אופטיקה היא המדע החוקר את חוקי ותכונות האור, את השבירה והקליטה שלו ואת המדיה של העין במערכת יחסים זו. ניתן לציין זאת גם כפרקטיקה המקצועית של הכנת מרשמים לעדשות עיניים, חלוקת משקפיים, הכנת והתאמת עדשות מגע. הכוונה היא גם למנגנון המורכב מעדשות ומראות, המשמש לצפייה בהדפסים ורישומים מוגדלים. ניתן להגדיר זאת גם כנקודת מבט כאשר שוקלים נושא או משהו אחר. הכרת חוקי האופטיקה מאפשרת לנו להבין כיצד נוצרות תמונות.
מהי אופטיקה
תוכן עניינים
המדע השייך לפיזיקה הוא החוקר את החוקים, ההתנהגות, ההרכב וביטויי האור. מילה זו באה מלטינית, שפירושה "קשור לחזון". אור גלוי, קרינת אינפרא אדום ואולטרה סגול נלמדים בדרך כלל, מכיוון שמדובר בסוג של קרינה אלקטרומגנטית.
מכיוון שהוא לומד את האור, לכידתו, הפרשנות שלו ותופעותיו השונות, רבים אחרים משתמשים במדע זה. הודות לכך ניתן היה לפתח מכשירים כמו עדשות, ששימשו להמצאת מכשירים למטרות מדעיות כמו מיקרוסקופים, טלסקופים, מערכות סיבים אופטיים, מראות, ובכך העדיפו את תחומי הרפואה, ההנדסה, האסטרונומיה, הביולוגיה והצילום..
גם כאשר מדברים על אופטיקה מהי, המונח מתייחס לפרקטיקה המקצועית של החלת תיקון לראיית האדם, הכוללת אופטלמטולוגיה ואופטומטריה, כך שלאחר מחקרים שונים של ראיית האדם, יכול להציע שיפור של אותו באמצעות מכשירים משדרים אופטיים הנקראים עדשות, וכך משלימים ומשופרים את הליקויים בדרך של תפיסת האור בעיניים, עם ההתאמות הנדרשות.
כרוך צילום אופטי, מאז המצלמה היא מכשיר רשום ומעבדת את האור באמצעות מערכת מורכבת של גורמים עובדים כמו העין האנושית, גוף לאור התחושה וצבע, ולבסוף לפרש את מוֹחַ. המצלמות היו מייצרות כך, מה שבמוח האנושי ישתקף בכל פעם שמשהו נראה דרך העיניים.
המונח מכונה בדרך כלל גם לנקודת מבט או דעה על היבט או מצב כלשהו. זה נקרא "אופטיקה", מכיוון שנקודת מבט זו תהיה בהתאם ל"חזון "או עם" העין שמסתכלת עליו ".
אופטיקה וראייה אנושית
אופטיקה שמטרת המחקר שלה היא אור, קשורה בראייה אנושית. העין היא איבר הקולטן המושלם, מכיוון שמורכבותה מאפשרת לאור לעבור דרכם, תוך התאמת לכידתה ומעניקה צורה, צבע, גוונים, עומק ומרקמים לאובייקטים, למקומות או לאנשים שמולה. ה.
מערכת מורכבת זו אינה מורכבת רק מהעין, אלא היא כוללת גם את המוח, האחראי על עיבוד התמונות שצולמו על ידי איבר הראייה האמור.
העין מורכבת בעיקר מ:
- הקרנית:
זה החלק שנמצא במגע עם החוץ והרכבו השקוף מכסה את העדשה ואת הקשתית.
- קַשׁתִית:
זהו שריר מרחיב המגדיל ומקטין את גודל האישון. בו מוגדר צבע העיניים.
- תלמיד:
זה החור שבמרכז הקשתית המווסת את מעבר האור.
- גְבִישִׁי:
הוא ממוקם מאחורי הקשתית ומהווה את "העדשה" ומבצע את מוקד הראייה. העקמומיות והעובי שלה ישתנו ככל שתתמקד בהתאם למרחק ממה שאתה צופה.
- הומור מימי:
זהו נוזל שנמצא בין העדשה לקרנית, ומאכיל את שני החלקים ומאפשר ללחץ העין להיות קבוע.
- סקלרה:
זה מה שמכסה ומגן על גלגל העין, מה שמעניק לו את צבעו הלבן. החלק הקדמי מחובר לקרנית, והחלק האחורי לעצב הראייה.
- לַחמִית:
זהו קרום המכסה את הסקלרה ומאפשר חיטוי ושימון העין.
- דָמִית הָעַיִן:
זהו החלק בו נמצאים כלי הדם ורקמת החיבור, השומר על העין מחומצן, מוזן ובטמפרטורה קבועה.
- הומור זגוגי:
זהו נוזל דמוי ג'לי שנמצא בכל גלגל העין, מעניק לו מוצקות, כדי להשפיע על כרית, לתקן את הרשתית ולשמור על לחץ תוך עיני.
- רִשׁתִית:
זהו המבנה החשוב ביותר, מכיוון שהוא האיבר הקולט של הראייה עצמו. בה נוכחות של מוטות או מוטות (תא קולטן צילום רגיש לאור ואינו תופס צבעים) וקונוסים (תאי קולטן צילום האחראים לתפיסת צבע).
- עצב אופטי:
זהו אחד משנים-עשר העצבים הגולגולתיים, והוא מערך סיבים המועבר לכיווץ הראייה האופטי (שם סיבי שתי העיניים מצטלבים), שם המידע הוויזואלי שנלכד נשלח למוח בצורה של אותות חשמליים.
האופטיקה של הצילום
בתחום הצילום זהו אחד התחומים שנהנו ממה שלומד אופטיקה, שכן זהו המושג הבסיסי פר אקסלנס.
מצלמת הצילום היא מכשיר המאפשר לכידת תמונות באמצעות רכיביה הקיימים בגוף המצלמה. המצאה זו נוצרה על ידי חיקוי חזון אורגני (העין), השגת רגע ייחודי ובלתי חוזר לצמיתות.
בהשוואה לעין, למצלמה יש אלמנטים דומים והפונקציונליות שלה זהה. על מנת לצלם תצלום טוב, עליך לדעת כמה מושגים בסיסיים שיש לקחת בחשבון:
- מהירות תריס
זה המהירות שבה המצלמה מאפשרת לאור להיכנס לחיישן שלה. זה עושה זאת באמצעות התריס (ההדק), שיסדיר את הזמן שיישאר פתוח. תהליך זה מכונה חשיפה.
- עומק השדה
זהו הניגוד בין תחומים אלה להצטלם כי מושווים חדה לאלו שאינם ממוקדים היטב. כאן מטפלים במוקד, שהוא זה שתהיה לו נקודת החדות, להיות מסוגל להתרחק לפניו ומאחוריו, להופיע מחוץ למיקוד.
- רגישות ל- ISO
האם הוא אלמנט חשוב במשולש החשיפה (ממנו מהווים גם מהירות תריס חלקה ופתיחת הסרעפת). זה מגדיר את כמות האור שהמצלמה דורשת כדי לצלם תמונה.
- איזון לבן
תהליך זה הוא המקום בו נוגדות רמות צבע בתמונות. היא מושגת באמצעות התאמה נכונה של שלושת הצבעים הבסיסיים באור (אדום, ירוק וכחול).
מתוך הכרת היבטים אלה, ניתן יהיה לבחור מצלמה בצורה נכונה יותר על פי המטרה שלשמה היא נרכשת. החלקים החשובים ביותר בו הם:
מהי אופטיקה קלאסית
זה המורכב מאופטיקה פיזיקלית ואופטיקה גיאומטרית, כאשר שניהם מתארים את האור כתופעות שונות, מכיוון שהאחד קובע שהוא מבטל, ואילו השני הוא דחף שעובר בקו ישר. כדי להבין מהי אופטיקה קלאסית, יש להכיר את שני הדגמים:
אופטיקה גיאומטרית
אופטיקה גיאומטרית מסבירה כי לאור מהירות קבועה ומתפשט כקרניים הנעות בקו ישר, אשר יוסטו כאשר יושגו עם משטח או יוחזרו, ולכן הוא נשלט על ידי חוקי ההשתקפות והשבירה של אור, מבלי לקחת בחשבון תופעות אחרות.
מודל זה מאפשר קבלת נוסחאות המראות והעדשות באמצעות גאומטריה, ומחקר של תופעות כמו קשת, מנסרות והתפשטות האור.
אופטיקה פיזיקלית
באופטיקה פיזיקלית התפשטות האור היא גל, שיש לו מאפיינים של גל אלקטרומגנטי. מכאן, קחו בחשבון תופעות כמו הפרעות, עקיפה, רפלקטיביות והעברה.
סוג זה של אופטיקה משמש כדי לחזות כיצד תתנהג מערכת אופטית מבלי לדעת באיזה מדיום מתסיסים את הגלים. הם נחשבים לגלים אלקטרומגנטיים מכיוון שהם גם נעים במהירות שלהם ולכן הם נחשבים ככה כרגע, למעט המודל הקוונטי (האור הוא חלקיק וזה גל), שישלים את הידע לגבי מה זה. אופטיקה קלאסית.
אלמנטים של אופטיקה
ישנם כמה אלמנטים בתחום זה שיש לדעת שהם מגדירים מה אופטי. כלומר, הדברים הבאים:
- גלים אלקטרומגנטיים
הם אותם גלים שאינם דורשים שום אמצעי פיזי להפצתם.
- תדירות
זהו מספר הפעמים בשנייה שהגל חוזר על עצמו. תדירות הגלים הללו תקבע צבע מכיוון שכל אחד מהם רוטט לזה אחר.
- קרניים וקרני אור
קרני האור מגיעות מהמודל הגיאומטרי בו הן יהיו הקו הדמיוני של דרכן. קרני האור הן מכלול הקרניים או החלקיקים (שיטת הקוונטים) מאותו מקור שמופץ ללא פיזור.
- אורך גל וצבע
זה המרחק שהאור עבר בזמן שהוא עושה רטט מוחלט. על פי אורך הגל, הצבעים נמדדים.
- הספקטרום
זהו מושג חשוב באלמנטים של אופטיקה, שכן הוא מערך כל התדרים הרוטטים של גלים אלקטרומגנטיים, במקרה זה, של אור.
- הִשׁתַקְפוּת
ישנם שני סוגים: תמונת מראה והשתקפות מפוזרת. הראשון מתאר את הבהירות במראות, שההשתקפות שלהן היא פשוטה וצפויה, המאפשרת תמונות מוחזרות הקרובות למציאות. השנייה מתייחסת לזו שנוצרת על משטחים שאינם מבריקים, ואת השתקפותה ניתן לתאר רק סטטיסטית.
- פְּזִירָה
זה כאשר לתדרים שונים של אור יש מהירויות שונות, מכיוון שהאור הוא השילוב של כל הצבעים (התדרים). דוגמא בטבע היא הקשת.
מהן אשליות אופטיות
זו התפיסה השגויה לגבי מאפייני אובייקט, מערך, אדם או כל תמונה הנראית, כלומר שהם רחוקים מהמציאות האובייקטיבית. כדי לדעת מהן אשליות אופטיות, יש לקחת בחשבון שבתהליך זה, גורמים פסיכולוגיים ופיזיולוגיים ממלאים תפקיד חשוב.
הפסיכולוגי, מכיוון שבמקרים אלה המוח מפרש באופן שגוי את המידע הוויזואלי שנלכד, ואת הפיזיולוגי, מכיוון שהוא יהיה תלוי בשאלה האם האובייקט נצפה בעוצמה, מה שמשפיע על קולטני הרשתית.
מהי סיבים אופטיים
זהו חוט דק במיוחד שקוף, עשוי פלסטיק או זכוכית, דרכו נשלחים פעימות אור. זהו אמצעי העברה המשמש בדרך כלל ברשתות נתונים. עוביו דומה לזה של שיער אדם. פעימות אור אלה מעבירות כמויות גדולות של מידע, אות טלוויזיה, אינטרנט, תקשורת טלפונית וכו '.
מאפייני סיבים אופטיים
- חשמל אין צורך עבור שלה השימוש.
- הוא מורכב מליבה, מעטפת, מתחים, חיפוי ומעיל.
- הליבה שלה היא פלסטיק או גרמניום ותחמוצת סיליקון.
- בליבה יש שבירה גדולה יותר מכיסויו.
- משתמשים בו באזור הטלקומוניקציה.
- מהירות השידור שלו עולה על כבלים רגילים.
- הם חסינים מפני הפרעות אלקטרומגנטיות.
- הם משמשים עם LAN כדי להיות מסוגלים להעביר טווח ארוך.
- עוביו 0.1 מילימטרים ועובי ושקוף.
- הוא מורכב ממקור אור (LED או לייזר); מדיום משדר (סיבים אופטיים); וגלאי האור (פוטודיודה).
יישומי סיבים אופטיים
ניתן להשתמש בסיבים אופטיים כחוטים קונבנציונליים, הן בסביבות מערכות עיבוד נתונים בסביבות אוטונומיות. למשל, במטוסים, ברשתות גאוגרפיות או במערכות של קווים עירוניים ארוכים הנתמכים על ידי חברות טלפון.
