10. Koherence 10.1. Časová koherence 10.2. Souvislost časově proměnného signálu se spektrální závislostí 10.3. Interference nemonochromatickeho záření 10.4. Fourierova spektroskopie 10.5. Prostorová koherence 1 1 0.9 /I |\ A ,^—R Ti e13 0.9 /i ľ\ 5.23e13 314 AO)-O.ZO 3.75e14 Aco--3.75« 0.8 / 1.29e15 / 1.29e15 U.o 0.7 / - 0.7 / \ 0.6 / - 0.6 / I \ Š 0.5 / i 2 0.5 - / \ - 0.4 í / l 0.4 - / | \ - 0.3 / \ 0.3 - / \ - 0.2 / \ \ 0.2 - / I \ " 0.1 - / j ! V 0.1 I ! \ n y , y i v ^^— n j i ' V u ( 5 2 4 6 c u 3 -í 5 0 ! ' a>(s-i; x1015 ^) x10"14 Spektrální složení světla i ve tvaru Gaussovy křivky a obálka stupně koherence ■5 -4 -3 -2-1 0 1 x(s) ■5 -4 -3 -2 -1 0 x(s) x(s) Ao)=6.23e1^ 2 3 4 5 -14 x10 Ao)=3.75e1^ 2 3 4 5 -14 x10 Ao)=l.29eig ■5-4-3-2-1012345 x10 -14 Stupeň koherence y(t) pro podmínky jako v předcházejícím obr. hr. \ .--' y .,-'\ y y p ▲ y '--------------------------- T' s2 \ y \ y \y /he D Youngův pokus - bodový zdroj mimo optickou osu e, Si p „ v- " - - " 1 d 1 >" 2 *-'' A6 S2' L s2 ^ W Youngův pokus - dva bodové zdroje vzdálené o délku d Sl P 6' „ - - ' i ' ---"'' ^^\'' S' í'" < ^^'-'' ^^ , A6 s2 Youngův pokus - plošný zdroj světla o -0.5L -20 ■15 -10 ■5 0 khAG/2 10 15 20 A9=.lrad>-=550nm Obálka stupně prostorové koherence a viditelnost V pro plošný zdroj o 1 0.8 0.6 0.4 0.2 -20 A9=.lrad>-=550nm 20 Obálka stupně prostorové koherence a viditelnost zdroje ve tvaru disku i ______,p ^^^^ ▲ S* J\ rl \ Jr „ ~ ~ / yS , h ▼ ▼ x y f h Dvě varianty Michelsonova hvězdářského interferometru 11. Zobrazování 11.1. Matematická formulace 11.2. Vznik obrazu 11.3. Ideální zobrazení 11.4. Přibližné zobrazení 11.5. Aberace paprsků 11.6. Šíření paprsků 11.7. Gaussova aproximace 11.8. Vznik obrazu lámavou plochou 11.9. Vznik obrazu odrazem 11.10. Tenká čočka 11.11. Tlustá čočka 11.12. Maticová metoda v Gaussove optice 11.13. Obecný systém 11.14. Vznik obrazu 11.15. Světelnost optické soustavy 11.16. Aberace čoček 11.17. Optické přístroje 11.18. Holografie 1 \ " -----Q"----- p 1 1 /^^^^ 1 í tf 1 1 1 1 ^^^^^^^^ \ ; P^P^^Q P2=... P1QP2=P1Q P2=... lp 1 ' . x 2 • ' v . \ \ 1 1 i < i ^^ / Vznik reálného (P2) a virtuálního obrazu (P2') bodu (P1) Reálné Cartesiovy plochy na odraz v případě rotačního elipsoidu, paraboloidu a hyperboloidu. Fiktivní Cartesiovy plochy na průchod pro reálný a virtuální obraz Přibližné zobrazení na odraz Zobrazení jedinou sférickou plochou Aberace sférické plochy Šíření paprsku mezi sférickými plochami Lom a odraz na sférické ploše směr světla O konvexní, R>0 konkávni, R<0 Chod paprsku sférickou plochou a dohodnuté značení Průchod světla sférickou konvexní a konkávni plochou- transformace AO do A2 N f ^s %1—^^"^ s \ f, ^ w „'"' \ ''''-'''*"''' 1 ^ "*"* ^ *"■ - - 1 i r. As ^------------------------► konvexní konkávni ;■»-» Definice obrazového ohniska f 1 a předmětového f1 pro konvexní a konkávni plochy Definice příčného a úhlového zvětšení Konstrukce obrazu při průchodu světla konvexní a konkávni plochou xo ^Jv S N S^k\^^-^^>^^' 2 KonKavni 3 4^ 1 ^V <--------- D01 '4 —► 1 S D12 X2 —► konvexní 4 2C \ \ xo ' -A l V F S 3 A Doi \ D12 Chod paprsků a konstrukce obrazu odrazem na konkávni a konvexní ploše. (F je ohnisko, S střed křivosti sférické plochy) r \ \ r r -1— n 4 n —1-------- \ n -------1------ <— s, -4 ť' —x--- s2 r S'2 -------► Dvě sférické plochy, přechod k tenké čočce Zobrazení tenkou spojkou a tenkou rozptylkou Zobrazení dvěmi tenkými spojkami >/ ^V^^^ F F ^^JL^ \ . J \ í 1 \ \ / H H Definice obrazové H' a předmětové H hlavní roviny pro tlustou čočku H H i i X "^^-.3 ^V F F ^^^3^^ X <-------- X ------x---- f —► ? x ----------------► <— r ---------------------►-«— <-------- S —► <— S' -> Zobrazení tlustou čočkou nahrazenou hlavními rovinami H n iť H' D D ^ W ^ W Nahrazení obecného optického systému hlavními rovinami H H A »^^^ ' A' <---------------------------► <--------------------------------------► S S' Vznik obrazu u soustavy s hlavními rovinami c Svazek světla je omezen aperturní clonou C ■ ■ ■ ^o ^s^^ co ', ^s^ ^ r^><ť ^2 1 co *L ',,,,,■ <^s ^ u>< Sk C i C C" Světelnost určuje aperturní clona C a vymezuje zorný úhel, C a C jsou vstupní a výstupní pupily, paprsek 2 je krajní Otvorova vada spojky n předmět obraz obraz „poduška" „soudek" Zkreslení Astigmatismus a zklenuti (čárkovaně-hlavní paprsek) / I--/ y o ° o V ^ Ö ^ předmět: obraz: O O O Oi • O ° o ° ^ Q^ Koma Barevná vada podélná (Id) a příčná (let). 1 X X i e Ll F' F f i ^ <----------► S' S Pozorování předmětu x lupou objektiv i L i k okular A i r*"*« ^^^ ^1 1 f2 fx Ls^^ ^-^ľ^ X z^^ r X Schéma mikroskopu 00 <—x i k i k i X 1 f2 k f, 1 1 1 r _ " _ - — " i , e ' 1 1 + —^ 00 <— x" Schéma dalekohledu zrcadlo referenční vlna E. odražená vlna E prostor interference R ■3dm předmět hologram Záznam 3dm předmětu na fotografickou desku - vznik hologramu zrcadlo oko 4r-~ < < referenční vlna Er vlna Ej (referenční) vlna E2 (virtuální obraz) vlna E3 (reálný obraz) 3dm virtuální obraz 3dm reálný obraz Rekonstrukce virtuálního a reálného obrazu ___? _*----- /^- ^^-\ O' Chod paprsků v případě bodového předmětu, vznik reálného obrazu O a virtuálního O' 12. Radiometrie a fotometrie 12.1. Základní optické schéma 12.2. Zdroj světla 12.3. Objekt a prostředí 12.4. Detektory světla 12.5. Radiometrie 12.6. Fotometrie 12.7. Oko 12.8. Měření barev zdroj - žárovka ** «* ^ ___^— detektor-oko i----------------1 objekt - kniha Základní optické schéma - experiment elektron n E2 i k AE foton 1 r i' . Ex Energiove schéma vzniku fotonu E2 i i AE foton O Ex elektron Energiove schéma vnitřního fotoefektu Bodový a plošný zdroj světla Řeiokem spojivka ŕasnaté lélitko cKihovKa zomioe rotovka Čočka, kořmůroviá voda béiima cévnatka sítnice sklivec žlulá skvrna zrakový nerv slepá skvrna Řez okem (převzato: http://fyzika.gbn.cz/phprs/image/fyzika/optika/) & 0.8 > ■M W) C 06 (D CO (Ľ > 0,4 ■M P3 OJ d 0.2 O 400 500 600 Wavelength (nm) 700 Spektrální citlivost oka (podle: www.yorku.ca/eve/photopik.gif) ř Tí 9 | ŕ —r n. rr — a i —A-M \ Dm 7 f i i í i J d — f i 1 ■ f i 3 1 J ŕ 1 T 1 1 ľ r |. 1 ■n \ V 560 420 4Ů0 500 540 580 «20 660 700 740 Wava!3i-iCih in nanometera The C! E Standa/d Photůpíc und Sootapic Ob-servere, repn&ssnüng Iha relative spectral sensitivity of the con* and rgd photoreceptors, respectively. Purkyňův jev (podle: http://www.astro.virginia.edu/class/maiewski/astr511/ lectures/humaneve/purkinie.jpg Human spectral sensitivity to color Three cone types (pf yt ß) correspond roughiytt R, G, B Blue Cyan Green Red Spektrální citlivost čípků lidského oka (podle: http://www.normankoren.com/Human_spectral_sensitivity_small.jpg) oko p sítnice J i k Poo p f--: --ia.w p' ^ F 1 i L Poo | 1 i P' T ▼ P' r b r Poo 1 i r ■ Ť T p-p- r b brýle Zobrazování okem (l-konvenční zraková vzdálenost, p-interval schopnosti zdravého oka měnit ohniskovou vzdálenost, P' obraz nekonečně vzdáleného předmětu bez brýlí, P'b s brýlemi) Normované vjemy čípků standardního kolorimetrického pozorovatele CIE 1931. (podle: http://www.paladix.cz/clanky/img.php?ido=14015) Chromatický diagram (CIE 1931) zachycující křivku čistých spektrálních barev(podle: http://www.paladix.cz/clanky/img.php?ido=14015). Barevný chromatický diagram (CIE 1931) (podle: http://www.paladix.cz/clanky/imq.php?ido=14015)