Көз – оптикалық система. Көру

Жоспар
Кіріспе

1 Көз . оптикалық система. Көру.
2 Визуаль оптикалық приборлар
3 Сәулелік оптикалық заңдары
4 Оптикалық приборлардың ажырату күші
5 Жұқа линзалар
6 Жарықтың жазық бетте шағылуы және сынуы
7 Жарықтың сфералық беттен сынуы мен шағылуы

Адамның көзі мүйіз қабықша (А); хрусталик (L); сулы ылғал (G) және шыны тәрізді (Q) денеден тұрады. Бұлардың жарық сындыру көрсеткіштері әр түрлі: мүйіз қабықшанікі 1,367 – ге; хрусталикті 1,39 – ға , сулы ылғал мен шыны тәрізді дененің әрқайсынікі 1,33 – ке тең.
Жарық көзге хрусталиктің алдыңғы жағындағы түсті қабықша і ортасындағы тесік – көз қарашығы арқылы енеді. Оның диаметрі тұрақты емес, жарық күшті жағдайда ол 2 – 3 мм, жарық әлсіз болғанда 6 – 8 мм- дей болады.
Сөйтіп көз қарашығы апертуралық дифрагма ролін атқарады. Тор қабықшаның R барлық жері жарықты бірдей сезбейді, оның қарашыққа қарсы жатқан сары дақ (g) деп аталатын бөлігі жарықты өте сегзіш болады.
Көздің жарық апертуралық системасы центірленген система болып табылады, олардың оптикалық ортақ осі (оо) мүйіз қабықшаның, қарашықтың және хрусталиктің центрлерінен өтетін түзу – көру осі деп аталады. Бұл екі ось бір-біріне дәл келмейді, бұлардың арасы алшақтау, олар кішкене бұрыш түзеді. Көздің ұлы нүктелері мен ұлы фокустары оның оптикалық осінің бойында жатады. Мүйіз қабықшаның төбесінен есептегенде алдыңғы ұлы нүктенің қашықтығы +1,3 мм, артқы ұлы нүктенің қашықтықта +1,60 мм; фокус көздің ішінде +24,4 мм қашықтықта болады. Сөйтіп ақаусыз көздің алдыңғы ұлы нүктеден өлшенген алдыңғы ұлы фокус қашықтығы: - 15,7 – 1,35 = -17,05 мм; артқы ұлы ұлы нүктеден өлшенген артқы ұлы фокус қашықтығы: 24,4 -1,6 = 22,8 мм. көздің фокус қашықтықтарының бірдей болмауының себебі дене тұрған орта (ауа) мен оның кескіні түзелетін ортаның (шыны тәрізді дененің) жарық сындыру көрсеткіштері әр түрлі.Көздің ұлы нүктелері бір-біріне өте жақын, сондықтан оларды, жуықтап алғанда, бір нүкте деп санап, оны көздің оптикалық центірі деп қарастыруға болады. Көздің оптикалық центірі хрусталиктің ішінде, оның артқы бетіне таяу болады. Оптикалық центрден тор қабықшаға дейінгі аралық көздің тереңдігі деп аталады; ақаусыз көздің тереңдігі, шамамен, 15 мм-ге тең.
Нәрсенің кескіні көздің жоғарыда аталған элементтерінен өткен жарық сынып тоғысу нәтижесінде оның тор қабықшасына түседі, ол әрқашан шын, кішірейген және кері болады.

Пән: Медицина
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 23 бет
Таңдаулыға:

Көз – оптикалық система. Көру.
Адамның көзі (587 –сурет) мүйіз қабықша (А); хрусталик (L);
сулы ылғал (G) және шыны тәрізді (Q) денеден тұрады. Бұлардың жарық
сындыру көрсеткіштері әр түрлі: мүйіз қабықшанікі 1,367 – ге; хрусталикті
1,39 – ға , сулы ылғал мен шыны тәрізді дененің әрқайсынікі 1,33 – ке тең.
Жарық көзге хрусталиктің алдыңғы жағындағы түсті қабықша і ортасындағы
тесік – көз қарашығы арқылы енеді. Оның диаметрі тұрақты емес, жарық күшті
жағдайда ол 2 – 3 мм, жарық әлсіз болғанда 6 – 8 мм- дей болады.
Сөйтіп көз қарашығы апертуралық дифрагма ролін атқарады. Тор
қабықшаның R барлық жері жарықты бірдей сезбейді, оның қарашыққа қарсы
жатқан сары дақ (g) деп аталатын бөлігі жарықты өте сегзіш болады.
Көздің жарық апертуралық системасы центірленген система болып
табылады, олардың оптикалық ортақ осі (оо) мүйіз қабықшаның, қарашықтың
және хрусталиктің центрлерінен өтетін түзу – көру осі деп аталады. Бұл екі
ось бір-біріне дәл келмейді, бұлардың арасы алшақтау, олар кішкене бұрыш
түзеді. Көздің ұлы нүктелері мен ұлы фокустары оның оптикалық осінің
бойында жатады. Мүйіз қабықшаның төбесінен есептегенде алдыңғы ұлы нүктенің
қашықтығы +1,3 мм, артқы ұлы нүктенің қашықтықта +1,60 мм; фокус көздің
ішінде +24,4 мм қашықтықта болады. Сөйтіп ақаусыз көздің алдыңғы ұлы
нүктеден өлшенген алдыңғы ұлы фокус қашықтығы: - 15,7 – 1,35 = -17,05 мм;
артқы ұлы ұлы нүктеден өлшенген артқы ұлы фокус қашықтығы: 24,4 -1,6 = 22,8
мм. көздің фокус қашықтықтарының бірдей болмауының себебі дене тұрған орта
(ауа) мен оның кескіні түзелетін ортаның (шыны тәрізді дененің) жарық
сындыру көрсеткіштері әр түрлі.Көздің ұлы нүктелері бір-біріне өте жақын,
сондықтан оларды, жуықтап алғанда, бір нүкте деп санап, оны көздің
оптикалық центірі деп қарастыруға болады. Көздің оптикалық центірі
хрусталиктің ішінде, оның артқы бетіне таяу болады. Оптикалық центрден тор
қабықшаға дейінгі аралық көздің тереңдігі деп аталады; ақаусыз көздің
тереңдігі, шамамен, 15 мм-ге тең.
Нәрсенің кескіні көздің жоғарыда аталған элементтерінен өткен жарық
сынып тоғысу нәтижесінде оның тор қабықшасына түседі, ол әрқашан шын,
кішірейген және кері болады.
Нәрсенің кескіні дәл тор қабықшаға түссе ғана нәрсе анық көрінеді.
Алыс-жақын нәрселерді анық көру үшін, яғни олардың кескіндерін дәл тор
қабықша келтіру үшін хрусталик беттері қисықтығын өзгерту арқылы көз өзінің
оптикалық күшін өзгертеді, көздің бұл қабілеті аккомодация деп аталады.
Көзді аккомодациялауға болатын аралықтың шеткі нүктелері қашық және
жақын нүктелер делінеді., шамамен 20 см жерде жатады. Адам жас шағында
жақын жердегі (10-15 см қашықтықтағы) нәрселер көрінерліктей етіп көзін
аккомодациялай алады. Жас ұлғайған соң көздің бұл қабілеті кемиді.
Көздің оптикалық системасының жақыннан көргіштік және алыстан
көргіштік деген кемшіліктері жиі кездеседі. Жақыннан көргіш көздің
оптикалық күші қалыпты көздің оптикалық күшінен артық болады, ондай көз
үшін қашық нүкте шексіз алыста болмайды, шектеулі аралықта жатады. Алыстан
көргіш көздің оптикалық күші қалыпты көздің оптикалық күшінен кем болады.
Мұндай көз ұшін жақын нүктенің көзден қашықтығы 20 см-ден артық болады,
қашық нүкте көздің сыртында жатады, демек алыстан көргіш көз өзінің тор
қабықшасына тек параллель сәулелер шоғын ғана емес, тоғысатын сәулелер
шоғын да фокусқа келтіреді. Көздің жақыннан көргіштігін жөндеу үшін теріс
линзалы көзілдірік, алыстан көргіштігін жөндеу үшін оң линзалы көзілдірік
пайдаланылады.
Нәрсенің кескіні тор қабықшаның сары дағына, әсіресе ол дақтың
ортасындағы шұқыршаға дәл келсе, сонда ғана көз нәрсенің көп детальдарын
ажырата алады, сары дақ кішкене, оған 6-7 0 бұрышпен көрінген нәрселердің
ғана кескіндері түседі. қалыпты көз бұрыштық қашықтықтағы, шамаен, бір
минутқа тең екі жарқырауық нүктені ғана ажыратып көре алады, яғни сары дақ
шегінде қашықтықтан көздің ажырату күші, шамамен, 1 – қа тең. Сары дақтың
центірінен қашықтаған сайын көздің ажырату күші кемиді. Сонымен қабат
көздің ымырт жарығындағы ажырату күші күндізгі жарықтағы ажыратьу күшімен
кем болады. Егер нәрсе, жақын нүктеден біраз алысрақұ тұрса, күндізгі
жарықта көз оның көз детальдарына байқайды. Бұл аралық, әдетте, 25 см-ге
тең деп саналады. да ол анық көру қашықтығы деп аталады. Жақыннан көргіш
көз үшін бұл аралық 25 – см ден кем болады.
Көздің тор қабықшасына түскен кескіннің үлкендігі көру бұрышына, яғни
көзге түскен жарықтың шеткі сәулелері арасындағы бұрышқа байланысты болады.
Көру бұрышы нәрсенің шын өлшемдері мен оның көзден қашықтығына тәуелді;
нәрсе неғұрлым жақын болса, көру бұрышы соғұрлым үлкен болады, ал нәрсе
неғұрлым қашық болса, көру бұрышы соғұрлым кішкене болады. Бірақ бұдан
нәрсені көзге жақындата отырып көру бұрышын өте*мөте үлкейтуге, сонымен
қабат өте ұсақ нәрсмелерді де көруге болады деген қорытынды жасауға
болмайды. Өйткені нәрсені көзге жақындатудың шегі бар, нәрсе мен көздің
аралығы анық көру қашықтығынан кем болса, онда кескін көмексі тартады.
Сонымен құласыз көз жақындағы өте кішкене нәрселерді, өте алыстағы тым
үлкен нәрселерді көруге жарамайды. Сондықтан мұндай жағдайларда көзге
тиісті оптикалық приборлар ұсынылады.
Қалыпты жағдайларда адам нәрсені екі көзімен көреді. Сонда көдің
әрқайсысының тор қабықшасына кескін пайда болады. Бірақ бұл екі кескін, тор
қабықшалардың бір белгілі орындарына түссе, сонда олар мида бір ғана көру
сезімін туғызады, өйткені әр көздің сыртында кездесіп тұтасып кетеді, тор
қабықшалардың сондай екі нүктесі сәйкес нүктелер деп аталады. Біз нәрсені
екі көзімізбен қарағанда, мысалы, оның көрінетін А нүктесінің кескіндері
әрбір көз сары дағындағы g1 және g2 шұқыршаларына орналасқандай етіп
көзімізді бұрамыз, басқаша айтқанда көзді олардың көру өстері сол А
нүктесінде қиылысатын қалпына келтіреміз. Ал көзден қашықтығы А нүктесінің
қашықтығындай С нүктесінің сол көздегі кескіні С1 нүктесі, оң көздегі
кескіні С1 нүктесі болып табылады., бұл нүктелер орталық шұқыршалардың сол
жағында жатқан сәйкес нүктелер, сондықтан бұл екі кескін бір ғана көру
сезімін туғызады, демек С нүктесі біреу болып көрінеді.
Екі көзбен көру арқасында берілген денеге дейінгі аралықты анықтап,
денелердің қашықтығын өз ара салыстыра аламыз. Осының нәтижесінде кеңістік
тереңдігі туралы, нәрсенің көлемдік бейнесі жөнінде ұғым туады. Бақыланатын
дене көзден неғұрлым алыс болса, ол денге бағытталған көру осьтері
арасындағы бұрыш соғұрлым кішкене болады. Соның нәтижесінде кеңістік
тереңдігі (көру бағыты бойынша қашықтық) сезілмейді, көз өте алыстағы
денелердің алыс – жақындығы ажырата алмайды. Сондықтан барлық жұлдыздардың
қашықтығы бірдей болып көрінеді. Арнаулы приборларда пайдаланып, кеңістік
сезінуді бірнеше рет күшейтуге болады.

Визуаль оптикалық приборлар

Негізгі бөлімніңбірі олптикалық система болып келген приборлар
оптикалық приборлар деп аталады. Кейбір оптикалық приборлар (мысалы,
фотоаппарат, проекциялық аппарат т.т. ) нәрсенің кескінің арнап орнатылған
экран бетіне түсіреді. Ал кейбіреулер (мысалы лупа, микроскоп, телескоп,
дүрбі т.т. )көзбен қосылып біртұтас оптикалық система түзеді, осындай
күрделі система беретін пәрсенің кескіні көздің тор қабықшасына түседі.
Мұндай приборлар көзге ұсталатын приборлар немесе визуаль приборлар деп
аталады. Біз енді қысқаша осындай приборларға тоқталамыз.

Сәулелік оптикалық заңдары

Сәулелік немесе геометриялық оптика жалпы жарық
жайындағы ілімнің (оптиканың) техникалық маңызы зор саласы болады.
Оптиканың бұл саласында жарық сәулесі деген ұғым пайдаланып жарықтың әр
түрлі мөлдір ортада таралу құбылыстары қарастырылады, сонда жарық сәулесі
деп бойымен жарық энергиясы таралатын геометриялық сызық ұғылады;
жарықтың табиғаты сөз болмайды. Мәселе тәжірибе жүзінде тағайындалған
сәулелік оптика заңдары делінетін қағидаларға негізделіп қарастырылады.
Ол заңдардың мазмұны мынадай:
1. Жарықтың түзу сызықтық таралу заңы. Жарық сәулелері біртекті ортада
түзу сызық бойымен таралады. Бұл заңды тек дифракция құбылыстары есепке
алынбайтын жағдайларда ғана қолдануға болады.
2. Жарық шоқтарының тәуесіздік заңы. Жарықтың бір шоғының әсері басқа
шоқтарының әсерлеріне тәуелді емес, яғни жарық шоқтары бір –біріне
ықпалын тигізбейді. Бұл заң когерент емес сәулелер шоқтары үшін ғана дұрыс
орындалады.
3. Жарықтың шағылу заңдары:
а) Бетке түскен сәуле, одан шағылған сәуле және сол бетке түсу
нүктесі арқылы жүргізілген нормаль бір жазықтықта жатады.
б) Шағылу бұрышы ( і) мен түсу бұрышы (і) өз ара тең.

Осы айтылған заңдар тек жарық жалтыр тегіс беттен
шағылғанда ғана орындалады. Егер жарық түскен бет күңгірт немесе кедір –
бұдыр болса, онда жарық барлық жаққа бытырай шағылады, яғни жарық
шашырайды. Бұл орталық дақтың бұрыштық радиусы бұрын 19-параграфта
баяндалғандай, мынаған тең:

мұндағы D-обьектив артқы ұлы фокус қашықтығы. Сөйтіп дифракциялық
дақ радиусы:

мұндағы - объективтің артқы ұлы фокус қашықтығы. Сөйтіп
дифракциялық дақ радиуысы телескоптың обьективінің ұлы фокус қашықтығына
тура пропорционал, оның диаметріне кері пропорционал болады.
Егер телескоп обьективі алыстағы екі жұлдызға қаратылса , онда
олардың әрқайсысы обьективтің ұлы фокус жазықтығында пайда болған
дифракциялық кескіндері бір-бірін азды- көпті жабыңқырайды да
жарықталынуы біркелкі емес сопақша келген жарық дақ пайда болады. Бұл
дақты екі жұлдыздың кескіні ретінде байымдаудың белгі шегі бар.Егер бір
кескіннің бірінші қара-қоңыр шеңбері екінші кескіннің оталық жарық дағының
центріне өтсе сонда обьектив екі жұлдызды айыра алады.
Бұл жағдайда дифракциялық кескіндер бойынша жарықталынудың
таралуынкөрсететін қисықтардың қиылысу нүктесінің ординатасы олардың
максимумдарына сай ординаталарының 75%-не тең болады . Сонда минимумға
келетін салыстырма ойпаң 25%-ке жетеді де көзге екі максимум аралығында
қара –қоңыржолақ бар сияқты болып көрінеді.
Дифракциялық кескіндер Релей шартына сай келетін болып
орналасқанда бірінші қара шеңбердің бұрыштық радиюсы екі жұлдыздың бір-
бірінен бұрыштық арақашықтығына тең болады. Оған кері шама телескоптың
ажырату күші ( R) деп аталады. Сонда ( 1) формула бойынша болады.Бұл
дақты екі жұлдықдың кескіні ретінде байымдаудың беогі шегі бар. Егер бір
кескіннің бірінші қара-қоңыр шеңбері екінші кескіннің орталық жарық
дағының центірінен өтсе, сонда объектив екі жұлдызды айыр алады.

бұл жағдайда дифракциялық кескіндер бойынша жарықталынудың
таралуын көрсететін қисықтардың (69 сурет) қиылысу нүктесінің орндинатасы
олардың максимумдарына сай ординаталарының 0,4 үлесінен кем болады,
қорықты қисықтың минимумына сай ординатасы оның максимумына сай
ординатасының 75% - на тең болады. Сонда минимумға келетін салыстырма
лйпаң 25% - ке жетеді де көзге екі максимум аралығында қара- қоңыр жолақ
бар сияқты болып көрінеді.
Диффракциялық кескіндер Релей шартына клетін болып орнласқанда
бірішні қара шеңбердің бұрыштық екі жұлдыздың бір-бірінен бұрыштық
арақашықтығына тең болады. Оған кері шама телескоптың ажырату күші (R) деп
аталады. Сонда (1) формула бойынша

Сөйтіп телескоптың обьективінің диаметрі неғұрлым үлкен болса ,
оның ажырату күші соғырлым көп болады. Көздің ажырату күшінің де шегі бар
, ол дифракция құбылысы мен көз қарашығының өлшеміне байланысты .
Жарықтылық жақсы болғанда көз қарашығының диаметрі , шамамен 2мм-ге тең,
сонда (1) теңдік бойынша көздің айыра алатын шекті бұрышы шамамен 1-қа
жуық болады . Бұл шама көздің тор қабықшасы құрылысына сай ажырату күшіне
тура келеді. Телескоптың окулярының ұлғайтуы оның обьективі ажыратқан
дифракциялық дақтарды көз де ажыратындай болуы тиіс , яғни ол кескіннің
көріну бұрышы 1- қа тең болуы керек.
Аспан шырақтарын телескоппен бақылағанда қойылатын осы
ажырату шарттарын жер бетіндегі алыс нәрселерді көру трубаларымен
бақылағанда және алыс нәрселерді фотосуретке түсіргенде пайдалануға да
болады, өйткені бұл жағдайда обьективке түскен жарық шоғын параллель
сәулелер шоғы деп санауға болады.
2. Микроскоптың жаырату күші. Дифракция құбылысы микроскопта да
байқалады, сондықтан микроскоптың ажырату күшінің белгілі шегі болады.
Микроскоптың ажырату қабілеті әдетте микроскоппен бақылағанда көрінетін ең
кішкене детальдің сызықтық өлшемдері немесе көрінер екі нүктенің ең жақын
аралығы арқылы сипатталады. Егер бақыланып отырған нәрсенің нүктелері
өздері жарық шығаратын жарқырауық нүктелер болса, олардың әрбірінің
микроскоп объективі ұлы фокусы жазықтығындағы кескіндері дифракциялық
дөңгелік пішінде болады, жуықтап сәулелері дифракцияланғандай болады деп
санауға болады.

Фотопластинканың жарықталынуы объектив салыстырма тегісінің
квадратына, яғни объектив жарық күшіне тура пропорционал болады. Сондықтан
салыстырмалы тесіктің сан мәнін көрсететін қатынастың соңғы мүшесі
неғұрлым үлкен сан болса, объективтің жарық күші, длемек жарықталыну,
соғұрлдым аз болады.
2. Прпорциалық фонарь. Мөлдір суреттердің (диапозитивтердің)
кескіндерін үлкейтіа көрсетуге арналған оптикалық прибор проекциялық
фонарь (65-сурет) деп аталады. Оның негізгі бөлімдері – жазық – дөңес
линзалардан құралған С конденсаторы және дөңес линзадан жасалған О
объективі. Конденсор көрсетілген Р диапозитивтің жарықталуын күшйетеді,
объектив оның Е экранға шын кері және ұлғайтылған кескінін түсіреді.
Экрандағы кескіннің жарықталынуын фонарь объективінің салыстырма
тесігінің квадратына, яғни объектив жарық күшіне тура пропорционал, оның
объективінің сызықтық ұлғайтуына кері пропорционал болады. Сонымен қабат
экрандағы кескін неғұрлым үлкен болса, фонарьға орнатылған S жарық көзі
соғұрлым күшті болуға тиіс.
Кино көрсеткенде пайдаланылатын проекциялаушы приборлар құрылыс
жағынан осы проекциялық фонарьға ұқсас болады.
4. Эпидаскоп. Мөлдір суреттердің (диапозитивтердің) және мөлдір емес
суреттердің, мысалы, қағазға сызылған чертеждер, таблицалар т.т.
кескіндерін үлкейтіп көсетуге арналған прибор эпидаскоп делінеді. (66-
сурет). Егер М1 айна суретте көрсетілгендей қалпында С конденсорды
қалқалап тұрса, онда бұл прибор көмегімен мөлдір емес Р суреттен шағылған
жарық сәулелері М2 айнаға түсіп, одан шағылған соң О2 объективтен өтеді де
оның қарсы алдына қойылған экранда нәрсенің ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.