OPTIKA

1. OPTIKA • Geometrická – paprsková • Fyzikální – vlnová • Kvantová

2. Zákony geometrické optiky • přímočarého šíření světla • vzájemné nezávislosti a záměnnosti chodu paprsků • odrazu světla • lomu světla

3. Zrcadla • rovinná (jediný optický přístroj bez vad) • konkávní (dutá) • konvexní (vypuklá)

4. Snellův zákon lomu světla sin α v1 n2 ---------- = ------- = ------- sin ß v2 n1 absolutní index lomu c n = ------- n > 1 v v1 n1 α ß v2 n2

5. Lom světla • ke kolmici n1 < n2 od kolmice n1 > n2 • mezný úhel – úhel dopadu při kterém je úhel lomu 90o • totální reflexe • vláknová optika n1 > n2 n2 . . . . . . . . . . vlákno n1 . . . . n2 obal

6. ENDOSKOPIE • endoskopická zrcadla (otoskop, laryngostop, rinoskop) • endoskopy s pevnými tubusy • fibroskopy až 140 cm 3 svazky vláken (2 k vedení světla a 1 k vedení obrazu), pozorovací objektiv a okulár • videoskop – místo objektivu mikrokamera

7. Čočky • optický prvek ve kterém dochází k vícenásobnému lomu světla • spojky, rozptylky • optická mohutnost – převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti - [D] dioptrie soustava čoček o vzdálenosti v v = 0 pak D = ∑ Di v ≠ 0 D = D1 + D2 - D1 D2 v

8. Optické vady čoček • sférická (kulová) korekce – aplanát • chromatická (barevná) korekce – achromát u více barev apochromát • astigmatická korekce - anastigma

9. Optický hranol • dvojlom polychromatického světla vede k rozkladu na spojité spektrum jednotlivých vlnových délek – monochromátor • Litrowův hranol – kompenzace vlivu dvojlomu (jedna stěna představuje zrcadlo)

10. Fyzikální (vlnová) optika • difrakce (ohyb) a interference světla • narazí-li světlo na překážku, jejíž velikost je řádově srovnatelná s jeho vlnovou délkou, přestává platit zákon přímočarého šíření světla • Hugensův princip – každý bod vlnoplochy lze považovat za nový zdroj vlnění z něhož se šíří elementární vlnoplochy. Novou vlnoplochou je v libovolném čase obalová plocha těchto elementárních vlnoploch.

11. Fyzikální (vlnová) optika • Koherentní jsou světelná vlnění stejné vlnové délky, jejichž fázový rozdíl se s časem nemění. • Tyndallův jev

12. Optická mřížka • podmínka maxima k . λ sin α = -------- b b mřížková konstanta k řád maxima λ vlnová délka

13. Mikroskop d úhlové zvětšení mikroskopu Δ d γ = ----- . ------ f1 f2 d konvenční zraková vzdálenost Δ optický interval (vzdálenost ohnisek)

14. Rozlišovací schopnost • minimální vzdálenost dvou bodů, které ještě dokážeme rozlišit λ d = ------------- n . sin α Numerická apertura NA = n . sin α NA VODA = 1,25 NA olejová imerse = 1,45 NA monobromnaftalen = 1,60

15. Rozlišovací schopnost • minimální vzdálenost dvou bodů, které ještě dokážeme rozlišit λ d = ------------- n . sin α Numerická apertura NA = n . sin α NA VODA = 1,25 NA olejová imerse = 1,45 NA monobromnaftalen = 1,60

16. Polarizace světla • polarizované světlo kmitá pouze v jedné rovině • polarizace odrazem • polarizace dvojlomem • polarimetrie • opticky aktivní látky

17. Optická spektra • emisní • absorpční • čarová • pásová • spojitá • spektrální analýza – spektroskop • AAS – atomová absorpční spektrometrie

18. Kvantová optika - LASER • Zesílení světla stimulovanou emisí záření. • dodáním energie excitovaný stav • shromažďování elektronů na metastabilních hladinách • současnou deexcitací vznik koherentního záření • interference mezi zrcadly • záření je diskontinuální s vysokou frekvencí

19. Využití v medicíně • oční chirurgie • Laserová tomografie oční sítnice • BIOLASER - termický efekt o 3 oC - fotochemický efekt - analgetický efekt - biostimulační efekt - regenerace - antiflogistický efekt útlumem tvorby prostaglandinu

20. Biofyzika vidění

21. Oko je centrovaná optická soustava • rohovka • komorová voda přední oční komory • duhovka • čočka • sklivec • sítnice • index lomu prostředí 4-7°

22. Sklivec – corpus vitreum Udržuje tvar oka Refrakční médium 98 % H2O Želatinózní hmota Bílkovina vitrein Kolagenní fibrily Kyselina hyaluronová → viskozita sklivce

23. Sítnice Čípky 6 - 7 000 000(tři typy pigmentu) fotopické vidění Tyčinky 120 000 000 mezopické vidění skotopické vidění

24. Struktura tyčinek a čípků Tyčinky- vnější úsek obsahuje světločivý pigment - rhodopsin a mitochondrie - vnitřní úsek (buněčné jádro a nervové vlákno) Čípky - obdobná struktura jako u tyčinek.Ve vnějším úseku obsahují jodopsin. Žlutá skvrna. Vnější výběžky tyčinek a čípků se zabořují do stratum pigmentosum významného pro metabolizmus. Světelný vjem je zprostředkován rozkladem barviv. Pro regeneraci rhodopsinu nutný vit. A (šeroslepost).

25. Zraková dráha Od smyslových buněk sítnice po zrakové centra v okcipitáním laloku kůry mozkové Fotoreceptory  bipolární bb.  gangliové bb.  vrstva nervových vláken sítnice  n. opticus  chiasma opticum  tractus opticus  corpus geniculatum laterale (primární zrakové centrum)  Radiatio optica (Gratioletův svazeček)  korová centra okcipitálního laloku

26. Obraz • převrácený • zmenšený • reálný • neostrý, málo kvalitní • rozhodující je zpracování mozkem

27. SPEKTRÁLNÍ STANOVENÍ BARVY PEVNÝCH LÁTEK(potravin)

28. Měření barvy Barva = fyzikální interakce světla s hmotou, která je pozorována lidským okem a interpretována mozkem • barva je vnímána individuálně • psychologický fenomén, který závisí na pozorovateli • chudá barevná paměť člověka

29. visuální hodnocení nemůže poskytnou přesné stanovení barvy • navzdory subjektivnímu vnímání lze barvy objektivně srovnávat => monitorování barevných změn pomocí přístrojů zaznamenávající odraz, příp. absorpci, včetně definice standardních podmínek měření

30. Kolorita je určena • spektrální složením záření zdroje • spektrální odrazností nebo propustností hmoty a má za následek • změnu spektrálního složení záření • změnu intenzity záření • termín představuje objektivní stanovení přístroji • Vjem barvy se liší • chemickými a fyzikálními vlastnostmi hmoty • kvalitou a intenzitou záření zdroje • konkrétním pozorovatelem

31. CIELAB • The Commission Internationale de l´Eclairage vyvinula rovnoměrnou kolorimetrickou soustavu L*a*b*, v níž stejně subjektivně vnímaným rozdílům vjemu barvy odpovídají stejné vzdálenosti a naopak. • Důležitý aspekt barevné soustavy vychází z jeho nezávislosti, a proto je objektivní

32. Systém CIELAB transformuje reflektanci do kolorimetrické trichromatické soustavy tím, že integruje spektrum předmětu s funkcemi pozorovatele a se spektrálním zářením zdroje • zdroj se nejčastěji používá denní světlo D65 • standardní úhel pozorovatele • 2° pro podmínky přísně foveálního vidění • 10° pro pozorování pod větším úhlem

33. Sférická geometrie d/8°

34. Vyjádření kolority - číselné charakteristiky barvy předmětu - pomocí adičního mísení tří vhodně zvolených barevných podnětů soustavy Množství těchto měrných podnětů je měřítkem, jímž lze charakterizovat danou barvu

35. Měrná světlost L*