Moduł 12 kursu Optyka: Punkt kontrolny Bloku III (moduły 09–11). Podsumowanie wiedzy o oku ludzkim i wadach wzroku, lupie, mikroskopie, lunecie, aparacie, rozszczepieniu światła w pryzmacie, tęczy oraz barwach ciał. Zadania i quiz.
Optyka — kurs podstawowy › Blok III: Układy optyczne, oko i barwy
| Zagadnienie / Przyrząd | Kluczowy wzór | Cechy obrazu | Zasada fizyczna / Działanie |
|---|---|---|---|
| Oko ludzkie | $Z_{\text{oka}} \approx +60\text{ D}$ $d = 25\text{ cm}$ |
Rzeczywisty, odwrócony, pomniejszony (na siatkówce) | Akomodacja: zmiana krzywizny soczewki przez mięsień rzęskowy. W dali ($x \to \infty$) soczewka płaska (odpoczynek); z bliska soczewka wypukła. |
| Krótkowzroczność (miopia) | $Z_{\text{ok}} = \frac{1}{-r_{\text{dali}}} < 0$ | Ognisko w dali leży PRZED siatkówką | Gałka oczna za długa. Korekcja: soczewka rozpraszająca („minus”, $Z < 0$) rozsuwa promienie na siatkówkę. |
| Dalekowzroczność (hipermetropia) | $Z_{\text{ok}} = \frac{1}{d} - \frac{1}{y_{\text{bl}}} > 0$ | Ognisko z bliska leży ZA siatkówką | Gałka oczna za krótka. Korekcja: soczewka skupiająca („plus”, $Z > 0$) dodaje brakującą moc skupiającą. |
| Lupa | $\gamma = \frac{d}{f} = \frac{0{,}25\text{ m}}{f}$ | Pozorny, prosty, powiększony | Przedmiot leży między ogniskiem a soczewką ($x < f$). Zwiększa kąt widzenia $\alpha \to \beta$. |
| Mikroskop optyczny | $p = p_{\text{ob}} \cdot p_{\text{ok}}$ | Pozorny, odwrócony, bardzo powiększony | Układ 2 soczewek: krótkoogniskowy obiektyw tworzy obraz pośredni rzeczywisty, powiększony i odwrócony; okular działa jak lupa. |
| Luneta Keplera (teleskop) | $\gamma = \frac{F_{\text{ob}}}{f_{\text{ok}}}$ | Pozorny, odwrócony, powiększony kątowo | Długoogniskowy obiektyw skupia promienie gwiazd w ognisku; krótkoogniskowy okular rozszerza kąt wyjścia $\beta$. |
| Dyspersja w pryzmacie | $n(\lambda) = \frac{c}{v(\lambda)}$ | Widmo ciągłe: Czerwony → Fioletowy | Światło czerwone ma największą prędkość w szkle i załamuje się najsłabiej; fioletowe najmniejszą i załamuje się najsilniej. |
| Tęcza na niebie | Kąt czerwieni: $\approx 42^\circ$ Kąt fioletu: $\approx 40^\circ$ |
Czerwień na zewnątrz (na górze łuku) | Załamanie z dyspersją na wejściu do kropli deszczu → wewnętrzne odbicie → ponowne załamanie na wyjściu ku oku obserwatora. |
| Barwy ciał i filtry | Światło odbite = Światło padające − Światło pochłonięte | Barwa zależy od widma światła padającego | Ciało odbija tylko wybrane barwy, a resztę pochłania. Np. czerwone jabłko w zielonym świetle jest czarne. |
Wada wzroku to krótkowzroczność (miopia) . Gałka oczna pacjenta jest zbyt długa lub jego soczewka skupia zbyt mocno, w wyniku czego równoległe promienie z daleka skupiają się PRZED siatkówką .
Gdy zanurkujesz w jeziorze lub basenie i otworzysz oczy bez maski pływackiej, wszystkie podwodne obiekty są skrajnie niewyraźne i zamglone. Jednak gdy tylko założysz maskę lub gogle, ostrość widzenia natychmiast wraca do normy.
| Zagadnienie / Przyrząd | Kluczowy wzór | Cechy obrazu | Zasada fizyczna / Działanie |
|---|---|---|---|
| Oko ludzkie | $Z_{\text{oka}} \approx +60\text{ D}$ $d = 25\text{ cm}$ |
Rzeczywisty, odwrócony, pomniejszony (na siatkówce) | Akomodacja: zmiana krzywizny soczewki przez mięsień rzęskowy. W dali ($x \to \infty$) soczewka płaska (odpoczynek); z bliska soczewka wypukła. |
| Krótkowzroczność (miopia) | $Z_{\text{ok}} = \frac{1}{-r_{\text{dali}}} < 0$ | Ognisko w dali leży PRZED siatkówką | Gałka oczna za długa. Korekcja: soczewka rozpraszająca („minus”, $Z < 0$) rozsuwa promienie na siatkówkę. |
| Dalekowzroczność (hipermetropia) | $Z_{\text{ok}} = \frac{1}{d} - \frac{1}{y_{\text{bl}}} > 0$ | Ognisko z bliska leży ZA siatkówką | Gałka oczna za krótka. Korekcja: soczewka skupiająca („plus”, $Z > 0$) dodaje brakującą moc skupiającą. |
| Lupa | $\gamma = \frac{d}{f} = \frac{0{,}25\text{ m}}{f}$ | Pozorny, prosty, powiększony | Przedmiot leży między ogniskiem a soczewką ($x < f$). Zwiększa kąt widzenia $\alpha \to \beta$. |
| Mikroskop optyczny | $p = p_{\text{ob}} \cdot p_{\text{ok}}$ | Pozorny, odwrócony, bardzo powiększony | Układ 2 soczewek: krótkoogniskowy obiektyw tworzy obraz pośredni rzeczywisty, powiększony i odwrócony; okular działa jak lupa. |
| Luneta Keplera (teleskop) | $\gamma = \frac{F_{\text{ob}}}{f_{\text{ok}}}$ | Pozorny, odwrócony, powiększony kątowo | Długoogniskowy obiektyw skupia promienie gwiazd w ognisku; krótkoogniskowy okular rozszerza kąt wyjścia $\beta$. |
| Dyspersja w pryzmacie | $n(\lambda) = \frac{c}{v(\lambda)}$ | Widmo ciągłe: Czerwony → Fioletowy | Światło czerwone ma największą prędkość w szkle i załamuje się najsłabiej; fioletowe najmniejszą i załamuje się najsilniej. |
| Tęcza na niebie | Kąt czerwieni: $\approx 42^\circ$ Kąt fioletu: $\approx 40^\circ$ |
Czerwień na zewnątrz (na górze łuku) | Załamanie z dyspersją na wejściu do kropli deszczu → wewnętrzne odbicie → ponowne załamanie na wyjściu ku oku obserwatora. |
| Barwy ciał i filtry | Światło odbite = Światło padające − Światło pochłonięte | Barwa zależy od widma światła padającego | Ciało odbija tylko wybrane barwy, a resztę pochłania. Np. czerwone jabłko w zielonym świetle jest czarne. |
Wada wzroku to krótkowzroczność (miopia) . Gałka oczna pacjenta jest zbyt długa lub jego soczewka skupia zbyt mocno, w wyniku czego równoległe promienie z daleka skupiają się PRZED siatkówką .
Gdy zanurkujesz w jeziorze lub basenie i otworzysz oczy bez maski pływackiej, wszystkie podwodne obiekty są skrajnie niewyraźne i zamglone. Jednak gdy tylko założysz maskę lub gogle, ostrość widzenia natychmiast wraca do normy.