Автор: Пользователь скрыл имя, 08 Января 2011 в 15:44, реферат
Устройство человеческого глаза можно сравнить с устройством
фотоаппарата. Каждая часть играет существенную роль в акте
зрения. Основной оптический элемент - роговица, которая
преломляет лучи проходящего света и пропускает их дальше через
зрачок - округлое темное отверстие в центре цветной радужки.
1.Устройство и принцип работы глаза.
2.Устройство и принцип работы телескопа.
3.Устройство и принцип работы микроскопа
объектов.
Вторая задача телескопа – увеличивать угол, под которым
наблюдатель видит объект. Способность увеличивать угол
характеризуется увеличением телескопа. Оно равно
отношению фокусных
расстояний объектива и окуляра
Принцип работа телескопа
Принцип работы телескопа заключается не в увеличении объектов, а
в сборе света. Чем больше у него размер главного светособирающего
элемента - линзы или зеркала, тем больше света он собирает. Важно,
что именно общее количество собранного света в конечном счете
определяет уровень детализации видимого - будь то удаленный
ландшафт или кольца Сатурна. Хотя увеличение, или сила для
телескопа тоже важно, оно не имеет решающего значения в
достижении
уровня детализации.
Типы телескопов
Все телескопы подразделяются на три оптических класса.
Преломляющие телескопы, или рефракторы, в качестве главного
светособирающего элемента используют большую линзу-объектив.
Рефракторы всех моделей включают ахроматические
(двухэлементные) объективные линзы - таким образом сокращается
или практически устраняется ложный цвет, который влияет на
получаемый образ, когда свет проходит через линзу. При создании и
установке больших стеклянных линз возникает ряд трудностей;
кроме того, толстые линзы поглощают слишком много света. Самый
большой рефрактор в мире, имеющий объектив с линзой диаметром
в 101 см, принадлежит
Йеркской обсерватории.
Все большие астрономические телескопы представляют собой
рефлекторы. Рефлекторные телескопы популярны и у любителей,
поскольку они не так дороги, как рефракторы. Это отражающие
телескопы, и для сбора света и формирования изображения в них
используется вогнутое главное зеркало. В рефлекторах
ньютоновского типа, маленькое плоское вторичное зеркало
отражает
свет на стенку главной трубы.
Зеркально-линзовые (катадиоптрические) телескопы используют
как линзы, так и зеркала, за счет чего их оптическое устройство
позволяет достичь великолепного качества изображения с высоким
разрешением, при том, что вся конструкция состоит из очень
коротких
портативных оптических труб.
История телескопа
Первый телескоп был построен в 1609 году итальянским
астрономом Галилео Галилеем. Телескоп имел скромные размеры
(длина трубы 1245 мм, диаметр объектива 53 мм, окуляр 25
диоптрий), несовершенную оптическую схему и 30-кратное
увеличение. Однако он позволил сделать целую серию
замечательных открытий (фазы Венеры, горы на Луне, спутники
Юпитера, пятна на Солнце, звезды в Млечном Пути). Очень плохое
изображения в первых телескопах заставило оптиков искать
пути решения этой проблемы. Оказалось, что увеличение фокусного
расстояния
объектива значительно улучшает качество
изображения.
В 1663 году Грегори создал новую схему телескопа-рефлектора.
Грегори первым предложил использовать в телескопе вместо линзы
зеркало. Первый телескоп-рефлектор был построен Исааком
Ньютоном в 1668 году. Схема, по которой он был построен,
получила название «схема Ньютона».. Длина телескопа составляла
15 см. В 1672 году Кассегрен предложил схему двухзеркальной
системы, вскоре ставшую наиболее популярной. Первое зеркало
было параболическим, второе имело форму выпуклого
гиперболоида и располагалось перед фокусом первого.
В настоящее время практически все телескопы являются
зеркальными. Самый большой в мире зеркальный телескоп имени
Кека имеет диаметр 10 м и находится на Гавайских островах. В
России на Кавказе работает телескоп размером 6 м.
В двадцатом веке астрономы сделали много шагов в изучении
вселенной. Эти шаги были бы невозможны без использования
больших и сложных телескопов, расположенных на высокогорных
лабораториях и управляемых большим количеством
квалифицированных специалистов.
3.Устройство и принцип работы микроскопа
На протяжении длительного времени человек жил в окружении
невидимых существ, использовал продукты их жизнедеятельности
(например, при выпечке хлеба из кислого теста, приготовлении
вина и уксуса), страдал, когда эти существа являлись причинами
болезней или портили запасы пищи, но не подозревал об их
присутствии. Не подозревал потому, что не видел, а не видел
потому, что размеры этих микро существ лежали много ниже того
предела видимости, на который способен человеческий глаз.
Известно, что человек с нормальным зрением на оптимальном
расстоянии (25–30 см) может различить в виде точки предмет
размером 0,07–0,08 мм. Меньшие объекты человек заметить не
может. Это определяется особенностями строения его органа
зрения.Приблизительно в то же время, когда началось
исследование космоса с помощью телескопов, были сделаны
первые попытки раскрыть, с помощью линз тайны микромира.
Так, при археологических раскопках в Древнем Вавилоне находили
двояковыпуклые линзы — самые простые оптические приборы.
Линзы были изготовлены из отшлифованного горного хрусталя.
Можно считать, что с их изобретением человек сделал первый шаг
на пути в микромир.
Простейший способ увеличить изображение небольшого предмета
- это наблюдать его с помощью лупы. Лупой называют
собирающую линзу с малым фокусным расстоянием (как правило,
не более 10 см), вставленную в рукоятку.
Создатель телескопа Галилей в 1610 году обнаружил, что в
сильно раздвинутом состоянии его зрительная труба
позволяет сильно увеличить мелкие предметы.
Его можно считать изобретателем микроскопа, состоящего из
положительной и отрицательной линз.Более совершенным
инструментом для наблюдения микроскопических
предметов является простой микроскоп. Когда появились эти
приборы, в точности неизвестно. В самом начале XVII века
несколько таких микроскопов изготовил очковый мастер
Захария Янсен из Миддельбурга.
В сочинении А. Кирхера, вышедшем в 1646 году, содержится
описание простейшего микроскопа, названного им "блошиным
стеклом". Он состоял из лупы, вделанной в медную основу, на
которой укрепляли предметный столик, служивший для
помещения рассматриваемого объекта; внизу находилось плоское
или вогнутое зеркало, отражающее солнечные лучи на предмет и
таким образом освещающее его снизу. Лупу передвигали
посредством винта к предметному столику, пока изображение не
становилось
отчетливым и ясным.
Первые выдающиеся открытия были сделаны как раз с помощью
простого микроскопа. В середине XVII века блестящих успехов
добился голландский естествоиспытатель Антони Ван Левенгук.
В течение многих лет Левенгук совершенствовался в
изготовлении крохотных (иногда меньше 1 мм в диаметре)
двояковыпуклых линзочек, которые он изготавливал из
маленького стеклянного шарика, в свою очередь получавшегося в
результате расплавления стеклянной палочки в пламени. Затем
этот стеклянный шарик подвергался шлифовке на примитивном
шлифовальном станке. На протяжении своей жизни Левенгук
изготовил не менее 400 подобных микроскопов. Один из них,
хранящийся в университетском музее в Утрехте, дает более чем
300-кратное увеличение, что для XVII века было огромным
успехом.
В начале XVII века появились сложные микроскопы,
составленные из двух линз.Изобретатель такого сложного
микроскопа точно не известен, но многие факты говорят о том,
что им был голландец Корнелий Дребель, живший в Лондоне и
находившийся на службе у английского короля Иакова I. В
сложном микроскопе было два стекла: одно - объектив -
обращенное к предмету, другое - окуляр - обращенное к глазу
наблюдателя. В первых микроскопах объективом служило
двояковыпуклое стекло, дававшее действительное, увеличенное,
но обратное изображение. Это изображение и рассматривалось
при помощи окуляра, который играл, таким образом, роль лупы,
но только лупа эта служила для увеличения не самого предмета, а
его изображения. В 1663 году микроскоп Дребеля был
усовершенствован английским физиком Робертом Гуком, который
ввел в него третью линзу, получившую название коллектива. Этот
тип микроскопа приобрел большую популярность, и большинство
микроскопов конца XVII - первой половины VIII века строились
по его схеме.