Optika je znanost, ki preučuje zakonitosti in lastnosti svetlobe, njeno lom in absorpcijo ter očesne medije v tem razmerju. Omenimo jo lahko tudi kot poklicno prakso priprave receptov za oftalmološke leče, izdajanja očal, izdelave in namestitve kontaktnih leč. Nanaša se tudi na aparat, sestavljen iz leč in ogledal, ki se uporablja za ogled povečanih odtisov in risb. Lahko ga definiramo tudi kot stališče pri obravnavi vprašanja ali česa drugega. Poznavanje zakonov optike nam omogoča razumeti, kako nastajajo slike.
Kaj je optika
Kazalo
Znanost, ki pripada fiziki, preučuje zakone, vedenje, sestavo in izražanje svetlobe. Ta beseda izhaja iz latinščine, kar pomeni "povezano z vizijo". Na splošno se preučujejo vidna svetloba, infrardeče in ultravijolično sevanje, saj gre za vrsto elektromagnetnega sevanja.
Ker preučuje svetlobo, njeno zajemanje, interpretacijo in njene različne pojave, mnogi drugi uporabljajo to znanost. Zahvaljujoč njej bi lahko razvili naprave, kot so leče, s katerimi so izumili naprave za znanstvene namene, kot so mikroskopi, teleskopi, optični sistemi, ogledala, s čimer so favorizirali področja medicine, tehnike, astronomije, biologije in fotografije..
Tudi ko govorimo o tem, kaj je optika, se izraz nanaša na strokovno prakso korekcije človeškega vida, ki vključuje oftalmologijo in optometrijo, tako da po različnih študijah človeškega vida lahko ponudi izboljšanje istega z optičnimi oddajnimi napravami, imenovanimi leče, in s tem pomanjkljivosti v načinu zaznavanja svetlobe v očeh dopolni in izboljša s potrebnimi prilagoditvami.
Gre za optično fotografijo, saj je kamera naprava, ki zajema in obdeluje svetlobo skozi kompleksen sistem elementov, ki delujejo kot človeško oko, telo za zaznavanje svetlobe in barve, da končno razlaga možgani. Kamere bi proizvajale tako, kar bi se v človeških možganih odražalo vsakič, ko se nekaj vidi skozi oči.
Izraz se običajno nanaša tudi na stališče ali mnenje o nekem vidiku ali situaciji. Imenuje se "optika", ker bo to stališče v skladu z "vizijo" ali z "očesom, ki jo gleda".
Optika in človeški vid
Optika, katere predmet proučevanja je svetloba, je povezana s človeškim vidom. Oko je popoln fotoreceptorski organ, saj njegova kompleksnost omogoča, da svetloba prehaja skozi njih, prilagaja njegovo zajemanje in daje obliko, barvo, odtenke, globino in teksture predmetom, krajem ali ljudem pred seboj..
Ta zapleten sistem ni sestavljen samo iz očesa, temveč vključuje tudi možgane, ki so zadolženi za obdelavo slik, ki jih zajame vidni organ.
Oko je v glavnem sestavljeno iz:
- Roženica:
Je del, ki je v stiku z zunanjostjo, njegova prozorna sestava pa pokriva lečo in šarenico.
- Iris:
Je mišica razširitvena, ki poveča in zmanjša velikost zenice. V njem je opredeljena barva oči.
- Učenec:
Luknja v središču šarenice uravnava prehod svetlobe.
- Kristalno:
Nahaja se za šarenico in je "leča" in izvaja žarišče vida. Njegova ukrivljenost in debelina se spreminjata, ko se izostriš glede na oddaljenost od tega, kar opazuješ.
- Vodni humor:
Je tekočina, ki je med lečo in roženico in napaja oba dela, kar omogoča, da je očesni tlak konstanten.
- Sclera:
To je tisto, kar pokriva in ščiti zrklo, kar mu daje belo barvo. Sprednji del je pritrjen na roženico, zadnji del pa na vidni živec.
- Veznice:
To je membrana, ki pokriva beločnico in omogoča razkuževanje in mazanje očesa.
- Žilnice:
To je del, v katerem so krvne žile in vezivno tkivo, ki ohranja oko s kisikom, negovano in s stalno temperaturo.
- Steklasten humor:
Je tekočina, podobna želeju, ki je prisotna v celotnem očesnem jabolku in mu daje čvrstost, blaži udarce, fiksira mrežnico in vzdržuje očesni tlak.
- Mrežnica:
Je najpomembnejša struktura, saj je sam sprejemni organ vida. V njem je prisotnost palic ali palic (svetlobno občutljiva fotoreceptorska celica in ne zaznava barv) in storžkov (fotoreceptorske celice, odgovorne za zaznavanje barve).
- Optični živec:
Je eden izmed dvanajstih lobanjskih živcev in je skupek vlaken, ki prenašajo v cerebralni optični hiasm (kjer se sekajo vlakni obeh očes), kjer se zajeti vidni podatki v obliki električnih signalov pošljejo v možgane.
Optika fotografije
Na področju fotografije je eno od področij, ki mu je koristilo tisto, kar preučuje optika, saj je osnovni koncept par excellence.
Fotografska kamera je naprava, ki omogoča zajemanje slik prek komponent, ki so v telesu fotoaparata. Ta izum je nastal z posnemanjem organskega vida (oko) in trajno dosegel edinstven in neponovljiv trenutek.
V primerjavi z očmi ima kamera podobne elemente in njena funkcionalnost je enaka. Če želite posneti dobro fotografijo, morate poznati nekaj osnovnih konceptov, ki jih morate upoštevati:
- Hitrost zaslonke
To je hitrost, s katero kamera pusti svetlobo vstopiti v senzor. To stori skozi zaklop (sprožilec), ki bo reguliral čas, ko bo ostal odprt. Ta postopek je znan kot izpostavljenost.
- Globinska ostrina
To je kontrast med temi področji je treba fotografirati, da so ostri v primerjavi s tistimi, ki niso dobro usmerjena. Tu je upravljana žariščna točka, ki bo imela točko ostrine, ko bo lahko imela razdaljo pred in za seboj, ki bo videti izostren.
- Občutljivost ISO
Je pomemben element v trikotniku osvetlitve (od tega tudi del hitrosti zaklopa in odpiranje diafragme). To določa količino svetlobe, ki jo fotoaparat potrebuje za fotografiranje.
- Ravnovesje beline
Ta postopek preprečuje barvne ravni na fotografijah. To dosežemo s pravilno nastavitvijo treh osnovnih barv na svetlobi (rdeča, zelena in modra).
Če poznamo te vidike, bo mogoče fotoaparat izbrati pravilneje glede na namen, za katerega je nabavljen. Njeni najpomembnejši deli so:
Kaj je klasična optika
To je tista, ki jo sestavljata fizična optika in geometrijska optika, kjer oba opisujeta svetlobo kot različna pojava, saj ena ugotavlja, da je valovita, druga pa impulz, ki potuje v ravni črti. Da bi razumeli, kaj je klasična optika, je treba poznati oba modela:
Geometrijska optika
Geometrijska optika pojasnjuje, da ima svetloba konstantno hitrost in se širi kot žarki, ki potujejo v ravni črti, ki se bodo odklonili, ko bo dosežena s površino ali bodo odsevni, zato jo urejajo zakoni odboja in loma svetlobe, brez upoštevanja drugih pojavov.
Ta model omogoča pridobivanje formul ogledal in leč z geometrijo ter preučevanje pojavov, kot so mavrica, prizme in širjenje svetlobe.
Fizična optika
V fizični optiki je širjenje svetlobe val, ki ima značilnosti elektromagnetnega valovanja. Pri tem upoštevajte pojave, kot so interferenca, difrakcija, odbojnost in prepustnost.
Ta vrsta optike se uporablja za napovedovanje obnašanja optičnega sistema, ne da bi vedeli, v katerem mediju se valovi vznemirjajo. Štejejo jih za elektromagnetne valove, ker tudi potujejo s svojo hitrostjo, zato jih trenutno veljajo za takšne, z izjemo kvantnega modela (svetloba je delček in je val), s katerim se ve o tem, kaj je klasična optika.
Elementi optike
Na tem področju je več elementov, ki jih je treba poznati, da določimo, kaj je optično. In sicer naslednje:
- Elektromagnetni valovi
So tisti valovi, ki za svoje širjenje ne potrebujejo nobenih fizičnih sredstev.
- Pogostost
To je število ponovitev vala v sekundi. Frekvenca teh valov bo določila barvo, saj vsaka vibrira do druge.
- Žarki in žarki svetlobe
Svetlobni žarki prihajajo iz geometrijskega modela, v katerem bi bili namišljena črta njihove poti. Svetlobni žarki so skupek žarkov ali delcev (kvantna metoda) istega izvora, ki se širijo, ne da bi bili razpršeni.
- Valovna dolžina in barva
To je razdalja, ki jo je prevozila svetloba, ko je ustvarila popolne vibracije. Glede na valovno dolžino se merijo barve.
- Spekter
Je pomemben koncept znotraj elementov optike, saj je skupek vseh vibracijskih frekvenc elektromagnetnih valov, v tem primeru svetlobe.
- Odsev
Obstajata dve vrsti: zrcalna slika in razpršeni odsev. Prva opisuje svetlost ogledal, katerih odsev je preprost in predvidljiv, kar omogoča odsevne slike, ki so blizu resničnosti. Drugi se nanaša na tistega, ki nastane na nesvetlečih površinah, katerega odsev je mogoče opisati le statistično.
- Razpršenost
Takrat imajo različne svetlobne frekvence različne hitrosti, saj je svetloba kombinacija vseh barv (frekvenc). Primer v naravi je mavrica.
Kaj so optične iluzije
Videti je napačno dojemanje značilnosti predmeta, sklopa, osebe ali katere koli podobe, torej da so daleč od objektivne resničnosti. Da bi vedeli, kaj so optične iluzije, je treba upoštevati, da imajo v tem procesu pomembno vlogo psihološki in fiziološki dejavniki.
Psihološko, ker v teh primerih možgani napačno interpretirajo zajete vizualne informacije, in fiziološke, ker je odvisno od tega, ali se predmet intenzivno gleda, kar vpliva na receptorje mrežnice.
Kaj je optična vlakna
Gre za prozorno super fino žico iz plastike ali stekla, skozi katero se pošiljajo svetlobni impulzi. Je prenosni medij, ki se običajno uporablja v podatkovnih omrežjih. Njegova debelina je podobna debelini človeških las. Ti svetlobni impulzi prenašajo velike količine informacij, televizijskega signala, interneta, telefonske komunikacije itd.
Značilnosti optičnih vlaken
- Električna energija za njegovo uporabo ni potrebna.
- Je sestavljen iz jedra, plašč, zategovalniki, obloge in jakno.
- Njegovo jedro je plastika ali germanij in silicijev oksid.
- V njegovem jedru je večja lomljivost kot v njeni prevleki.
- Uporablja se na področju telekomunikacij.
- Njegova prenosna hitrost presega hitrost običajnih kablov.
- So imuni na elektromagnetne motnje.
- Uporabljajo se z LAN, da lahko prenašajo velike razdalje.
- Njegova debelina je 0,1 milimetra debela in prozorna.
- Sestavljen je iz vira svetlobe (LED ali laser); oddajni medij (optična vlakna); in detektor svetlobe (fotodioda).
Aplikacije za optična vlakna
Optična vlakna se lahko uporabljajo kot običajne žice, tako v okoljih sistemov za obdelavo podatkov v avtonomnih okoljih. Na primer v letalih, v geografskih omrežjih ali sistemih dolgih mestnih linij, ki jih podpirajo telefonska podjetja.
