Zastosowanie soczewek i zwierciadeł w przyrządach optycznych

LUPA

Lupa jest przyrządem optycznym służącym do obserwacji drobnych przedmiotów. Zbudowana jest z jednej soczewki skupiającej lub z zespołu soczewek umieszczonych w oprawce.
Lupa tworzy obraz przedmiotu pozorny, prosty, powiększony, oglądany obiekt powinien znajdować się blisko lupy.

Powiększenie lupy w przybliżeniu określa wzór frac {d}{f}, w którym d - odległość najlepszego widzenia, f - ogniskowa soczewki.

Lupa składająca się z jednej soczewki i zaopatrzona w uchwyt, nazywana jest również szkłem powiększającym.

MIKROSKOP

Mikroskop optyczny to urządzenie do silnego powiększania obrazu, wykorzystujące do generowania tego obrazu światło przechodzące przez specjalny układ optyczny składający się zazwyczaj z zestawu kilku-kilkunastu soczewek optycznych.

Mikroskop optyczny może wykorzystywać zwykłe światło dzienne, dostarczane do układu optycznego przez specjalne lusterko lub wykorzystywać sztuczne światło, którego źródło znajduje się zazwyczaj pod analizowaną próbką.

Mikroskopy optyczne są stosowane do obserwacji małych obiektów w wielu naukach. W biologii są stosowane np.: do obserwacji drobnoustrojów i budowy tkanek. W chemii i fizyce są stosowane do obserwacji np.: przemian krystalicznych. W geologii są stosowane do obserwacji budowy skał.

Mikroskop optyczny składa się z:
a) Okular - są to soczewki lub układ soczewek. Używany jest do obserwacji obrazu tworzonego przez obiektyw. Znajduję się on od strony oka. Okular pełni rolę lupy. Powiększa obraz rzucany przez soczewki obiektywu.
b) Obiektyw mikroskopu - zbudowany jest z soczewki o ogniskowej rzędu kilku milimetrów. Wytwarza on bardzo silnie powiększony obraz. Często w miejscu powstania tego obrazu wstawia się dodatkową soczewkę zwaną soczewką polową
c) Soczewka polowa- dodatkowa soczewka której zadaniem jest wyłącznie skupianie promieni biegnących do obiektywu, tak by padały na powierzchnię okularu.
d) Tubus - tuleja w którym znajdują się obiektyw i okular.
e) Lusterko - odbija światło z lampy lub z okna (w słoneczny dzień ) wprost na badany preparat.
f) Kondensor - soczewki kondensora skupiają światło rzucane przez lusterko wprost na badany preparat.

APARAT FOTOGRAFICZNY

Aparat fotograficzny jest to urządzenie służące do rejestrowania barwnych obrazów na tzw. błonie fotograficznej.

Aparat fotograficzny składa się z : obiektywu, przysłony, migawki, celownika, urządzenia do wymiany materiału światłoczułego a w nowoczesnych aparatach dalmierza, światłomierza, licznika zdjęć, lampy błyskowej, wizjera itp.
a) Obiektyw - obiektyw współczesnego aparatu fotograficznego składa się z kilku soczewek, których łączne działanie jest takie, jak soczewki skupiającej. Za pomocą obiektywu na światłoczułej błonie otrzymujemy zwykle obrazy odwrócone i pomniejszone.
b) Migawka - urządzenie w aparacie fotograficznym, mechaniczne lub elektroniczno-mechaniczne, służące do otwierania i zamykania drogi światłu padającemu przez obiektyw na materiał światłoczuły, jak również do odmierzania odpowiedniego czasu, niezbędnego do prawidłowego naświetlenia.
c) Przysłonka - służy do regulowania ilości światła przechodzącego przez obiektyw do wnętrza aparatu
d) Celownik - miejsce w którym można zobaczyć obraz powstający na filmie

Obraz widoczny w wizjerze aparatu fotograficznego jest dokładnie taki sam, jak obraz utrwalony na zdjęciu po wciśnięciu przycisku wyzwalacza. Lusterko, umocowane zawiasowo i pryzmat odbijają światło z soczewki do celownika. W chwili robienia zdjęcia lusterko odchyla się do góry, następuje zwolnienie migawki i naświetlenie filmu.

PROJEKTOSKOP

Działa prawie tak samo jak rzutnik do przezroczy. Posiada bardzo silną lampę dzięki której można z niego korzystać nawet w świetle dziennym. Folie używane w projektoskopie są znacznie większe od przezrocza. Stosuje się tutaj specjalną soczewkę schodkową, z przezroczystego tworzywa sztucznego. Nie jest ona gruba i ciężka. Zadaniem tej soczewki jest oświetlenie folii i skierowanie wiązki światła na obiektyw. Po przejściu przez obiektyw wiązka światła kierowana jest na ekran za pomocą zwierciadła płaskiego umieszczonego nad nim.

LUNETA

Lunety służą do obserwacji odległych przedmiotów. Składają się z dwóch podstawowych części: obiektywu i okulara, osadzonych współosiowo na przeciwległych końcach metalowej rury. Długość rury jest tak dobrana, aby ognisko obrazowe obiektywu pokrywało się z ogniskiem przedmiotowym. Rozmiary obrazu otrzymywanego za pomocą lunety nie są większe od rzeczywistych rozmiarów przedmiotu, działanie jej polega jedynie na powiększeniu kąta widzenia pod jakim patrzymy na przedmiot. Istnieją dwa zasadnicze rodzaje lunet soczewkowych: luneta Keplera i luneta Galileusza.

LORNETKA PRYZMATYCZNA

Lornetka jest to przyrząd ułatwiający oglądanie obojgiem oczu odległych przedmiotów. Składający się z odpowiednio połączonych dwóch lunet.

Lornetka pryzmatyczna posiada zarówno okular, jak i obiektyw o dodatniej ogniskowej, pomiędzy nimi znajduje się układ pryzmatyczny umożliwiający otrzymanie prostego, nie odwróconego obrazu. Najczęściej w lornetkach pryzmatycznych, uzyskuje się powiększenia od 6-do 12-krotnych. W lornetce znajdują się jeszcze pryzmaty, które służą do odwrócenia obrazu uzyskiwanego przez obiektyw, tak aby po przejściu przez okular był on prosty.

TELESKOP

Urządzenie optyczne do obserwacji ciał niebieskich, o konstrukcji lunety.
Teleskop odbiera promienie światła pochodzące z odległych obiektów astronomicznych i skupia je, dając rzeczywisty obraz obserwowanego obiektu. Rozróżniamy dwa rodzaje teleskopów: tzw. reflektory i refraktory.