Odessza Nemzeti Orvostudományi Egyetem
1. téma: "Geometriai optika" - 2h.
2. A téma sürgőssége
Ez a téma része az "Optika" résznek.
Fontossága miatt a tanulmányi és kutatási a biológiai szövetek és belső emberi üregek a lehető legkevesebb mellékhatás, részletesebb tanulmányozása szerkezetének biológiai szövet segítségével a különböző optikai rendszerek: mikroszkóp mikrokamera ultramicroscope, endoszkóp, üvegszálas gasztroszkóp (egyik fő eszközökkel ilyen kutatás). Munkájuk alapja a fogalmak világos hullám, mint egy vonal mentén, amely az energiát a fény hullám. Hatásainak kiküszöbölésére az emberi látás különböző módon meghatározott jogszabályok geometriai optika.
3. A lecke célkitűzései
E lecke eredményeként
3.1. Tervezik, hogy megismertessék a diákokat a geometriai optika alapvető törvényeivel, felhívva a hallgatók figyelmét e törvények szerepére az emberi vizuális hibák megszüntetésében.
a fénytörés és fényvisszaverés törvényei;
a valódi optikai rendszerek lehetséges hibái;
hibákat okoz az optikai rendszerekben;
vékony lencsék formuláit;
módszerek az optikai rendszerek hibáinak kiküszöbölésére;
az ideálisan központú optikai rendszer fogalma;
a központosított optikai rendszer képletei;
a szem szerkezetének jellemzői, optikai rendszerként;
a szemszerkezetek paramétereinek normái és lehetséges eltérései a normától;
optikai eszközök, amelyek növelik a látószöget;
alapkészülékek a legegyszerűbb optikai eszközökhöz (nagyítók, mikroszkópok);
a legkisebb látószög;
a biológiai mikroszkóp optikai rendszere;
a mikroszkóp növelésére szolgáló képlet;
a mikroszkóp felbontása;
egy vékony lencse képletét, és megmagyarázza, hogy milyen feltételezésekre jutott;
megérteni egy biológiai mikroszkóp szerkezetét és lehetséges megsértését;
3.3. A tervek szerint a hallgatóknak lehetőségük van arra, hogy elsajátítsák a készségeket a következők miatt:
az emberi szem számára minimálisan különböző pontok becslése;
a legkevésbé különböző pontok becslése objektumok megfigyelésére egy optikai rendszeren, például lencsén vagy mikroszkóppal;
Mikroszkopikus objektumok mérete különböző optikai rendszerekkel.
A lecke oktatási céljai.
E lecke eredményeként a diákok a geometriai optika alapszabályaiba kerülnek, amelyek az emberi vizuális hibák kiküszöbölésére szolgáló orvosi technikákon alapulnak.
4. Interdiszciplináris integráció
1. A geometriai optika a hullámoptika korlátozó esete, mivel a hullámhossz nullára növekszik. Erre példa egy diffrakciós rács. Mivel λ → 0, ebből következik, hogy α → 0, megkapjuk a párhuzamos fénysugár szokásos fókuszálását a fókuszsík 0 pontján.
2. Az optikai rendszerek korlátozó lehetőségeinek tisztázása érdekében figyelembe kell venni a fény hullám jellegét. Ezért szükséges megfontolni az interferencia és diffrakció problémáit.
3. Az iskolai tanfolyamról ismert egy vékony lencse formula:
ahol a1 az objektum távolsága a lencséhez;
a2 - a képtől a lencse távolsága;
R1 és R2 a lencse elülső és hátsó gömbfelületének görbületi sugara;
n az anyag törésmutatója, amelyből a lencse készül.
Gyújtótávolság az ilyen objektívhez:
A valódi optikai rendszerekben fellépő eltérések vagy hibák jelentősen csökkentik az optikai rendszerek minőségét.
A gömb aberráció abban áll, hogy a lencsék peremrészei erősebbé válnak a tengely pontjáról, mint a középsőek. Az E képernyő fénypontjának képe fényes folt formájában van.
Az asztigmatizmus olyan optikai rendszer hiánya, amelyben egy gömb alakú fényhullám, amely egy optikai rendszeren áthalad, deformálódik és szférikusan megszűnik.
Az asztigmatizmus két típusa létezik - az oblique gerendák asztigmatizmusa és az optika rendszer aszimmetriájából származó asztigmatizmus.
Distortion - ez a fajta aberráció miatt előfordul, hogy az a tény, hogy a gerendák küldött a tárgy rendszer, hogy a nagy szögek az optikai tengelyre, és a függőség a lineáris növekedés a szög a fény vezet zavar a kép hasonlóság és a tárgy.
Kromatikus aberráció. Egy sugár a fehér fény párhuzamosan haladó optikai tengely kell fordítani annak különböző pontjain, lebontására spektrum (f - UV sugarak, k - piros) kört a képernyőn lesz festve. Ez a kromatikus aberráció.
4. A központosított optikai rendszerek olyan gömbfelületű rendszerek (lencsék), amelyek központjai ugyanazon a vonalon helyezkednek el - a fő optikai tengelyen.
Az ideális központú optikai rendszer elméletét a Gauss javasolja.
A
α1 Q1 H1 H2 Q2 a2 F2
5. Az emberi szem egyfajta optikai eszköz, amely különleges helyet foglal el az optikában. Valójában a szem a szemgolyó. A szem falai: külső, középső és belső koncentrikusan elrendezett kagylók. A külső oldalsó membrán - a sclera - az elülső részben szaruhártyá alakul át. A szaruhártya külső borítása a szemhéjakhoz kötődő kötőhártyá alakul át.
A sclera-hoz csatlakozik a vascularis membrán, amely az elülső részen áthatol az íriszbe, amelyben kör alakú nyílás van - a diák. Közvetlenül a pupillától a szem belső részéig a lencse (hasonlít a kétkomponensű objektívhez).
A szaruhártya és a lencse között helyezkedik el a szem elülső kamrája, amelyet egy vizes folyadék tölti be, amely közel áll az optikai tulajdonságokhoz a vízhez. A szem teljes belső részét egy átlátszó zselatinos massza foglalja el - az üvegtestet.
A szem figyelembe vett elemei elsősorban a fényvezető készülékére vonatkoznak. A látóideg belép a szemgolyóba a hátsó falon keresztül. Elágazva, átjut a retinába, vagy a retina (a szem receptor eszköze).
A retinában fényérzékeny vizuális pontok vannak, amelyeknek perifériás végeinek más alakja van (rudak és kúpok).
A látóideg beléptetési helyén egy vak hely, amely nem érzékeny a fényre. A retina közepén fekszik a legérzékenyebb a világos sárga folt.
6. A szem lehet leírni, mint egy központú optikai rendszer által alkotott szaruhártya, az elülső kamra és a folyadék-lencsét (négy fénytörő felület), és korlátozott első levegő környezetben, hátsó - üvegtest. A fő optikai tengely OO áthalad a geometriai középpontjában a tanuló a szaruhártya és a lencse. A fő optikai és vizuális tengelyek közötti szög kb. 5 °.
A fény fő refrakciója a szaruhártya külső szélén történik.
7. A szemnek a különböző módon eltávolított tárgyak (az élességre összpontosító) világos látásmódjára történő alkalmazkodását szálláshelynek hívják.
8. A látószög az objektum szélső pontjaiból érkező sugarak szöge az egyidejű csomópontokon keresztül.
A szem felbontásának meghatározásához a legkisebb látószöget használjuk. ahol az emberi szem még mindig megkülönbözteti az objektum két pontját. Ez a szög megközelítőleg 1 °.
Az orvostudományban a szem felbontását a látásélesség határozza meg. A látásélesség mértékét figyelembe véve az egyiket veszi, ebben az esetben a legkisebb látószöggel 1 '.
9. A szem optikai rendszere hátrányai vannak:
a) asztigmatizmus hiánya (a szem képtelenségében nyilvánvaló, hogy mindkét mutatott merőleges vonal mereven látható a vizsgálati táblán);
b) rövidzárlat (rövidlátókör) - a szem hiánya, amely abból áll, hogy a hátsó fókusz, a szállás hiányában, a retina előtt áll;
c) hyperopia (hypermetropia) - a retina mögött elhelyezkedő háttéranyag hiánya.
A myopiás szem korrekciójához szétszóródó lencsét használnak, hosszú távú gyûjtést.
10. A nagyító egy optikai rendszer, amelynek első fókuszsíkjában vagy annak közvetlen közelében megfigyelő objektum található.
A nagyító nagyítása a β 'látószög aránya, amely alatt a tárgy képét láthatjuk, a β látószöggel, amely alatt a legjobb nézet távolsága a0 = 25 cm.
11. A modern optikai mikroszkópokban a lencse és a szemlencse optikai rendszerből áll.
A mikroszkóp növekedése megegyezik a cső optikai hosszúságának termékével, a legjobb nézet távolságával a lencsék és a szemlencse fókusztávolságának termékéhez viszonyítva.
12. Az f1 és f2 megfelelő megválasztásával a mikroszkóp nagyítása önkényesen nagy. A felbontási határ az objektum két pontja közötti legkisebb távolság, amikor ezek a pontok eltérőek, azaz két pontként mikroszkópban észlelhetők.
A hatalom megszüntetését általában egy mikroszkóp azon képességének nevezik, hogy külön képet adjon a tárgy apró részleteiről.
Abbe megállapította, hogy a másodlagos képnek az objektumhoz való illesztése érdekében az első nagyobb maxima közül legalább az egyiknek át kell haladnia az elsődleges képen.
ahol A a numerikus nyílás; n az objektum és az objektívlencse közötti közegtörési index.
A numerikus rekesznyílás a speciális lencse és a mikroszkóp borítója közötti térben speciális folyadék közepes merítéssel növelhető.
13. 500 A <Г <1000 А
Ezek hasznos nagyítások, mivel velük a szem megkülönbözteti az objektum szerkezetének minden elemét, amelyet a mikroszkóp
A = 1,43,700 <Г <1400
14. Mikroszkópikus objektumok mérete mikroszkóppal.
Ehhez használjon szemmikrométert.
Mikroprojekt és mikrofotográfia. A mikroszkopikus kép kialakulása egy személy részvételével történik, és egy valódi kép alakul ki a szemében.
Fázis-kontraszt módszer. Az átlátszó tárgyon áthaladó fényhullám intenzitása szinte változatlan, de a fázisok olyan változásokon mennek keresztül, amelyek az objektum vastagságától és törésmutatójától függenek.
A transzparens objektumokat elnevezik.
Ultramicroscopy. Ez a módszer olyan részecskék kimutatására szolgál, amelyek mérete túlmutat a mikroszkóp felbontásán. Az ultramikroszkópokban oldalirányú (ferde) megvilágítás valósul meg, így a szublimikroszkópos részecskék világos pontokként láthatók sötét háttéren.
15. A száloptika optika osztása, amelyben a fény és a kép fényforrásokon keresztül történő átvitelét fontolóra veszi. A száloptika a teljes belső reflexió jelenségén alapul.
Endoszkóp - példa a száloptikának a meglévő orvostechnikai eszközök korszerűsítésére.
Fiber gasztroszkóp - a segítségével nem csak vizuálisan ellenőrizheti a gyomrot, hanem elkészítheti a szükséges képeket a diagnózis céljából.