Оптические приборы – микроскоп, телескоп, камера

Оптические приборы – это инструменты, которые помогают нам видеть то, что невозможно увидеть невооруженным глазом. Они расширяют наши возможности видеть вещи, от крошечных клеток до далеких галактик. В этой статье мы сосредоточимся на трех распространенных оптических приборах: микроскопах, телескопах и камерах.

Свет и оптика являются основой этих устройств. Свет распространяется в виде волн, и когда он взаимодействует с различными материалами, он изгибается, отражается и разделяется на разные цвета. Оптика – это наука о том, как ведет себя свет и как его можно манипулировать для создания этих устройств.

Микроскоп

Микроскопы – это оптические приборы, предназначенные для увеличения крошечных объектов, которые слишком малы для видения невооруженным глазом. Они широко используются в таких областях, как биология, медицина и материаловедение.

Части микроскопа

• Окуляр : Часть, через которую смотрят, обычно имеет 10-кратную линзу.
• Объективные линзы : Они находятся на вращающемся носике, с различными увеличениями (например, 4x, 10x, 40x, 100x).
• Столик : Платформа, на которую помещается препарат.
• Источник света : Освещает препарат снизу.
• Фокусировочный винт : Регулирует фокус, чтобы сделать изображение четким.

Как работает микроскоп

В микроскопе используются две основные линзы для увеличения объектов: линза окуляра и объективная линза. Общая величина увеличения получается умножением увеличений этих двух линз.

Общее Увеличение = Увеличение Окуляра × Увеличение Объективной Линзы

Например, если окуляр имеет увеличение 10x, а объектив — 40x, общее увеличение будет:

Общее Увеличение = 10× × 40× = 400×

Пример светового пути в микроскопе

В приведенном выше визуальном примере свет проходит через объект, проходит через объективную линзу (круг в сцене), затем увеличивается через окуляр, чтобы его могли увидеть наши глаза.

Телескоп

Телескопы позволяют нам наблюдать за далекими объектами, такими как звезды, планеты и галактики. Они являются важными инструментами в астрономии.

Типы телескопов

• Рефракторные телескопы : используют линзы для изгиба и фокусировки света.
• Рефлекторные телескопы : используют зеркало для сбора и фокусировки света.

Работа рефракторного телескопа

Рефракторные телескопы используют большую линзу, называемую объективной линзой, для сбора света. Эта линза фокусирует свет на меньшую линзу, известную как окуляр, позволяя нам видеть увеличенное изображение далеких объектов.

Пример светового пути в рефракторном телескопе

На приведенной выше схеме путь света входит в телескоп, изгибается через объективную линзу, сходится в точке и, наконец, проходит через линзу окуляра для формирования изображения.

Рефлекторный телескоп

Рефлекторные телескопы используют зеркала для сбора света. Главное зеркало, называемое основным зеркалом, отражает свет на меньшее зеркало, которое затем направляет свет в окулярную линзу.

Камера

Камеры захватывают изображение объекта, фокусируя свет на светочувствительную поверхность. Они используются в фотографии и видеосъемке для визуальной фиксации моментов.

Части камеры

• Объектив : Фокусирует свет на сенсор или пленку.
• Диафрагма : Отверстие, через которое проходит свет; регулирует количество света.
• Затвор : Открывается и закрывается, позволяя свету падать на сенсор или пленку в течение определенного времени.
• Сенсор или пленка : Поверхность, которая захватывает изображение.

Как работает камера

Свет проходит через объектив и фокусируется на сенсоре или пленке. Диафрагма определяет, сколько света попадает, а выдержка затвора определяет, как долго сенсор или пленка будет подвержена этому свету.

Экспозиция = Диафрагма × Выдержка Затвора

Для хорошей фотографии необходимо правильное сочетание диафрагмы и выдержки.

Пример формирования изображения в камере

На схеме световые лучи проходят через объектив камеры и фокусируются на сенсоре изображения или пленке, формируя изображение.

Оптические приборы расширяют наше зрение за пределы его естественных возможностей, используя принципы света и оптики. Микроскопы увеличивают мелкие детали, телескопы позволяют наблюдать за далекими мирами, а камеры фиксируют моменты и детали во времени. Понимание основных принципов и функций этих инструментов позволяет нам исследовать и ценить как микрокосмос, так и макрокосмос, который предлагает вселенная.

Комментарии