Optický systém

Plocha, která ovlivňuje chod paprsku (lomem nebo odrazem) při optickém zobrazení, se nazývá optický prvek. Skládáním optických prvků vzniká optický systém (optická soustava).

V optických soustavách se nejčastěji využívá kulových nebo rovinných ploch, a to z důvodu jednodušší výroby. Vzhledem k tomu, že se při konstrukci optických systémů využívají téměř výhradně rovinné a kulové plochy, má pro jejich konstrukci velký význam znalost optického zobrazení při odrazu na rovinné nebo kulové ploše a znalost zobrazení při lomu na kulové ploše, která dále umožňuje konstrukci čoček.

Pod pojmem optický systém si obvykle představujeme nějaký optický přístroj, tedy uměle vytvořené zařízení vytvářející optické zobrazení s požadovanými vlastnostmi. Za optický systém však lze považovat např. oko.

[editovat] Centrovaná soustava

Při vytváření optického systému jsou obvykle jednotlivé kulové plochy umístěny tak, že jejich středy křivosti leží na společné ose. Tato osa se nazývá optická osa. Rovinné plochy jsou k optické ose kolmé. Taková soustava se nazývá centrovaná.

Při výběru souřadné soustavy pro popis optických dějů pak používáme v praxi přijímané konvence

• Optická osa tvoří hlavní osu v předmětovém i obrazovém prostoru.
• Světlo vstupuje do optické soustavy zleva, přičemž tento směr je pokládán za kladný.
• Délky ve směru optické osy měříme od vrcholu V a to kladně ve směru postupu světelného paprsku.
• Příčné rozměry nad optickou osou jsou kladné.
• Úhly měříme vždy od kolmice dopadu nebo od optické osy směrem k paprsku. Úhel měřený proti směru hodinových ručiček je kladný. V technické optice se úhly měří pouze do 90°.

[editovat] Spojná, rozptylná a teleskopická soustava

Je-li výsledná optická mohutnost soustavy kladná, tzn. D > 0, označuje se soustava jako spojná, pokud je záporná, tedy D < 0, hovoří se o soustavě rozptylné. Pokud se obě ohniska nachází v nekonečnu, pak je D = 0, soustava se označuje jako teleskopická (afokální).

Spojná a rozptylná čočka jsou nejjednoduššími příklady spojné a rozptylné optické soustavy.

[editovat] Optické přístroje

Optické přístroje dělíme na dvě skupiny.

[editovat] Přístroje zobrazovací

Zobrazovací přístroje slouží k vytvoření takového obrazu předmětu, který je lépe pozorovatelný než samotný předmět. Obraz vytvořený zobrazovacím přístrojem tedy pozorujeme proto, že nám umožňuje získat více informací o sledovaném předmětu.

Podle toho zda je obraz vytvořený zobrazovacím přístrojem skutečný nebo neskutečný můžeme tyto přístroje rozdělit na objektivní a subjektivní. Mezi objektivní přístroje řadíme fotografické aparáty, přístroje k promítání, zvětšování apod. Do skupiny subjektivních přístrojů patří např. brýle, lupa, mikroskop nebo dalekohled.

[editovat] Přístroje laboratorní

Laboratorní přístroje využívají vlastnosti světla a jeho interakce s prostředím k měřícím účelům.

Laboratorní optické přístroje lze rozdělit do několika podskupin.

[editovat] Refraktometry

Refraktometry jsou optické přístroje, které slouží k měření indexu lomu. Index lomu se měří buď pomocí lomu světla, nebo pomocí interference světla.

[editovat] Spektrální přístroje

Spektrometr s řadou kalibračních roztoků

Spektrální optické přístroje umožňují oddělení světla o určité vlnové délce (tedy určité barvy světla) a následné zkoumání vlastností světla i jeho zdroje. Při zkoumání se využívá lomu, ohybu nebo interference světla. Spektrální přístroje, které jsou vybaveny dalekohledem, a umožňují subjektivní pozorování, se nazývají spektrometry. Přístroje se záznamovým zařízením jsou označovány jako spektrografy. Ke spektrální analýze slouží také různé druhy optických hranolů, či spektroskopů, jejichž konstrukce je podobná spektrometrům.

[editovat] Interferenční přístroje (interferometry)

Interferometry využívají interference světla, a to především k velmi přesnému měření vzdáleností. Přesné interferometry využívají zdrojů koherentního záření, tzv. laseru. Interferometry však slouží také např. ke zjišťování koncentrace metanu v dolech apod.

[editovat] Polarizační přístroje

Polarizační optické přístroje umožňují sledovat materiály v polarizovaném světla, čímž lze získat mnoho informací o vlastnostech dané látky. Ke zkoumání vlastností průhledných látek v polarizovaném světle se používá polarimetr, který umožňuje určit např. koncentraci bílkovin v roztocích apod. Ke zjišťování mechanických napětí na modelech lze použít fotoelasticimetr.

[editovat] Fotometrické přístroje

Fotometrické přístroje slouží ke zjišťování fotometrických veličin, především intenzity světla. Podle hodnot intenzity dopadajícího, odraženého či prošlého světla lze určit některé vlastnosti zkoumané látky.

[editovat] Související články

• Optické zobrazení