Optika ir zinātne, kas pēta gaismas likumus un īpašības, tās refrakciju un absorbciju, kā arī acs medijus šajās attiecībās. To var atzīmēt arī kā oftalmoloģisko lēcu recepšu sagatavošanas, brilles izsniegšanas, kontaktlēcu izgatavošanas un uzstādīšanas profesionālo praksi. Tas attiecas arī uz aparātu, kas sastāv no lēcām un spoguļiem un ko izmanto, lai apskatītu palielinātas izdrukas un zīmējumus. To var definēt arī kā viedokli, apsverot jautājumu vai kaut ko citu. Zinot optikas likumus, mēs varam saprast, kā veidojas attēli.
Kas ir optika
Satura rādītājs
Fizikai piederošā zinātne pēta gaismas likumus, uzvedību, sastāvu un izpausmes. Šis vārds nāk no latīņu valodas, kas nozīmē "saistīts ar redzi". Parasti tiek pētīta redzamā gaisma, infrasarkanais un ultravioletais starojums, jo tas ir elektromagnētiskā starojuma veids.
Tā kā tā pēta gaismu, tās uztveršanu, interpretāciju un dažādas parādības, daudzi citi izmanto šo zinātni. Pateicoties tam, varēja izstrādāt tādas ierīces kā lēcas, kuras tika izmantotas tādu zinātnisku mērķu ierīču izgudrošanai kā mikroskopi, teleskopi, optisko šķiedru sistēmas, spoguļi, tādējādi dodot priekšroku medicīnas, inženierzinātņu, astronomijas, bioloģijas un fotogrāfijas jomām..
Arī runājot par to, kas ir optika, šis termins attiecas uz profesionālo praksi korekcijas piemērošanā cilvēka redzei, kas ietver oftalmoloģiju un optometriju, lai pēc dažādiem cilvēka redzes pētījumiem var piedāvāt to uzlabot, izmantojot optiskās pārraides ierīces, ko sauc par lēcām, un tādējādi trūkumi, kā uztvert gaismu acīs, tiek papildināti un uzlaboti ar nepieciešamajiem pielāgojumiem.
Tas ietver optisko fotografēšanu, jo kamera ir ierīce, kas reģistrē un apstrādā gaismu, izmantojot sarežģītu elementu sistēmu, kas darbojas kā cilvēka acs, ķermenis, lai sajustu gaismu un krāsu, lai beidzot interpretētu smadzenes. Kameras ražotu šādi, kas cilvēka smadzenēs tiktu atspoguļots katru reizi, kad kaut kas tiek redzēts caur acīm.
Šis termins parasti tiek attiecināts arī uz viedokli vai viedokli par kādu aspektu vai situāciju. To sauc par "optiku", jo šis viedoklis būs saskaņā ar "redzējumu" vai ar "aci, kas to skatās".
Optika un cilvēka redze
Optika, kuras izpētes objekts ir gaisma, ir saistīta ar cilvēka redzi. Acs ir ideāls fotoreceptora orgāns, jo tā sarežģītība ļauj gaismai iziet cauri tiem, pielāgojot uztveršanu un piešķirot formu, krāsu, nokrāsas, dziļumu un faktūras objektiem, vietām vai cilvēkiem, kas atrodas tās priekšā..
Šo sarežģīto sistēmu veido ne tikai acs, bet arī smadzenes, kas ir atbildīgas par minētā redzes orgāna uzņemto attēlu apstrādi.
Acs galvenokārt sastāv no:
- Radzene:
Tā ir tā daļa, kas ir saskarē ar ārpusi, un tās caurspīdīgais sastāvs aptver lēcu un varavīksneni.
- Īrisa:
Tas ir dilatācijas muskulis, kas palielina un samazina skolēna izmēru. Tajā ir definēta acu krāsa.
- Skolēns:
Ir caurums varavīksnenes centrā, kas regulē gaismas pāreju.
- Kristālisks:
Tas atrodas aiz varavīksnenes un ir "lēca" un veic redzes fokusus. Tās izliekums un biezums mainīsies, tuvinoties atbilstoši attālumam no novērotā.
- Ūdens humors:
Tas ir šķidrums, kas atrodas starp lēcu un radzeni, barojot abas daļas, ļaujot acu spiedienam būt nemainīgam.
- Sclera:
Tas ir tas, kas aizsedz un aizsargā acs ābolu, kas piešķir tai baltu krāsu. Priekšējā daļa ir piestiprināta pie radzenes, bet aizmugurējā - pie redzes nerva.
- Konjunktīva:
Tā ir membrāna, kas pārklāj skleru, ļaujot dezinficēt un ieeļļot aci.
- Koroidāls:
Tā ir daļa, kurā atrodas asinsvadi un saistaudi, kas uztur acu skābekli, baro un nemainīgu temperatūru.
- Stikla humors:
Tas ir želatīns, kas atrodas visā acs ābolā, piešķirot tam stingrību, lai mazinātu triecienus, nostiprinātu tīkleni un uzturētu acs iekšējo spiedienu.
- Tīklene:
Tā ir vissvarīgākā struktūra, jo tā ir pati redzes uztverošā iestāde. Tajā atrodas stieņi vai stieņi (gaismas jutīga foto receptoru šūna un neuztver krāsas) un konusi (foto receptoru šūnas, kas atbildīgas par krāsas uztveri).
- Redzes nervs:
Tas ir viens no divpadsmit galvaskausa nerviem, un tas ir šķiedru kopums, kas pārnes smadzeņu optisko chiasm (kur krustojas abu acu šķiedras), kur notverto vizuālo informāciju smadzenēs nosūta elektrisko signālu veidā.
Fotogrāfijas optika
Fotogrāfijas jomā tā ir viena no jomām, kas guvusi labumu no tā, ko studē optika, jo tā ir galvenā koncepcija par excellence.
Fotokamera ir ierīce, kas ļauj tvert attēlus, izmantojot kameras korpusā esošos komponentus. Šis izgudrojums tika izveidots, atdarinot organisko redzi (aci), pastāvīgi sasniedzot unikālu un neatkārtojamu brīdi.
Kamerai, salīdzinot ar aci, ir līdzīgi elementi, un tās funkcionalitāte ir vienāda. Lai uzņemtu labu fotogrāfiju, jums jāzina daži pamatjēdzieni, kas jāņem vērā:
- Slēdža ātrums
Tas ir ātrums, ar kādu kamera ļauj gaismai iekļūt sensorā. Tas tiek darīts caur aizvaru (sprūda), kas regulēs laiku, kad tas paliks atvērts. Šis process ir pazīstams kā iedarbība.
- Lauka dziļums
Tas ir kontrasts starp šīm jomām, iespējams nofotografēt, kas ir asas, salīdzinot ar tiem, kas nav labi fokusēta. Šeit tiek apstrādāts fokusa punkts, kas ir tāds, kuram būs asuma punkts, spējot būt attālumam priekšā un aiz tā, kas parādās ārpus fokusa.
- ISO jutība
Ir svarīgs elements ekspozīcijas trijstūrī (no kura arī ir daļa slēdža ātruma un diafragmas atvēruma). Tas nosaka gaismas daudzumu, kas kamerai nepieciešams, lai uzņemtu attēlu.
- baltā balanss
Šis process ir tas, kur krāsu līmenis fotogrāfijās tiek neitralizēts. Tas tiek panākts, pareizi pielāgojot trīs pamata krāsas gaismā (sarkanā, zaļā un zilā krāsā).
Zinot šos aspektus, būs iespējams pareizi izvēlēties kameru atbilstoši mērķim, kādam tā ir iegūta. Vissvarīgākās tā daļas ir:
Kas ir klasiskā optika
Tas ir tas, kas sastāv no fiziskās optikas un ģeometriskās optikas, kur abi raksturo gaismu kā dažādas parādības, jo viens konstatē, ka tā ir nemodulējoša, bet otra ir impulss, kas virzās taisnā līnijā. Lai saprastu, kas ir klasiskā optika, ir jāzina abi modeļi:
Ģeometriskā optika
Ģeometriskā optika paskaidro, ka gaismai ir nemainīgs ātrums un tā izplatās kā stari, kas pārvietojas taisnā līnijā, un tie tiks novirzīti, kad sasniegti ar virsmu vai tiks atstaroti, tāpēc to regulē gaismas atstarošanas un refrakcijas likumi. gaisma, neņemot vērā citas parādības.
Šis modelis ļauj iegūt spoguļu un lēcu formulas, izmantojot ģeometriju, un pētīt tādas parādības kā varavīksnes, prizmas un gaismas izplatīšanos.
Fiziskā optika
Fiziskajā optikā gaismas izplatīšanās ir vilnis, kam piemīt elektromagnētiskā viļņa īpašības. Tādējādi tas ņem vērā tādas parādības kā traucējumi, difrakcija, atstarojamība un caurlaidība.
Šāda veida optika tiek izmantota, lai prognozētu, kāda būs optiskās sistēmas uzvedība, nezinot, kādā vidē viļņi tiek satraukti. Tie tiek uzskatīti par elektromagnētiskiem viļņiem, jo tie arī pārvietojas ar savu ātrumu, tieši tāpēc tos šobrīd uzskata par tādiem, izņemot kvantu modeli (gaisma ir daļiņa un tas ir vilnis), kas papildinātu zināšanas par to, kas tas ir. klasiskā optika.
Optikas elementi
Šajā laukā ir vairāki elementi, kas jāzina, lai definētu optisko. Proti, šādi:
- Elektromagnētiskie viļņi
Tie ir viļņi, kuru izplatībai nav vajadzīgi nekādi fiziski līdzekļi.
- Biežums
Tas ir reižu skaits sekundē, kad vilnis atkārtojas. Šo viļņu biežums noteiks krāsu, jo katrs no tiem vibrē uz citu.
- Stari un gaismas stari
Gaismas stari nāk no ģeometriskā modeļa, kurā tie būtu iedomāta viņu ceļa līnija. Gaismas stari ir vienas un tās pašas izcelsmes staru vai daļiņu kopums (kvantu metode), kas izplatās bez izkliedes.
- Viļņa garums un krāsa
Tas ir attālums, ka gaisma ir braucis, veicot pilnīgu vibrācijas. Saskaņā ar viļņa garumu tiek mērītas krāsas.
- Rēgs
Tas ir svarīgs jēdziens optikas elementos, jo tas ir visu elektromagnētisko viļņu, šajā gadījumā gaismas, vibrācijas frekvenču kopums.
- Pārdomas
Ir divi veidi: spoguļattēls un izkliedētā atstarošana. Pirmais apraksta spoguļu spilgtumu, kura atspoguļojums ir vienkāršs un paredzams, kas ļauj atstarotajiem attēliem, kas ir tuvu realitātei. Otrais attiecas uz to, kas ģenerēts uz nespīdošām virsmām, kuras atspulgu var aprakstīt tikai statistiski.
- Izkliede
Tas ir tad, kad dažādām gaismas frekvencēm ir atšķirīgs ātrums, jo gaisma ir visu krāsu (frekvenču) kombinācija. Piemērs dabā ir varavīksne.
Kas ir optiskās ilūzijas
Tiek novērota kļūdaina priekšstats par objekta, kopas, personas vai jebkura attēla īpašībām, tas ir, ka tie ir tālu no objektīvās realitātes. Lai zinātu, kas ir optiskās ilūzijas, jāņem vērā, ka šajā procesā svarīga loma ir psiholoģiskajiem un fizioloģiskajiem faktoriem.
Psiholoģisko, jo šajos gadījumos smadzenes nepareizi interpretē uztverto vizuālo informāciju un fizioloģisko, jo tas būs atkarīgs no tā, vai objekts tiek intensīvi apskatīts, kas ietekmē tīklenes receptorus.
Kas ir optiskā šķiedra
Tā ir caurspīdīga super smalka stieple, kas izgatavota no plastmasas vai stikla, caur kuru tiek sūtīti gaismas impulsi. Tas ir pārraides līdzeklis, ko parasti izmanto datu tīklos. Tās biezums ir līdzīgs cilvēka matiem. Šie gaismas impulsi pārraida lielu informācijas daudzumu, televīzijas signālu, internetu, telefona sakarus utt.
Optisko šķiedru raksturojums
- Elektroenerģija nav nepieciešama tās izmantošanai.
- To veido serde, apvalks, spriegotāji, apšuvums un jaka.
- Tās kodols ir plastmasa vai germānijs un silīcija oksīds.
- Tās kodolā ir lielāka refrakcija nekā tā apvalkā.
- To lieto telekomunikāciju jomā.
- Tā pārraides ātrums pārsniedz parasto kabeļu ātrumu.
- Viņiem ir imūna pret elektromagnētiskiem traucējumiem.
- Tie tiek izmantoti kopā ar LAN, lai varētu pārraidīt lielu attālumu.
- Tās biezums ir 0,1 milimetru biezs un caurspīdīgs.
- Tas sastāv no gaismas avota (LED vai lāzera); pārraides vide (optiskā šķiedra); un gaismas detektors (fotodiods).
Optisko šķiedru lietojumi
Optiskās šķiedras var izmantot kā parastos vadus, gan datu apstrādes sistēmu vidēs autonomās vidēs. Piemēram, lidmašīnās, ģeogrāfiskajos tīklos vai garo pilsētu līniju sistēmās, kuras atbalsta telefona kompānijas.
