oglinzi, lentile

oglinzi• Oglinzile = suprafeţe lucioase• Dispozitivele funcţionează pe baza reflexiei

luminii plane• Clasificare concave (convergente) sferice convexe (divergente)

Oglinzi plane

Oglinda plană

Construcţia imaginilor în oglinda plană

Forma : imagine dreaptă (în aceeaşi poziţie ca obiectul)Natura : imagine virtuală (nu poate fi prinsă pe un paravan)Mărimea : imagine egală cu obiectul

Locul : imagine în partea opusă obiectului

Oglinzi convergente

Oglinzi sferice

fac parte dintr-o sferă (o calotă sferică)

O = centrul optic al oglinzii

Axa optică principală (unica)

Raza de curbură

V = vârful oglinzii

axă optică secundară ( o infinitate)

raza incidentă

raza reflectată

normala (raza de curbură)

C = O F ( focar )

f = distanţa focală = VF = R / 2

Oglinzi concave

(convergente)

raze uzuale în construcţii

(partea lucioasă în interiorul sferei)

O

O

F

F

V

V

raza care soseşte paralel cu axa optică principală, după reflexie trece prin focar

VF = OV / 2 = f = distanţă focală

raza care soseşte prin centrul optic al oglinzii, se întoarce pe acelaşi drum ( tot prin centrul optic)

1

2

F O

dacă raza incidentă ar sosi trecând prin focar, s-ar reflecta paralel cu axa optică principală

3

Notaţii uzuale

V O F

obiect

imagine

oglindă

x x’

y

y.’

linie continuă = rază realălinie punctată = prelungire (rază virtuală)

f

distanţa obiect-oglindă

distanţa oglindă-imagine

Convenţie de semne

x >0 (pozitiv; +x ) x < 0 (negativ; - x) x

y

O

y >0 (pozitiv; +y )

y < 0 (negativ; -y)

a). pentru segmente

Convenţie de semne

• Pentru unghiuri

sens pozitiv sens trigonometric direct

+ α

sens negativ sensul acelor de ceasornic

- α

exemple de construcţie a imaginilora) oglinzi convergente

1) obiectul foarte departe de oglindă ( -x > -2f)

Forma : imagine răsturnata (y > 0, y’ < 0 sau y < 0, y’ > 0 )Natura : imagine reala ( poate fi prinsă pe un paravan)

Mărimea : imagine mai mica decât obiectul ( y’ < y)Locul : imagine intre f si centrul optic ( -2f < x’< - f)

b) obiectul foarte aproape de oglindă ( x < f)

Forma : imagine dreapta (y > 0, y’ > 0 sau y < 0, y’ < 0 )Natura : imagine virtuala ( nu poate fi prinsă pe un paravan)Mărimea : imagine mai mare decât obiectul ( y’ > y)Locul : imagine in spatele oglinzii ( x’> 0)

Oglinzi convergente ( concave)

Aplicaţii ale oglinzilor

Proiectoare auto (faruri)

Proiectoare auto (faruri)

Proiectoare cu oglinzi convergente

Proiectoare II

Centrală solară cu oglinzi

reflectoare

Reflectoare I

Reflectoare II

( lucioase pe exteriorul sferei)

Oglinzi convexe (divergente)

raze uzuale în construcţii

Oglinzi divergente

O

O

Fv

Fv

1

2

raza care soseşte pe o direcţie paralelă cu axa optică principală,se reflectă pe o direcţie ce trece cu prelungirea prin focar

raza care soseşte pe direcţia centrului opticse reflectă pe aceeaşi direcţie

( cu prelungirea prin centrul optic principal)

exemple de constuctii imagini b) Oglinzi divergente (convexe)

1) obiectul foarte departe de oglindă

Fv C

5 ) obiectul foarte aproape de oglindă

Obs: totdeauna oglinzile divergente dau imagini mai mici decât obiectul Dimensiunea imaginii creşte cu apropierea obiectului de oglindă

Oglinzi divergente stradale

Lentile• Medii transparente cu feţe sferice ( plane= sfere de rază infinită)

din sticle sau material plastic

• Funcţionează pe baza fenomenului de refracţie a luminii

Clasificare

convergente

divergente

biconvexă plan-convexă menisc convergent

biconcavă plan-concavă menisc divergent

simbol

tipuri de lentile în practică

elementele şi drumul razelor la o lentilă convergentă

elementele şi drumul razelor la o lentilă divergentă

raze uzuale în construcţia imaginilor

1. Raza care soseşte pe lentilă paralel cu axa optică principalădupă refracţie trece prin focar;

2. Raza care cade pe direcţia centrului optictrece pe aceeaşi direcţie ( nu este deviată – refractată);

3. Raza ce vine pe direcţia focaruluidupă refracţie merge paralel cu axa optică principală

notaţii uzuale

x x’

f

y

y’

obiect

imagine

lentilă

distanţa obiect-lentilă distanţa lentila-imagine

distanţă focală

Exemple de construcţii ale imaginilora) lentile convergente

Forma : imagine răsturnata (y > 0, y’ < 0 sau y < 0, y’ > 0 )Natura : imagine reala ( poate fi prinsă pe un paravan)Mărimea : imagine mai mica decât obiectul ( y’ < y)Locul : imagine intre f si centrul optic (2f > x’ > f)

1) obiectul foarte departe de lentilă (- x > -f)

Forma : imagine dreapta (y > 0, y’ > 0 sau y < 0, y’ < 0 )Natura : imagine virtuala ( nu poate fi prinsă pe un paravan)Mărimea : imagine mai mare decât obiectul ( y’ > y)Locul : de aceeaşi parte a lentilei ca si obiectul ( x’< 0)

5) obiectul foarte aproape de lentilă (- x < -f)

obs: lentilele convergente pot da imagini reale sau virtuale ( virtuală numai dacă obiectul e foarte aproape de lentilă x < f sau –x < -f )

Lentile convergente

b) lentile divergente

Fv Fv

Forma : imagine dreapta (y > 0, y’ > 0 sau y < 0, y’ < 0 )Natura : imagine virtuală ( nu poate fi prinsă pe un paravan – se formeaza prin prelungirea razei reale)Mărimea : imagine mult mai mica decât obiectul ( y’ < y)Locul : imagine de aceeasi parte cu obiectul (x < 0 ; x’ <0 sau x > 0; x’ > 0)

1) obiectul foarte departe de lentilă ( -x > - 2f)

Forma : imagine dreaptă (y > 0, y’ > 0 sau y < 0, y’ < 0 )Natura : imagine virtuală ( nu poate fi prinsă pe un paravan – se formează prin prelungirea razei reale)Mărimea : imagine mai mica decât obiectul ( y’ < y)Locul : imagine de aceeasi parte cu obiectul (x < 0 ; x’ <0 sau x > 0; x’ > 0)

6) obiectul foarte aproape de lentilă ( -x > -f)

obs: lentilele divergente nu dau niciodată imagini reale

Lentile diferite

Lentila bifocala

Lentile de contact

ochelari

aberaţii geometrice cromatice

astigmatism coma

aberaţia geometrică (de sfericitate) în cazul ideal – refracţia aceeaşi – focar unic în realitate – razele refractate diferit, datorită grosimii diferite – focare multiple

Corecţie: diafragmarea razelor periferice imaginea produsă de razele paraxiale

Aberaţia cromatică diversele culori care compun lumina albă focalizează în locuri diferite

( datorită fenomenului de dispersie) fiecare culoare va avea focarul ei

Corecţie: asocierea unei lentile convergente (cu dispersie pozitivă) cu una divergentă ( cu dispersie negativă)

astigmatismul = deformarea imaginii în raport cu obiectul

exemplu: obiectul pătrat – imaginea „pernă” - imaginea „butoi”

coma: focarul nu este punctiform ci de forma unui segment de dreaptă

Instrumente optice cu imagini reale

• formate din oglinzi şi lentile;• imaginile pot fi prinse pe paravane (sunt reale);• amintim: ochiul, aparatele fotografice şi camere

de luat vederi, aparate de proiecţie ( de diafilme şi diapozitive, cinematografice, pentru PC, militare, pentru teatru,etc.)

Aparate (camere) fotopărţi obligatorii:obiectivcamera obscurăsistem de stocare a imaginii (film fotosensibil, sistem electronic, etc.)declanşatorsistem de vizarediafragmă ( poare fi automată)reglarea timpului de expunere (poate fi automat)

Aparate fotografice

Camere TV si de supraveghere

obiective

• obiectiv = sistem (ansamblu) de lentile convergente şi divergente

• corectat de aberaţii • intra componenţa instrumentelor optice cu imagini reale şi virtuale (imaginare)

obiective

ochiul

Defectele ochiuluimiopia, hipermetropia, prezbitismul, astigmatismul

miopia

Miopia apare când globul ocular este uşor mai lung - din fata pana in spate - decât de obicei. Aceasta determina razele de lumina sa se focalizeze in fata retinei, si nu pe retina cum ar fi

normal.

Miopii au dificultati in vederea lucrurilor la distanta, cum ar fi semnele de circulaţie, dar vad bine de aproape, cum ar fi cititul

sau cusutul.

Semne: Persoanele mioape acuza frecvent dureri de cap sau de ochi si se pot simţi obosite când şofează sau fac sport.

Tratament: Miopia poate fi corectata cu ochelari, lentile de contact sau prin chirurgie refractiva. Având miopie, prescripţia

de ochelari va avea un număr negativ . 

Miopie si corectare(ochelari divergenti)

necorectată

corectată

Hipermetropie (corectare :ocheleri convergenti)

corectată

necorectată

Persoanele afectate de hipermetropie pot vedea obiectele îndepărtate foarte bine, dar au dificultati in vederea celor din

apropiere.

Care sunt cauzele hipermetropiei? Globul ocular al persoanei hipermetrope este mai scurt decât normal si ca urmare, razele de

lumina care intra in ochi sunt focalizate in spatele retinei.

Semne: Hipermetropii se plâng de dureri de cap sau de ochi si se pot simţi obosiţi când au de făcut o munca ce necesita vederea de

aproape.

Tratamentul hipermetropiei: Hipermetropia poate fi corectata cu ochelari sau cu lentile de contact. Prescripţia dumneavoastră va

avea un număr pozitiv (cu plus), de exemplu +2,50.  

Prezbitismse manifesta ca hipermetropismul dar datorita varstei, cristalinul nu

este suficient de elastic(corectare cu ochelari convergenti)

necorectat

corectat

• In jurul vârstei de 40 de ani vederea de aproape, cum ar fi cititul, cusutul sau lucrul la computer, devine neclara. Aceasta li se întâmpla tuturor la un moment dat, chiar si celor care n-au avut niciodată probleme vizuale.

• Semne ale prezbiopiei: Când apare prezbiopia, o persoana va observa ca este nevoie sa tina cartea, ziarul, revista sau alte materiale de citit cu mana întinsa pentru a putea vedea clar. Când are de făcut o munca ce necesita vederea de aproape, persoana poate avea dureri de cap sau sa se simtă obosita.

•  

Astigmatism(deformarea globului ocular)

corectarea – lentile speciale cilindrice

astigmatism

• Astigmatismul se datorează corneei de forma neregulata si se corectează cu ochelari sau lentile de contact.

• Semne: Uneori, astigmatismul necorectat va poate da dureri de cap sau de ochi si poate produce vedere distorsionata si întunecata.

• Tratament: Astigmatismul poate fi corectat cu ochelari sau lentile de contact. Prescripţia dumneavoastră va conţine trei parţi in loc de una, de exemplu -2,75 / -1,25   axa 180 grade. Prima parte indica corecţia principala, sferica, iar partile doi si trei arata mărimea si localizarea astigmatismului.

•  

aparate de proiectie cinematografica

Aparate de proiectie

lunete

Instrumente optice cu imagini virtuale

• formate din oglinzi si lentile;

• imaginile se privesc cu ochiul liber ( nu pot fi prinse pe paravane;

• amintim : lupele, microscoape optice ( cu lumina) lunete astronomice si terestre, lunete duble (binocluri), telescoape.

lupa

Microscoape optice

lunete

Sfarsit

Proiect realizat de: Simion Lucian

Profesor indrumator : Vilceanu Mihai