Optiskie instrumenti.
Lai varētu atšķirt aplūkojamā priekšmeta sīkās detaļas, redzes leņķim jābūt pietiekami lielam. Redzes leņķi palielina, novietojot priekšmetu tuvu acij. Labā apgaismojumā redzes leņķi , kurā vērojami priekšmeta malējie punkti, nav iespējams palielināt vairāk par vienu minūti, tādēļ detaļas malējos punktus nevar atšķirt un detaļa nav skaidri redzama . Lai palielinātu redzes leņķi, lieto dažādas optiskās ierīces.
Optiskos instrumentus – fotoaparātus, projekcijas aparātus, lupas, mikoskopus, teleskopus – veido no lēcām, spoguļiem, prizmām un citiem elementiem. Daudzos gadījumos ar optisko instrumentu jāiegūst telpiska priekšmeta attēls vienā plaknē.
LUPA. Visvienkāršākais optiskais instruments ir lupa.Tā ir Visvienkaršākā sistēma, ar kuras palīdzību var panākt redzes leņķa palielinājumu.
Izmantojot lupu, iegūst sīku priekšmetu palielinātu attēlu. Jebkuru savācējlēcu var lietot kā lupu. Lupa rada acī šķietamu, tiešu palielinātu priekšmeta attēlu. Tā kā attēls ir lielāks par priekšmetu, tad tas redzams lielākā redzes leņķī nekā tad, ja uz priekšmetu skatītos bez lupas.
Kaut arī teorētiski ar lupu varētu iegūt jebkuru palielinājumu, praktiski to nevar, tādēļ, ka cilvēka acij ir noteikts labākais redzes attālums. Aplūkojot kādu priekšmetu, cilvēks vienmēr cenšas to novietot labākajā redzes attālumā. Skatoties caur lupu, labākajā redzes attālumā ir jāatrodas lupas veidotajam attēlam. Tā kā lupai jāatrodas starp aci un priekšmetu, tad, lai iegūtu lielāko iespējamo palielinājumu, lupu parasti novieto tuvu pie acs tā, lai priekšmets un attēls būtu pēc iespējas tālāk no tās.
Lupai palielinājums parasti ir diapazonā no 2x līdz 10x. Pie
lielākiem palielinājumiem aberāciju dēļ, attēls jau ir ievērojami izkropļots.
MIKROSKOPS ir ierīce sīku priekšmetu aplūkošanai. Ar to iegūst lielāku redzes leņķa palielinājumu nekā ar lupu. Mikroskops sastāv no objektīva un okulāra. Objektīvs darbojas kā savācējlēca ar mazu fokusa attālumu, bet okulārs- kā lupa. Attālumu starp starp objektīvu un okulāru sauc par mikroskopa tubusa attālumu, bet attālumu starp objektīva fokusu un okulāra fokusu – par mikroskopa optisko intervālu.
Pirmo mikroskopu uzbūvēja holandiešu briļļu meistari Hanss un Zaharijs Janseni. Mikroskopus iedala- Optiskais mikroskops, Elektronu mikroskops, Petrologa mikroskops.
TĀLSKATIS.Optisks instruments tālu priekšmetu vizuālai novērošanai. Tālskata optiskā sistēma sastāv no objektīva un okulāra. Objektīva aizmugurējais fokuss sakrīt ar okulāra priekšējo fokusu. Paralēlu staru kūlis tālskata ieejā tiek pārveidots par paralēlu staru kūli tālskata izejā. Tas dod iespēju aplūkot tālskata attēlu nepiepūlot aci. Tālskatis objektīvs ir sakopojoša optiskā sistēma kas veido reālu, apgrieztu priekšmeta attēlu aizmugurējā fokālajā plaknē. Okulārs darbojas kā lupa, dod palielinātu, šķietamu attēlu. Keplera tālskata okulārs ir sakopojoša optiskā sistēma, kas dod apgrieztu attēlu. Lai iegūtu tiešu attēlu, Keplera tālskatī starp okulāru un objektīvu novieto apgriezēj sistēmu. Galileja tālskatim okulārs ir izkliedējoša optiskā sistēma, kas dod tiešu attēlu. Tālskatus raksturo optiskais palielinājums, leņķa redzes lauks, izšķirtspēja. Izgatavo tālskatus novērošanai dienā (okulāra apertūra 2-5 mm) un novērošanai krēslā (okulārā apertūra 5-7 mm). Tālskatus izmanto binokļos, periskopos, tālmēros, tēmēkļos, astronomijas instrumentos, ģeodēzijas instrumentos.
Tālskati, kurš sastāv no savacējlēcas (objektīva) izkliedētājlecas (okulāra), sauc izgudrotāja vārda – par Galileja tālskati. Galileja tālskatis veido palielinātu, škietamu un tiešu priekšmeta attēlu. Palielinājumu aprēķina kā redzes leņķu attiecību.
TELESKOPS. Pirmo teleskopu izgudroja holandiešu optiķis Hanss Lipersējs 1608. gadā.
Astronomisks instruments debess objektu attēlu iegūšanai, izmantojot to elektromagnētisko starojumu. Teleskopa galvenā sastāvdaļa ir elektromagnētiskā starojuma savākšanas un fokusēšanas ierīce, kas nostiprināta īpašā konstrukcijā- teleskopa montējumā, kas dod iespēju teleskopu iestādīt uz debess objektu un sekot tā kustībai. Pēc mērījamā elektromagnētisko viļņu diapazona izšķir gamma teleskopus, rentgenteleskopus, ultravioletos, infrasarkanos, radioteleskopus, optiskais teleskops (aptver elektromagnētisko viļņu diapazonu no ultravioletā līdz infrasarkanajam starojumam).
Optiskos teleskopus pēc optiskās shēmas iedala refraktoros, reflektoros un jaukta tipa teleskopos. Pēc montāžas teleskopus izšķir 2 galvenajos optisko teleskopu tipus: ekv. montējuma- vācu, angļu, dakšas un azimutāla montējuma teleskopus. Optisko sistēmu raksturo ieejas atvēruma (spoguļa korekcijas plates) diametrs D vai laukums, fokusa(ekviv. Fokusa) attālums f, relatīvais atvērums D:f, leņķa redzes lauks, attēla mērogs. Pēc attēla reģistrēšanas metodes izšķir vizuālos, elektronteleskopus, televīzijas teleskopus. Zinātniskajos pētījumos lieto dažādus lielus reflektorus un ļoti specializētus teleskopus- Saules teleskopus, planētu teleskopus, komētu teleskopus, meteoru patruļas, astrometr. teleskopus; amatieru un skolas teleskopi ir nelieli rūpnieciski ražoti vai pašdarināti, parasti vizuālie teleskopi.
FOTOAPARāTS ir ierīce, ar kuru iegūst priekšmeta īstu, apgrieztu un samazinātu attēlu uz fotoplates vai fotofilmas. Fotoaparāta galvenās sastāvdaļas ir necaurspīdīga kamera un lēcu sistēma – objektīvs, kas darbojas kā savācējlēca. Gaismas stari pēc iziešanas caur objektīvu rada uz fotofilmas pie kameras aizmugurējās sienas īstu, apgrieztu attēlu. Lai iegūtu skaidru attēlu uz filmas, fotografējot priekšmetus no dažādiem attālumiem, maina attālumu star objektīvu un filmu. Uz filmas nonākošās gaismas enerģijas daudzumu fotografēšanas laikā regulē ar slēdzi. Tas atver objektīvu, izmantojot diafragmu, noteiktā laika intervālā, kuru sauc par ekspozīcijas laiku. Attēlu veidošanos uz filmas regulē ar diafragmas atvērumu, ekspozīcijas laiku un objektīva attālumu no filmas.Fotografējot tālus priekšmetus, lieto teleobjektīvu, ko veido savācējlēcu un izkliedētājlēcu sistēma.
KODOSKOPS Projekcijas aparāts, kas uz caurspīdīgas plēves zīmētus attēlus vai rakstītu tekstu projicē uz baltas sienas vai vai ekrāna. Projekcijas aparāts ir ierīce īsta, palielināta attēla iegūšai.