Оптические приборы
Оптические приборы — устройства, в которых оптическое излучение преобразуется (пропускается, отражается, преломляется, поляризуется).
Они могут увеличивать, уменьшать, улучшать (в редких случаях ухудшать) качество изображения, дает возможность увидеть искомый предмет косвенно.
Термин «Оптические приборы» является частным случаем более общего понятия оптических систем, которое также включает в себя биологические органы, способные преобразовывать световые волны .
Лупа — это двояковыпуклая линза, которая увеличивает угол зрения предметов. Фокусные расстояния луп обычно составляют 1—10 см. Для лупы с фокусным расстоянием 25 см увеличение составляет 2×, то есть лупа увеличивает изображение предмета в 2 раза. Для лупы с фокусным расстоянием 10 см увеличение составляет 3,5×.
Фотоаппарат , Кинокамера, Видеокамера — оптические приборы, позволяющие записывать неподвижное и движущееся изображение на фотоматериалах, магнитной ленте или в цифровой памяти .
Все они состоят из объектива и светонепроницаемой камеры. Объектив строит в кадровом окне камеры действительное изображение A’B' предмета АВ. При получении изображения расстояние между предметом и линзой больше двойного фокуса линзы.
Увеличение линзы камеры определяется по формуле K = f/d.
Сохранение изображения имеет очень важное значение. Для этого в кадровом окне камеры располагают светочувствительный фотоматериал или полупроводниковую матрицу .
Микроскоп — это оптический прибор, показывающий в увеличенном виде очень мелкие, не видимые глазу, близко расположенные объекты. Микроскоп используется для наблюдения за такими мельчайшими объектами, как бактерии и клетки.
С помощью первой линзы, находящейся в объективе, создается обратное действительное изображение А’B' предмета АВ. Вторая линза во втором окуляре микроскопа увеличивает угол зрения подобно лупе. В объективе микроскопа изображение А’B', созданное первой линзой, на расстоянии наилучшего зрение D0, можно увидеть в ещё более увеличенном виде А"В".
Телескоп (от др.-греч. τῆλε — далеко + σκοπέω — смотрю) — прибор, предназначенный для наблюдения небесных тел.
В частности, под телескопом понимается оптическая телескопическая система, применяемая не обязательно для астрономических целей.
Перископ (от др.-греч. περι- — «вокруг» и σκοπέω — «смотрю») — прибор, позволяющий выносить точку обозрения наблюдателя за пределы его тела, например, для наблюдения за объектами из укрытия.
Проектор , Кинопроектор , Диапроектор , Эпидиаскоп — оптические приборы, предназначенные для оптического воспроизведения небольшого по размеру изображения на большом экране.
Псевдоскоп (Pseudoscope, греч., от рseudos — ложный, и skopein — смотреть) — прибор, создающий обратную перспективу.
Источник: Википедия
Связанные понятия
Ли́нза (нем. Linse, от лат. lens — чечевица) — деталь из прозрачного однородного материала, имеющая две преломляющие полированные поверхности, например, обе сферические; или одну — плоскую, а другую — сферическую. В настоящее время всё чаще применяются и «асферические линзы», форма поверхности которых отличается от сферы. В качестве материала линз обычно используются оптические материалы, такие как стёкла, оптические стёкла, кристаллы, оптически прозрачные пластмассы и другие материалы.
Апохрома́т — оптическая конструкция, у которой исправлены сферическая аберрация и хроматические аберрации для трёх и более цветов. Как правило, является усложнённым ахроматом с линзами из стекла специальных сортов (например, курцфлинт) и некоторых кристаллов (флюорит, квасцы).
Оптическая система (англ. optical system) — совокупность оптических элементов (преломляющих, отражающих, дифракционных и т. п.), созданная для преобразования световых пучков (в геометрической оптике), радиоволн (в радиооптике), заряженных частиц (в электронной и ионной оптике).
Микрофотография (англ. micrograph, photomicrography) — техника фотографии малых объектов, с высоким увеличением, обычно с помощью микроскопа.
Анастигма́т — объектив, в котором исправлены практически все аберрации, в том числе астигматизм и кривизна поля изображения. Анастигматами могут считаться объективы любых конструкций и типов, удовлетворяющие этим условиям. Большинство анастигматов дают хорошее качество изображения по всему полю при больших значениях относительного отверстия, обеспечивая высокую светосилу.
Упоминания в литературе
Изменяя ход лучей от рассматриваемого предмета, микроскоп или телескоп, показывают его под большим углом зрения. В этом случае изображение на сетчатке растягивается, захватывает больше нервных окончаний, и глаз различает уже в предмете уже такие подробности, которые раньше сливались в одну точку. Если указано, что микроскоп или телескоп увеличивает в 100 раз, то это значит, что он показывает предметы под углом зрения в 100 раз большим, чем человек видит их без
оптического прибора . Если же прибор не увеличивает угла зрения, то он не дает никакого увеличения, хотя бы нам казалось, что мы видим предмет увеличенным.
Для чтения микроточек применялись небольшие любительские или детские микроскопы, если деятельность агента позволяла легально, не вызывая вопросов у друзей и соседей, использовать и хранить такого рода
оптические приборы дома. В других случаях можно было пользоваться специальными малогабаритными микроскопами.
Гониоскопией (от лат. gonia – «угол») называется специальный метод исследования угла передней камеры. Он может быть осуществлен только с помощью
оптических приборов – гонио-скопов. Исследование камерного угла имеет большое значение для диагноза, терапии и прогноза ряда заболеваний (глаукомы, увеитов, травм и др.). С угла камеры начинается наиболее важный путь оттока внутриглазной жидкости. Угол может быть сужен, облитерирован, в нем могут быть обнаружены инородные тела, прорастающая опухоль.
Крупные пятна иногда могут быть замечены даже невооруженным глазом, особенно если Солнце наблюдается сквозь дымку. Поэтому существуют десятки письменных свидетельств наблюдения пятен в дотелескопическую эпоху. Кроме того, даже после изобретения телескопа пятна успешно наблюдали с помощью камеры-обскуры. Однако именно создание
оптических приборов позволило приступить к систематическому изучению этого явления. Количество пятен на протяжении сотен лет служит мерилом уровня активности Солнца.
Глаза – это бесценный, уникальный дар природы. Великий Леонардо да Винчи сказал: «Глаз – это орган органов». Действительно, глаз человека является, пожалуй, самой удивительной и сложной частью его организма. Это совершеннейший
оптический прибор , который улавливает зрительные образы и преобразует их в нервные импульсы. Это единственный орган чувств, получающий иннервацию от шести пар черепно-мозговых нервов, а кровоснабжение из той же артерии, которая питает и головной мозг. Внутренняя оболочка глаза – сетчатка – по существу является участком мозга, вынесенным на периферию.
Связанные понятия (продолжение)
Просветле́ние о́птики — это нанесение на поверхность линз, граничащих с воздухом, тончайшей плёнки или нескольких слоёв плёнок один поверх другого. Это позволяет увеличить светопропускание оптической системы и повысить контрастность изображения за счёт подавления бликов. Величи́ны показателей преломления чередуются по величине и подбираются таким образом, чтобы за счёт интерференции уменьшить (или совсем устранить) нежелательное отражение.
Светофильтр в оптике, технике — оптическое устройство, которое служит для подавления (выделения) части спектра электромагнитного излучения.
Окуля́р — элемент оптической системы, обращённый к глазу наблюдателя, часть оптического прибора (видоискателя, дальномера, бинокля, микроскопа, телескопа и так далее), предназначенная для рассматривания изображения, формируемого объективом или главным зеркалом прибора.
Афока́льная опти́ческая систе́ма , телескопи́ческая опти́ческая систе́ма — оптическая система (фокусное расстояние которой неограниченно большое), преобразующая параллельный световой пучок в параллельный же, но с другим углом наклона оптической оси. Предназначена главным образом для наблюдения удалённых объектов.
Наса́дочная ли́нза (ма́кроли́нза при положительном фокусном расстоянии, англ. close-up filter) — дополнительное приспособление к объективу, изменяющее величину его фокусного расстояния (угла изображения). Она заключена в оправу и надевается непосредственно на объектив, обычно, накручиваясь как светофильтр. Положительная линза уменьшает фокусное расстояние (увеличивает угол изображения), а отрицательная увеличивает (уменьшает угол изображения). Наиболее распространены обычные однолинзовые, сферические...
Хромати́ческая аберра́ция — разновидность аберрации оптической системы, обусловленная зависимостью показателя преломления среды от длины волны проходящего через неё излучения (то есть, дисперсией света). Из-за паразитной дисперсии фокусные расстояния не совпадают для лучей света с разными длинами волн (лучей разных цветов).
Ортоскопический объектив — объектив или оптическая система, свободные от дисторсии, или такие, в которых дисторсия пренебрежимо мала и не влияет на характер изображения. Другими словами, линейное увеличение такого объектива постоянно на любом расстоянии от оптической оси. В результате даваемое объективом ортоскопическое изображение сохраняет геометрическое подобие с отображаемыми предметами, строго подчиняясь законам линейной перспективы. Ортоскопическими можно считать подавляющее большинство объективов...
Юстиро́вка (от нем. justieren «вымерять») — совокупность операций по выравниванию конструкций и конструктивных элементов (поверхностей, столбов, стоек и т. д.) вдоль некоторого направления («осевого»), а также по приведению меры, измерительного или оптического прибора, механизмов (или их части) в рабочее состояние, обеспечивающее точность, правильность и надёжность их действия. При юстировке приборов осуществляется проверка и наладка измерительного и/или оптического прибора, подразумевающая достижение...
Аберра́ция оптической системы — ошибка или погрешность изображения в оптической системе, вызываемая отклонением луча от того направления, по которому он должен был бы идти в идеальной оптической системе. Аберрацию характеризуют различного вида нарушения гомоцентричности в структуре пучков лучей, выходящих из оптической системы.
Фо́кус (от лат. focus — «очаг») оптической системы — точка, в которой пересекаются («фокусируются») первоначально параллельные лучи после прохождения через собирающую систему (либо где пересекаются их продолжения, если система рассеивающая). Изображение бесконечно удалённой точки располагается в фокусе оптической системы. Множество фокусов идеальной оптической системы определяет её фокальную плоскость. Главный фокус системы является точкой пересечения её главной оптической оси и фокальной поверхности...
Лу́па — оптическая система, состоящая из линзы или нескольких линз, предназначенная для увеличения и наблюдения мелких предметов, расположенных на конечном расстоянии. Используется во многих областях человеческой деятельности, в том числе в биологии, медицине, археологии, банковском и ювелирном деле, криминалистике, при ремонте часов и радиоэлектронной техники, а также в филателии, нумизматике и бонистике.
Конде́нсор (лат. condenso — уплотняю) — линзовая, зеркальная или зеркально-линзовая оптическая система, собирающая лучи от источника света и направляющая их на рассматриваемый или проецируемый предмет.
Светоси́ла — величина, характеризующая соотношение освещённости действительного изображения, даваемого оптической системой в фокальной плоскости, и яркости отображаемого объекта. Светосила пропорциональна квадрату относительного отверстия оптической системы и определяет её световую эффективность.
Телеобъекти́в (жарг. Телеви́к) — разновидность длиннофокусного объектива, оптическая конструкция которого позволяет сделать оправу и весь объектив короче, чем его фокусное расстояние. Большинство компактных длиннофокусных объективов построены по такому принципу, поэтому в повседневном обиходе словом «телеобъектив» обозначается любая оптика с фокусным расстоянием, превышающим нормальное.
Фотопласти́нка — фотоматериал на стеклянной подложке. Представляет собой плоскопараллельную стеклянную пластинку с нанесённым на неё светочувствительным слоем. До изобретения фотоплёнки на гибкой подложке из целлулоида были единственным носителем негативного изображения, на который велась съёмка.
Относительное отверстие объектива — оптическая мера светопропускания объектива. Различают геометрическое и эффективное относительные отверстия. Геометрическим отверстием считается отношение диаметра входного зрачка объектива к его заднему фокусному расстоянию. Эффективное относительное отверстие всегда меньше, чем геометрическое, поскольку учитывает потери света при его прохождении через стекло и рассеянии на границах с воздухом и деталях оправы.
Бле́нда (нем. Blende от нем. blenden — заслонять) — трубчатое приспособление или козырёк, устанавливающееся перед входным окном оптических приборов для защиты от попадания постороннего света. Разновидность полевой диафрагмы, предназначенной для ограничения поля зрения в пространстве предметов. Чаще всего бленда устанавливается перед киносъёмочными или фотообъективами, предотвращая засветку их передних линз нежелательным светом.
Призма , оптическая призма — тело из однородного материала, прозрачного для оптического излучения, ограниченное плоскими отражающими и преломляющими свет поверхностями, расположенными под строго определёнными углами друг к другу. Для призм, использующихся в оптических приборах, используется оптическое стекло с разными показателями преломления, зависящими от типа и назначения призмы.
Асфери́ческими называют линзы, одна или обе поверхности которых не являются сферическими.
Подробнее: Асферическая линза
Светочувстви́тельные материа́лы , Фотографи́ческие материа́лы, Фотоматериа́лы — материалы, предназначенные для получения на них фотографических изображений. Любой фотоматериал состоит из подложки, на которую нанесены один или несколько светочувствительных слоёв. В качестве подложки фото- и киноплёнок используются ацетилцеллюлоза или лавсан, а для фотобумаг основой служат листы высококачественной бумаги. Фотоматериалы делятся на галогеносеребряные, в которых в качестве светочувствительного вещества...
Зеркально-линзовые оптические системы , или катадиоптрические системы, — это разновидность оптических систем, содержащих в качестве оптических элементов как сферические зеркала (катоптрику), так и линзы. Зеркально-линзовые системы нашли применение в прожекторах, фарах, ранних маяках, микроскопах и телескопах, а также в телеобъективах и сверхсветосильных объективах.
Фотоаппара́т (фотографи́ческий аппара́т, фотока́мера) — устройство для регистрации неподвижных изображений (получения фотографий). Запись изображения в фотоаппарате осуществляется фотохимическим способом при воздействии света на светочувствительный фотоматериал. Получаемое таким способом скрытое изображение преобразуется в видимое при лабораторной обработке. В цифровом фотоаппарате фотофиксация происходит путём фотоэлектрического преобразования оптического изображения в электрический сигнал, цифровые...
Оптическая ось в геометрическом смысле — прямая, проходящая через центры кривизны сферических поверхностей, составляющих центрированную оптическую систему (линзу, фотографический объектив). Часто является осью симметрии в оптической системе.
Русса́р (а также МР) — название фотографических и киносъёмочных объективов, созданных выдающимся советским оптиком Михаилом Михайловичем Русиновым.
Поляриза́тор — устройство, предназначенное для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольным состоянием поляризации. В соответствии с типом поляризации, получаемой с помощью поляризаторов, они делятся на линейные и круговые. Линейные поляризаторы позволяют получать плоскополяризованный свет, круговые — свет, поляризованный по кругу.
Ко́ма тическая аберрация или Ко́ма (от др.-греч. κόμη — волосы) — одна из пяти аберраций Зейделя оптических систем, приводящая к нарушению гомоцентричности широких световых пучков, входящих в систему под углом к оптической оси.
Дисторсия (от лат. distorsio, distortio — искривление) — аберрация оптических систем, при которой коэффициент линейного увеличения изменяется по полю зрения объектива. При этом нарушается геометрическое подобие между объектом и его изображением. Дисторсия неприемлема в оптике, предназначенной для фотограмметрической аэрофотосъёмки и изготовления фотошаблонов. Оптическая система, свободная от дисторсии, называется ортоскопической, поскольку удовлетворяет требованиям ортоскопичности.
По́ле изображе́ния объекти́ва (иногда кроющая способность объектива) — часть круга оптического изображения, даваемого объективом, в переделах которой резкость и яркость могут считаться равномерными и достаточными для получения качественного снимка. Диаметр поля изображения зависит от оптической конструкции объектива и степени виньетирования, и определяет размеры кадра на фотоплёнке, киноплёнке или фотоматрице. Он должен превышать диагональ прямоугольного или квадратного кадра для получения равномерного...
Увеличе́ние , опти́ческое увеличе́ние — отношение линейных или угловых размеров изображения и предмета.
Длиннофокусный объектив в фотографии — объектив с фокусным расстоянием, превышающим диагональ используемого кадра в 1,5 и более раз. В прикладных сферах иногда используется термин узкоугольный объектив, а в англоязычных источниках этот же тип оптики принято называть англ. Telephoto Lens. В кинематографе длиннофокусными считаются объективы, фокусное расстояние которых более чем вдвое превышает диагональ кадра киноплёнки. Объективы с угловым полем зрения 8° и менее (в малоформатной фотографии более...
Разреше́ние — способность оптического прибора воспроизводить изображение близко расположенных объектов.
ПЗС , прибор с зарядовой связью (англ. CCD, Charge-Coupled Device) — общее обозначение класса полупроводниковых приборов, в которых применяется технология управляемого переноса заряда в объёме полупроводника.
Объекти́в — оптическая система, являющаяся частью оптического прибора, обращённая к объекту наблюдения или съёмки и формирующая его действительное или мнимое изображение. В оптике рассматривается как равнозначное собирающей линзе, хотя может иметь иной вид, например, см. «Камера-обскура». Обычно объектив состоит из набора линз (в некоторых объективах — из зеркал), рассчитанных для взаимной компенсации аберраций и собранных в единую систему внутри оправы.
Макросъёмка (от др.-греч. μακρός — «большой», «крупный», — и съёмка) — вид кино- и фотосъёмки, при котором изображаемые объекты снимаются в масштабе 1:1 или крупнее (по другой версии — в масштабе 1:10 или крупнее).
Фоторези́стор — полупроводниковый прибор, изменяющий величину своего сопротивления при облучении светом. Не имеет p-n перехода, поэтому обладает одинаковой проводимостью независимо от направления протекания тока.
Фоторегистра́тор — категория фотоаппаратов, предназначенных для съёмки с экрана осциллографа, экрана радиолокатора, экрана аппарата ультразвукового исследования (медицина, дефектоскопия), флюорографы, а также для съёмки изображений, полученных с помощью эндоскопа, телескопа, микроскопа и другой аппаратуры.
Опти́ческое стекло ́ — прозрачное стекло специального состава, используемое для изготовления различных деталей оптических приборов.
Стено́п (от фр. Sténopé) — фотографический аппарат без объектива, роль которого выполняет малое отверстие. В современной фотографии также распространено название «пинхол» (англ. pinhole от pin «булавка» + hole «отверстие»). Также встречается термин «лох-камера» или «лохкамера» (нем. Lochkamera от Loch «отверстие» + Kamera «камера»).
Фо́кусное расстоя́ние — физическая характеристика оптической системы, определяющая её основные свойства и, главным образом, увеличение и угловое поле.
Фокусировочный мех (в обиходе — «гармошка») — светонепроницаемое подвижное соединение объектива и кассетной части фотоаппарата, позволяющее плавно менять расстояние между ними в процессе фокусировки. Устройство фокусировочного меха аналогично пневматической камере гармони и позволяет сочетать подвижность с герметичностью. Использование меха характерно для складных фотоаппаратов большого или среднего формата, однако встречается и в других оптических приборах, например, в фотоувеличителях и устройствах...
Сфери́ческая аберра́ция — аберрация оптических систем из-за несовпадения фокусов для лучей света, проходящих на разных расстояниях от оптической оси. Приводит к нарушению гомоцентричности пучков лучей от точечного источника, без нарушения симметрии строения этих пучков (в отличие от комы и астигматизма). Различают сферическую аберрацию третьего, пятого и высшего порядков.
Ма́крообъекти́в — специализированный фотографический объектив, предназначенный для макросъёмки.
Фокусировочный экран , сменный фокусировочный экран — оптическая поверхность, которая служит для наблюдения и фокусировки действительного изображения, даваемого съёмочным объективом фотоаппарата или кинокамеры.
Аплана́т (от греч. а — отрицательная частица и plane — блуждание, отклонение, ошибка) — объектив, в котором исправлены сферическая и хроматическая аберрации, кома и дисторсия, а астигматизм исправлен для сравнительно небольшого углового поля. Апланат состоит из двух ахроматических линз, между которыми расположена диафрагма.