracje r.

PODZIAŁ PODSTAWOWY OBIEKTYWÓW FOTOGRAFICZNYCH

Temat: Budowa i działanie narządu wzroku.

1100-1BO15, rok akademicki 2016/17

Optyka. Wykład X Krzysztof Golec-Biernat. Zwierciadła i soczewki. Uniwersytet Rzeszowski, 20 grudnia 2017


Ć W I C Z E N I E N R O-4

Ćwiczenie 11. Wprowadzenie teoretyczne


OPTYKA INSTRUMENTALNA

Wykład 4. Budowa ludzkiego oka

Obiektyw fotograficzny to układ optyczny (ew. pojedyncza soczewka)

OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA

Rodzaje obrazów. Obraz rzeczywisty a obraz pozorny. Zwierciadło. Zwierciadło. obraz rzeczywisty. obraz pozorny

Optyka OPTYKA dział fizyki, zajmujący się ŚWIATŁEM.

Wykład XI. Optyka geometryczna

OPTYKA W INSTRUMENTACH GEODEZYJNYCH

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 17, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

17. Który z rysunków błędnie przedstawia bieg jednobarwnego promienia światła przez pryzmat? A. rysunek A, B. rysunek B, C. rysunek C, D. rysunek D.

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 7, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Ćwiczenie 2. Wyznaczanie ogniskowych soczewek cienkich oraz płaszczyzn głównych obiektywów lub układów soczewek. Aberracje. Wprowadzenie teoretyczne

- 1 - OPTYKA - ĆWICZENIA

Wyznaczanie ogniskowych soczewek cienkich oraz płaszczyzn głównych obiektywów lub układów soczewek. Aberracje.

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Ćwiczenie 12/13. Komputerowy hologram Fouriera. Wprowadzenie teoretyczne

OKO BUDOWA I INFORMACJE. Olimpia Halasz xd Bartosz Kulus ; x

Ćwiczenie: "Zagadnienia optyki"

I. Mikroskop optyczny podstawowe informacje. 1. Budowa i rozchodzenie się światła wewnątrz mikroskopu.

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI

Fig. 2 PL B1 (13) B1 G02B 23/02 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia:

f = -50 cm ma zdolność skupiającą

OPTYKA INSTRUMENTALNA

Obiektywy fotograficzne

Aberracja Chromatyczna

OPTYKA INSTRUMENTALNA

Wstęp do fotografii. piątek, 15 października ggoralski.com

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

Ćwiczenie 2. Interferometr Ronchiego - badanie jakości soczewek. Sensor Shack ahartmann a badanie frontów sferycznych i porównanie z falą płaską.

Sprzęt do obserwacji astronomicznych

Załącznik nr 2 do SIWZ Specyfikacja techniczna opis przedmiotu zamówienia minimalne wymagania

Metody badania kosmosu

Fizyczne Metody Badań Materiałów 2

I. TEST SPRAWDZAJĄCY WIELOSTOPNIOWY : BODŹCE I ICH ODBIERANIE

Ćwiczenie 2. Wyznaczanie ogniskowych soczewek cienkich oraz płaszczyzn głównych obiektywów lub układów soczewek. Aberracje. Wprowadzenie teoretyczne

Wstęp do astrofizyki I

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 18, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

OPTYKA INSTRUMENTALNA

BADANIE I ACHROMATYZACJA PRĄŻKÓW INTERFERENCYJNYCH TWORZONYCH ZA POMOCĄ ZWIERCIADŁA LLOYDA

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 17, Mateusz Winkowski, Łukasz Zinkiewicz

Prawo Bragga. Różnica dróg promieni 1 i 2 wynosi: s = CB + BD: CB = BD = d sinθ

GWIEZDNE INTERFEROMETRY MICHELSONA I ANDERSONA

Wstęp do astrofizyki I

Kierunek Optyka Pytania na egzamin inżynierski i magisterski

Na co zwracać uwagę przy wyborze lornetki? Arkadiusz Olech

Dodatek 1. C f. A x. h 1 ( 2) y h x. powrót. xyf

Ćwiczenie 42 WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI CIENKIEJ. Wprowadzenie teoretyczne.

Promienie

ODWZOROWANIE W OŚWIETLENIU KOHERENTNYM

Soczewkami nazywamy ciała przeźroczyste ograniczone dwoma powierzchniami o promieniach krzywizn R 1 i R 2.

Transkrypt:

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej wykład 10, 16.03.2012 wykład: pokazy: ćwiczenia: Czesław Radzewicz Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek Ernest Grodner

Wykład 9 - przypomnienie apertura, apertura polowa, źrenice, winietowanie apertura numeryczna oraz liczba f/# soczewki pryzmaty jako lustra z różnymi transformacjami bez przybliżenia przyosiowego aberracje geometryczne sumy Seidela, klasyfikacja aberracji 3-go rzędu aberracje chromatyczne dublet achromatyczny, warunek achromatyzmu, liczba Abbego miary jakości obrazowania: funkcja impulsowa, funkcja przenoszenia modulacji (MTF) oko ludzkie; budowa i podstawowe własności

funkcja impulsowa układu obrazującego Fo Fi P S Zakładamy: 1. liniowość zagadnienia 2. niezmienniczość względem przesunięcia (?) rozdzielczość układu obrazującego!

funkcja przenoszenia modulacji MTF (Modulation Transfer Function) y y ' Fo Fi P Io y S I 1 Ii y' 2 I 2 albo y y ' Io y definiujemy widzialność prążków: V = I 1 I 2 I 1 + I 2 y MTF ξ = V(ξ)

MTF - przykład ograniczenie dyfrakcyjne nawet układ bez aberracji nie ma nieskończonej rozdzielczości bo jest dyfrakcja dyfrakcyjnie ograniczona rozdzielczość

MTF - obrazek Abbego Ernst Abbe (1840-1905) x Im większa jest tym mniej rzędów ugięcia trafia na soczewkę modulacja w obrazie coraz mniejsza. x Dla dużej wartości już pierwszy rząd ugięcia nie trafia na soczewkę modulacja w obrazie jest zerowa; MTF = 0

oko ludzkie - budowa 1: komora tylna oka 2: rąbek zębaty siatkówki 3: mięsień rzęskowy 4: obwódka rzęskowa 5: kanał Schlemma 6: źrenica 7: komora przednia oka 8: rogówka 9: tęczówka 10: kora soczewki 11: jądro soczewki 12: wyrostek rzęskowy 13: spojówka 14: mięsień skośny, dolny 15: mięsień prosty, dolny 16: mięsień prosty, przyśrodkowy 17: tętnice i żyły siatkówki 18: tarcza nerwu wzrokowego 19: opona twarda 20: tętnica środkowa siatkówki 21: żyła środkowa siatkówki 22: nerw wzrokowy 23: żyła wirowata 24: otoczka gałki ocznej 25: plamka żółta 26: dołek centralny siatkówki 27: twardówka 28: naczyniówka 29: mięsień prosty, górny 30: siatkówka

oko ludzkie - obrazowanie rozdzielczość kątowa =1 S P odległość dobrego widzenia: d 0 = 25 cm

oko głębia ostrości i akomodacja

oko - jakość obrazowania najlepsze ogr. dyfr. najgorsze

oko wady 1 krótkowzroczność szkła korekcyjne minusy dalekowzroczność szkła korekcyjne plusy

Astygmatyzm szkła cylindryczne bądź sferyczno-cylidnryczne oko wady 2 Nieregularne deformacje rogówki ablacja laserowa

lupa L Liczy się wyłącznie powiększenie kątowe: y i y o F o y i L M L = yo d 0 gdzie d 0 to odległość dobrego widzenia równa ok 25cm dla przeciętnego oka ludzkiego. Rachunki y i = s i = = 1 + y o s o skąd M L = d 0 1 + L l L f L l f Jeśli l = f to M L = d 0 f 1 Jeśli l = 0 to M L = d 0 + 1 ; dla L = d L f 0 mamy M L = 1 + d 0 f Jeśli L = to M L = d 0 f

dobra lupa -okular Ramsden Kellner Erfle Parametry: powiększenie: xn, np. x10 oznacza ogniskową 25mm położenie i rozmiar źrenicy wyjściowej kąt widzenia aberracje

mikroskop optyczny - klasyk Obiektyw soczewka złożona (refrakcyjna bądź odbiciowa) Okular soczewka złożona Apertura polowa w płaszczyźnie obrazu pośredniego Powiększenie: M = M Tob + M Tok

oświetlacz + obiektyw

Wymagania: jednorodne oświetlenie niezależna regulacja pola i jasności oświetlacz Köhlera

obiektywy parametry obiektywów mikroskopowych: powiększenie Nx apertura numeryczna NA położenie płaszczyzny obrazowej: 160 mm odległość robocza immersja (olej, woda) grubość szkiełka przykrywkowego achromat, apochromat aplanat, anastygmat

rozdzielczość mikroskopu obraz źródła punktowego Dyfrakcja światła na aperturze obiektywu przy czym I u = I 0 J 1 (u) u u = 2π NA λ r o = 2π NA Mλ r i Promień 1. zera w rozkładzie natężenia r Airy = 0.61 λ NA 2 Kryterium Rayleigha: minimalna odległość dwóch (rozróżnialnych) punktów to: d = r Airy 0.61 λ NA d Liczby: λ = 0.5μm, NA = 1.4 d 0.22μm

mikroskop c.d. 1. Obrazowanie w skończonej odległości S P F o Ob 1. Obrazowanie w nieskończoności S F o P Ob

mikroskop ciemnego pola, 1 http://www.bmb.psu.edu/courses/micro107/microscopy/extra/microscopy.htm

mikroskop ciemnego pola, 2 bright field dark field http://www.aquatechnology.net/

kontrast fazowy http://www.microscopyu.com/articles/phasecontrast/phasemicroscopy.html

mikroskop konfokalny, 1

mikroskop konfokalny, 2

mikroskop dwufotonowy wiązka gaussowska w ognisku I L x, y = I L0 e x2 +y 2 w 2 wzbudzenie dwufotonowe I fl I L 2 rozmiar obszaru wzbudzanego I fl I 2 L = I 2 L0 e 2x2 +y 2 w 2 = I 2 L0 e x2 +y 2 w 2 eff w eff = w/ 2

mikroskop bliskiego pola Scanning Near Field Optical Microscope (SNOM)

luneta refrakcyjna Powiększenie kątowe: M α = f ob fok ob ok Problemy z dużymi lunetami: waga obiektywu jednorodność materiału

dopasowanie źrenicy wyjściowej do źrenicy oka

luneta odbiciowa - teleskop

optyka adaptatywna w astronomii

detektor Shacka-Hartmanna Detektor Hartmanna Detektor Shacka-Hartmanna

teleskop z optyką adaptatywną Keck Observatory Uran, Palomar 5 m, 1-2mm

lornetka 1 oznaczenia: NxM powiększenie średnica obiektywu (mm)

lornetka 2 Carl Zeiss Jena http://www.zeiss.com

Format obrazu: 4:3, 3:2,... Kąt widzenia Jasność obiektywu Regulowana apertura (irys) Zoom Makro aparat fotograficzny 1

aparat fotograficzny 2 Lustrzanka jednoobiektywowa SLR (Single Lens Reflex) 1. Obiektyw 2. Zwierciadło w dolnej pozycji (obraz widoczny w wizjerze) 3. Migawka 4. Błona światłoczuła lub Matryca CCD 5. Matówka lub zwierciadło w górnej pozycji (w momencie naciśnięcia spustu) 6 Soczewka skupiająca 7. Pryzmat pentagonalny lub pentagonalny układ zwierciadeł 8. Wizjer

aktywny bierny (pasywny) autofokus