Objektivi. Karakteristike i vrste sočiva

LENS

(German Linse, od latinskog lens - leća), prozirno tijelo, ograničeno s dvije površine koje prelamaju svjetlosne zrake, sposobno da formira optičko. slike objekata koji sijaju svojom ili reflektovanom svetlošću. L. yavl. jedan od glavnih optički elementi. sistema. Najčešći L., obje površine to-rykh imaju zajedničku os simetrije, a od njih - L. sa sfernim. površine, čija je izrada najjednostavnija. L. sa dvije međusobno okomite ravni simetrije su manje rasprostranjene; njihove površine su cilindrične. ili toroidalni. To su L. u naočalama koje se propisuju za astigmatizam oka, L. za anamorfne mlaznice itd.

Materijal za L. je obično optički. i organski staklo. Specijalista. L., dizajnirane za rad u UV području spektra, izrađuju se od kristala kvarca, fluorita, litijum fluorida itd., u IC - od posebnih vrsta stakla, silicijuma, germanijuma, fluorita, litijum fluorida, cezijum jodida , itd.

Opisivanje optičkog St.-va osnosimetrična L., najčešće smatraju zrake koje na njega padaju pod malim uglom u odnosu na os, tzv. paraksijalni snop je radijantan.

Djelovanje sočiva na ove zrake određeno je položajem njegovih kardinalnih tačaka - tzv. glavnih tačaka H i H", u kojima se glavne ravnine sočiva sijeku sa osom, kao i prednje i zadnje glavni fokusi F i F" (slika 1). Segmenti HF=f i H"F"=f naz. žižne daljine L. (ako medij s kojim se L. graniči ima iste indekse prelamanja, uvijek f = f "); tačke presjeka O i O" površina L. sa osom tzv. njegovih vrhova, a udaljenosti između vrhova - debljina L. d.

Ako se smjerovi žižne daljine poklapaju sa smjerom zraka svjetlosti, onda se smatra pozitivnim, na primjer, na sl. 1, zraci prolaze kroz L. udesno i segment H "F" je orijentisan na isti način. Prema tome, ovdje je f "> 0, i f

L. promijeniti smjer zraka koje padaju na njega. Ako linearna transformira paralelni snop u konvergentni, naziva se sabirna greda; ako se paralelni snop pretvori u divergentni, laser se naziva raspršujući snop. U glavnom fokusu F" skupljajućeg lasera, zraci se ukrštaju, koji su bili paralelni njegovoj osi prije prelamanja. Za takav laser, f" je uvijek pozitivan. U rasejanju L. F "- tačka preseka ne samih zraka, već njihovih zamišljenih produžetaka u smeru suprotnom od smera prostiranja svetlosti. Prema tome, za njih uvek f"

Mjera refrakcionog djelovanja L. je njegova F - recipročna vrijednost žižne daljine (F = 1 / f") i mjereno u dioptrijama (m-1). Za prikupljanje L. F> 0, stoga se nazivaju i pozitivna, raspršujuća L. ((žižna daljina je beskonačnost.) Oni ne prikupljaju i ne raspršuju zrake, već stvaraju aberacije (vidi ABERACIJE OPTIČKIH SISTEMA) i koriste se u sočivima sa refleksnim sočivima (a ponekad iu sočivima) kao kompenzatori aberacija.

Svi parametri koji određuju optički St. L., ograničena sferična. površine, može se izraziti preko radijusa zakrivljenosti r1 i r2 njegovih površina, debljine linije duž d ose i n njenog materijala. Na primjer, optički i žižna daljina L. su date relacijom (važi samo za paraksijalne zrake):

Radijusi r1 i r2 se smatraju pozitivnima ako se smjer od vrhova prave do centra odgovarajuće površine poklapa sa smjerom zraka (na slici 1 r1=OF">0, r2=O"F

Prva tri su pozitivna, zadnja tri su negativna. L. naz. tanak ako je njegova debljina d mala u odnosu na r1 i r2. Prilično tačan izraz za optičko Sile takvog linearnog sistema se takođe dobijaju bez uzimanja u obzir drugog člana u (1).

Stav Ch. Ravnine prave u odnosu na njene vrhove (udaljenosti OH i O"H") također se mogu odrediti znajući r1, r2, n i d. Udaljenost između glavnih ravnina malo ovisi o obliku i optici. sile L. i približno je jednak d(n-1)/n. U slučaju tankih linija, ovo rastojanje je malo, a u praksi možemo pretpostaviti da se glavne ravnine poklapaju.

Kada je poznat položaj kardinalnih tačaka, položaj optičkog sliku tačke koju daje L. (slika 1) određuje f-lams:

gdje je V linearni porast L. (vidi OPTIČKO POVEĆANJE); l i l" su udaljenosti od tačke i njene slike do ose (pozitivne ako se nalaze iznad ose); x je rastojanje od prednjeg fokusa do tačke; x" je rastojanje od zadnjeg fokusa do tačke slika. Ako su t i t" udaljenosti od glavnih tačaka do ravni i slike, respektivno, tada

jer x=t-f, x"=t"-f")

f"/t"+f/t=1 ili 1/t"-1/t=1/f". (3)

U tankim linijama, t i t" se mogu računati od odgovarajućih površina linije.

Fizički enciklopedijski rječnik. - M.: Sovjetska enciklopedija. . 1983 .

LENS

(njemački Linse, od latinskog lens - leća) - najjednostavniji optički. element napravljen od prozirnog materijala, omeđen s dvije lomljive površine koje imaju zajedničku os ili dvije međusobno okomite ravni simetrije. U proizvodnji L. za vidljivo područje koriste se optičko staklo ili organsko staklo (masovna replikacija nepreciznih delova), u UV opsegu -, fluorit itd., u IR opsegu - specijalno. vrste stakla, germanijum, brojne soli itd.

Radne površine L. obično imaju sferni oblik. oblik, rjeđe - cilindrični, toroidni, konusni ili sa datim malim odstupanjima od sfere (asferični). L. sa sferičnim. površine max. jednostavni su za proizvodnju i osnovni su. elementi većine optičkih. sistema.

U paraksijalnoj aproksimaciji (uglovi između snopa i optičke ose su toliko mali da se sin može zamijeniti svojstvima lasera sa sfernim površinama, mogu se nedvosmisleno okarakterizirati položajem glavnih ravnina i optička snaga F, koji je izražen u dioptrije recipročna žižna daljina (u m). Povezanost ovih karakteristika sa geom. parametri L. su jasni sa slike, u Kromu, radi jasnoće, uglovi nagiba zraka su prikazani preterano veliki. Udaljenosti od prve površine sočiva duž zraka do prvog ch. ravni I i od druge površine do drugog pog. avion H" su jednaki respektivno

S 1, 2

Žižna daljina od H na prednji fokus ( F)f\u003d -1 / F, od do stražnjeg fokusa I optički. sila lasera, koja je mjera njegovog prelamanja, jednaka je

Evo P - indeks loma supstance L. (ili omjer ovog indeksa i indeksa prelamanja okruženje, ako je zadnji 1), d- debljina mjerena duž ose L., r 1 i r 2 - radijusi zakrivljenosti njegovih površina (smatra se pozitivnim ako su centri zakrivljenosti smješteni dalje duž zraka; na primjer, u bikonveksnom L. r 1 >0, r 2 <0), расстояния отсчитываются вдоль направления распространения света.

Metoda za konstruisanje i izračunavanje putanja meridionalnih (leže u aksijalnoj ravni) zraka koje prolaze kroz L. pomoću Ch. ravni je jasno sa sl. Nakon prolaska kroz pravu, čini se da dolazi iz tačke na istoj udaljenosti od ose. h, kao tačka preseka originalne zrake sa R. Ugao između zraka i ose se menja u Da bi se pronašla putanja proizvoljnog nemeridionalnog zraka, potonji se projektuje na dvije međusobno okomite aksijalne ravni. Svaka projekcija je u suštini meridijalni snop i ponaša se na gore opisani način.

Položaj date L. slike tačke određen je f-lamom

gdje l i - udaljenosti od ravni prema ravnima objekta i slike, respektivno (sl.), b i su udaljenosti tačke i njene slike od ose (brojano prema gore).

Ako je L. pozvao. pozitivni ili sabirni, sa - negativnim ili raspršenim; sočiva sa F=0 naz. afokalne i koriste ih Ch. arr. za ispravljanje aberacija, itd. optički. elementi. Pozitivni L. daju stvarne slike svih stvarnih objekata koji su do prednjeg fokusa (na slici - lijevo F), a svi imaginarni objekti koji se nalaze iza L. Rasipanje L. daju direktnu, imaginarnu, redukovanu sliku koja se nalazi između L. i prednjeg fokusa. objekata.

Udaljenost između Ch. ravni L. gotovo ne zavisi od njegove optičke. snagu i oblik i približno jednake d(1-1/n). Kada je zanemariv u odnosu na L. naz. tanak. U tankom L. znak je optički. sila F poklapa se sa predznakom razlike 1/ r 1 -1/r 2; istovremeno, debljina sabirnih lasera opada sa rastojanjem od ose, dok se debljina raspršujućih lasera povećava. Oba ch. ravni tankih linija mogu se smatrati da se poklapaju sa ravninom linija i mogu se računati udaljenosti / koje su gore uvedene, l, direktno od poslednjeg. Ne postoji jasna granica između debelog L. (kada se ne može zanemariti) i tankog - sve ovisi o konkretnim primjenama.

Za pretvaranje visoko koherentnih svjetlosnih zraka (obično laserskog porijekla) se pretežno koriste. tanak L. Često se nazivaju. kvadratni fazni korektori: kada koherentni snop prolazi kroz tanak snop, količina gdje se dodaje distribuciji faze po njegovom poprečnom presjeku k= - talasni vektor, = ( P- 1) - dodao je L. dodaj. , što je kvadratna funkcija uklanjanja r od ose. Distribucija kompleksne amplitude polja u fokalnoj ravni lasera, do faktora faze, je Fourierova transformacija raspodjela amplitude polja ispred lasera, izračunata za prostorne frekvencije (x, y - poprečne koordinate na fokalnoj ravni). Raspodjela intenziteta u istoj ravni je slična kutu. raspodjela zračenja sa koeficijentom. Stoga se L. široko koriste u sistemima prostorno filtriranje zračenja, obično predstavlja kombinaciju L. sa ugrađenim u njihovim fokalnim ravnima otvori, rasteri, iu uređajima za mjerenje ugla. radijacije.

L. imaju sve aberacije svojstvene centrifugama. optički sistemi (vidi Aberacije optičkih sistema). Problem aberacija je posebno važan kada se koristi širokopojasni i high-angle. otvori svetlosnih snopova konvencionalnih (nekoherentnih) izvora. Spherical i hromatske. aberacije, a takođe mogu biti i u zlu. stepen korigovan kombinovanjem dva L. dekomp. oblika i od materijala sa razg. disperzija. Takvi sistemi sa dva sočiva se naširoko koriste kao sočiva za optičke, itd. Ponekad sferni. aberacije se eliminišu uz pomoć lasera asferičnog, posebno paraboloidnog oblika površine.

Da ispravite dif. defekte oka L. koristi ne samo sa sfernim, već i sa cilindričnim. i toric. površine. Cilindrične L. se relativno često koriste u slučajevima kada slika točkastog izvora mora biti "razvučena" u traku ili liniju (na primjer, u spektralnim instrumentima).

Lit.: Born M., Wolf E., Osnovi optike, prev. s engleskog, 2. izd., M., 1973; Goodman J., Uvod u Fourierovu optiku, trans. sa engleskog M.. 1970. Yu. A. Ananiev.

Fizička enciklopedija. U 5 tomova. - M.: Sovjetska enciklopedija. Glavni i odgovorni urednik A. M. Prokhorov. 1988 .

Objektiv Prozirno tijelo ograničeno s dvije sferne površine naziva se. Ako je debljina samog sočiva mala u odnosu na poluprečnike zakrivljenosti sfernih površina, tada se sočivo naziva tanak .

Objektivi su dio gotovo svih optičkih uređaja. Objektivi su okupljanje i rasipanje . Sabirno sočivo u sredini je deblje nego na rubovima, a divergentno sočivo je, naprotiv, tanje u srednjem dijelu (slika 3.3.1).

Prava linija koja prolazi kroz centre zakrivljenosti O 1 i O 2 sferne površine, tzv glavna optička osa sočiva. U slučaju tankih sočiva, približno možemo pretpostaviti da se glavna optička os siječe sa sočivom u jednoj tački, koja se obično naziva optički centar sočiva O. Snop svjetlosti prolazi kroz optički centar sočiva bez odstupanja od prvobitnog smjera. Sve linije koje prolaze kroz optički centar se nazivaju bočne optičke ose .

Ako je snop zraka paralelan glavnoj optičkoj osi usmjeren na sočivo, tada će se zraci (ili njihov nastavak) nakon prolaska kroz sočivo skupiti u jednoj tački F, koji se zove glavni fokus sočiva. Tanka leća ima dva glavna žarišta koja se nalaze simetrično na glavnoj optičkoj osi u odnosu na sočivo. Konvergentna sočiva imaju stvarna žarišta, divergentna sočiva imaju zamišljena žarišta. Snopovi zraka paralelni s jednom od sekundarnih optičkih ose, nakon prolaska kroz sočivo, također se fokusiraju na tačku F", koji se nalazi na presjeku bočne ose sa fokalna ravan F, odnosno ravan okomita na glavnu optičku osu i koja prolazi kroz glavni fokus (slika 3.3.2). Udaljenost između optičkog centra sočiva O i glavni fokus F zove se žižna daljina. Označava se istim F.

Glavno svojstvo sočiva je sposobnost davanja slike objekata . Slike su direktno i naopačke , validan i imaginarni , at uvećano i smanjena .

Položaj slike i njena priroda mogu se odrediti pomoću geometrijskih konstrukcija. Da biste to učinili, koristite svojstva nekih standardnih zraka čiji je tok poznat. To su zraci koji prolaze kroz optički centar ili jedno od žarišta sočiva, kao i zraci paralelni s glavnom ili jednom od sekundarnih optičkih ose. Primjeri takvih konstrukcija prikazani su na sl. 3.3.3 i 3.3.4.

Imajte na umu da neke od standardnih greda koje se koriste na Sl. 3.3.3 i 3.3.4 za snimanje ne prolaze kroz sočivo. Ove zrake zapravo ne učestvuju u formiranju slike, ali se mogu koristiti za konstrukcije.

Položaj slike i njena priroda (stvarna ili imaginarna) također se mogu izračunati pomoću formule tankih sočiva . Ako je udaljenost od objekta do sočiva označena sa d, i udaljenost od sočiva do slike f, tada se formula tankog sočiva može napisati kao:

vrijednost D recipročna žižna daljina. pozvao optička snaga sočiva. Jedinica optičke snage je dioptrija (dptr). Dioptrija - optička snaga sočiva sa žižnom daljinom od 1 m:

1 dioptrija \u003d m -1.

Formula za tanko sočivo je slična onoj za sferno ogledalo. Može se dobiti za paraksijalne zrake iz sličnosti trouglova na sl. 3.3.3 ili 3.3.4.

Uobičajeno je da se žižnim daljinama sočiva pripisuju određeni znakovi: za konvergentno sočivo F> 0, za rasipanje F < 0.

Količine d i f također se pridržavajte određenog pravila znakova:

d> 0 i f> 0 - za stvarne objekte (tj. stvarne izvore svjetlosti, a ne nastavke zraka koji konvergiraju iza sočiva) i slike;

d < 0 и f < 0 - для мнимых источников и изображений.

Za slučaj prikazan na sl. 3.3.3, imamo: F> 0 (konvergentno sočivo), d = 3F> 0 (stvarna stavka).

Prema formuli tankog sočiva dobijamo: tako da je slika stvarna.

U slučaju prikazanom na sl. 3.3.4, F < 0 (линза рассеивающая), d = 2|F| > 0 (stvarna stavka), , odnosno slika je imaginarna.

U zavisnosti od položaja objekta u odnosu na sočivo, linearne dimenzije slike se menjaju. Linearni zum sočivo Γ je odnos linearnih dimenzija slike h" i predmet h. veličina h", kao iu slučaju sfernog ogledala, zgodno je dodijeliti znake plus ili minus ovisno o tome da li je slika uspravna ili obrnuta. Vrijednost h uvek smatran pozitivnim. Dakle, za direktne slike Γ > 0, za obrnute slike Γ< 0. Из подобия треугольников на рис. 3.3.3 и 3.3.4 легко получить формулу для линейного увеличения тонкой линзы:

U razmatranom primjeru sa sabirnim sočivom (slika 3.3.3): d = 3F > 0, , Shodno tome, - slika je obrnuta i smanjena za 2 puta.

U primjeru divergentnog sočiva (slika 3.3.4): d = 2|F| > 0, ; stoga je slika ravna i smanjena za 3 puta.

optička snaga D sočivo zavisi od oba radijusa zakrivljenosti R 1 i R 2 njegovih sfernih površina, i na indeksu prelamanja n materijal od kojeg je sočivo napravljeno. Na kursevima optike dokazuje se sljedeća formula:

Radijus zakrivljenosti konveksne površine smatra se pozitivnim, konkavno - negativnim. Ova formula se koristi u proizvodnji sočiva sa datom optičkom snagom.

U mnogim optičkim instrumentima, svjetlost prolazi uzastopno kroz dva ili više sočiva. Slika predmeta koju daje prva leća služi kao objekt (stvarni ili imaginarni) za drugu leću, koja gradi drugu sliku objekta. Ova druga slika također može biti stvarna ili imaginarna. Proračun optičkog sistema od dva tanka sočiva svodi se na primjenu formule sočiva dva puta, sa udaljenosti d 2 od prve slike do drugog objektiva treba postaviti jednaku vrijednosti l - f 1, gdje l je udaljenost između sočiva. Vrijednost izračunata iz formule sočiva f 2 određuje položaj druge slike i njen karakter ( f 2 > 0 - prava slika, f 2 < 0 - мнимое). Общее линейное увеличение Γ системы из двух линз равно произведению линейных увеличений обеих линз: Γ = Γ 1 · Γ 2 . Если предмет или его изображение находятся в бесконечности, то линейное увеличение утрачивает смысл, изменяются только угловые расстояния.

Poseban slučaj je teleskopska putanja zraka u sistemu od dva sočiva, kada su i predmet i druga slika na beskonačnoj udaljenosti. Teleskopska putanja zraka je realizovana u nišanima - Keplerova astronomska cijev i Galilejeva zemljana cijev .

Tanke leće imaju niz nedostataka koji ne dopuštaju dobivanje visokokvalitetnih slika. Distorzije koje se javljaju tokom formiranja slike nazivaju se aberacije . Glavni su sferni i hromatski aberacije. Sferna aberacija se manifestuje u tome što u slučaju širokih svetlosnih snopova zraci koji su udaljeni od optičke ose prelaze van fokusa. Formula tankih leća vrijedi samo za zrake blizu optičke ose. Slika udaljenog tačkastog izvora, stvorena širokim snopom zraka koje prelama sočivo, je zamućena.

Hromatska aberacija nastaje zato što indeks prelamanja materijala sočiva zavisi od talasne dužine svetlosti λ. Ovo svojstvo prozirnog medija naziva se disperzija. Žižna daljina sočiva je različita za svetlost različitih talasnih dužina, što dovodi do zamućenja slike kada se koristi nemonohromatsko svetlo.

U modernim optičkim uređajima ne koriste se tanka sočiva, već složeni sistemi sa više sočiva u kojima se različite aberacije mogu približno eliminirati.

Formiranje stvarne slike objekta konvergentnom lećom koristi se u mnogim optičkim uređajima, kao što su kamera, projektor itd.

Kamera je zatvorena svetlo-nepropusna komora. Slika fotografisanih objekata se stvara na fotografskom filmu pomoću sistema sočiva tzv sočivo . Poseban zatvarač vam omogućava da otvorite sočivo tokom ekspozicije.

Značajka rada kamere je da na ravnom fotografskom filmu treba dobiti dovoljno oštre slike objekata koji se nalaze na različitim udaljenostima.

U ravni filma oštre su samo slike objekata koji se nalaze na određenoj udaljenosti. Fokusiranje se postiže pomeranjem sočiva u odnosu na film. Slike tačaka koje ne leže u oštroj pokazivačkoj ravni su zamagljene u obliku krugova raspršenja. Veličina d ovi krugovi se mogu smanjiti otvorom sočiva, tj. smanjiti relativnog provrtaa / F(Slika 3.3.5). Ovo rezultira povećanjem dubine polja.

Slika 3.3.5. Kamera

projekcijski aparat dizajniran za snimanje velikih razmjera. Objektiv O projektor fokusira sliku ravnog objekta (transparentnost D) na daljinskom ekranu E (slika 3.3.6). Sistem sočiva K pozvao kondenzator , dizajniran da koncentriše izvor svjetlosti S na dijapozitivu. Na ekranu E kreira se stvarna uvećana obrnuta slika. Uvećanje aparata za projekciju može se promeniti zumiranjem ili udaljavanjem ekrana E uz promenu udaljenosti između folija D i sočivo O.

Slika sočiva koju formira optički sistem ili dio optičkog sistema. Koristi se u proračunu složenih optičkih sistema.

Enciklopedijski YouTube

Priča

Starost najstarijeg sočiva je više od 3000 godina, ovo je takozvano Nimrud sočivo. Pronađen je tokom iskopavanja jedne od drevnih prijestolnica Asirije u Nimrudu od strane Austina Henry Layarda 1853. godine. Sočivo je oblika bliskog ovalnom, grubo polirano, jedna strana je konveksna, a druga ravna, ima trostruko povećanje. Nimrud objektiv je izložen u Britanskom muzeju.

Prvo spominjanje sočiva može se naći u drevnoj grčkoj drami "Oblaci" (424 pne) od Aristofana, gdje se vatra palila pomoću konveksnog stakla i sunčeve svjetlosti.

Karakteristike jednostavnih sočiva

U zavisnosti od oblika, postoje okupljanje(pozitivno) i rasipanje(negativna) sočiva. Grupa konvergentnih sočiva obično uključuje sočiva kod kojih je sredina deblja od njihovih rubova, a grupa divergentnih sočiva su sočiva čiji su rubovi deblji od sredine. Treba napomenuti da je to tačno samo ako je indeks prelamanja materijala sočiva veći od indeksa prelamanja okoline. Ako je indeks loma sočiva manji, situacija će biti obrnuta. Na primjer, mjehur zraka u vodi je bikonveksna difuzna leća.

Objektivi se po pravilu odlikuju svojom optičkom snagom (mjereno u dioptrijama) i žižnom daljinom.

Za konstrukciju optičkih uređaja sa korigovanom optičkom aberacijom (prvenstveno hromatskom, zbog disperzije svetlosti, - akromatima i apohromatima) bitna su i druga svojstva sočiva i njihovih materijala, na primer indeks prelamanja, koeficijent disperzije, indeks apsorpcije i indeks raspršenja materijala u odabranom optičkom opsegu.

Ponekad su sočiva/optički sistemi sočiva (refraktori) posebno dizajnirani za upotrebu u medijima sa relativno visokim indeksom prelamanja (vidi imerzioni mikroskop, imerzione tečnosti).

Konveksno-konkavno sočivo se naziva meniskusa i može biti kolektivna (zadebljava se prema sredini), raspršena (debljava prema ivicama) ili teleskopska (žižna daljina je beskonačna). Tako, na primjer, leće naočala za kratkovidne obično su negativni menisci.

Suprotno popularnoj zabludi, optička snaga meniskusa sa istim radijusima nije nula, već pozitivna, i zavisi od indeksa prelamanja stakla i od debljine sočiva. Meniskus, čiji su centri zakrivljenosti u jednoj tački, naziva se koncentrično sočivo (optička snaga je uvijek negativna).

Karakteristično svojstvo konvergentnog sočiva je sposobnost prikupljanja zraka koji upadaju na njegovu površinu u jednoj tački koja se nalazi na drugoj strani sočiva.

Glavni elementi sočiva: NN - optička os - prava linija koja prolazi kroz centre sfernih površina koje ograničavaju sočivo; O - optički centar - tačka koja se, za bikonveksna ili bikonkavna (sa istim poluprečnikom površine) sočiva, nalazi na optičkoj osi unutar sočiva (u njegovom centru).
Bilješka. Putanja zraka prikazana je kao u idealiziranom (tankom) sočivu, bez indikacije prelamanja na stvarnom međuprostoru između medija. Dodatno, prikazana je pomalo preuveličana slika bikonveksnog sočiva.

Ako se svjetleća tačka S postavi na određenoj udaljenosti ispred konvergentne leće, tada će snop svjetlosti usmjeren duž ose proći kroz sočivo, a da se ne prelama, a zraci koji ne prolaze kroz centar će se lomiti prema optičkom osi i sijeku se na njoj u nekoj tački F, koja će biti slika tačke S. Ova tačka se naziva konjugirani fokus, ili jednostavno fokus.

Ako svjetlost iz veoma udaljenog izvora padne na sočivo, čije se zrake mogu predstaviti kao da putuju u paralelnom snopu, tada će se po izlasku iz sočiva zraci lomiti pod većim uglom, a tačka F će se kretati na optička osa bliže sočivu. U ovim uslovima, tačka preseka zraka koji izlaze iz sočiva naziva se fokus F ', a udaljenost od centra sočiva do fokusa je žižna daljina.

Zrake koje upadaju na divergentno sočivo, po izlasku iz njega, prelamaju se prema ivicama sočiva, odnosno raspršuju se. Ako se ove zrake nastave u suprotnom smjeru kako je na slici prikazano isprekidanom linijom, tada će se konvergirati u jednoj tački F, koja će biti fokus ovo sočivo. Ovaj fokus će imaginarni.

1 u + 1 v = 1 f (\displaystyle (1 \preko u)+(1 \preko v)=(1 \preko f))

gdje u (\displaystyle u)- udaljenost od sočiva do predmeta; v (\displaystyle v) f (\displaystyle f) je glavna žižna daljina sočiva. U slučaju debelog sočiva, formula ostaje nepromijenjena s jedinom razlikom što se udaljenosti ne mjere od centra sočiva, već od glavnih ravnina.

Za pronalaženje jedne ili druge nepoznate veličine sa dvije poznate, koriste se sljedeće jednadžbe:

f = v ⋅ u v + u (\displaystyle f=((v\cdot u) \preko (v+u))) u = f ⋅ v v − f (\displaystyle u=((f\cdot v) \preko (v-f))) v = f ⋅ u u − f (\displaystyle v=((f\cdot u) \preko (u-f)))

Treba napomenuti da su znakovi količina u (\displaystyle u), v (\displaystyle v), f (\displaystyle f) se biraju na osnovu sljedećih razmatranja - za stvarnu sliku od stvarnog objekta u sabirnoj leći - sve ove veličine su pozitivne. Ako je slika imaginarna - udaljenost do nje se uzima negativna, ako je objekt imaginaran - udaljenost do nje je negativna, ako je sočivo divergentno - žižna daljina je negativna.

Slike crnih slova kroz tanko konveksno sočivo sa žižnom daljinom f(crveno). Prikaz zraka za slova E, I i K(plava, zelena i narandžasta). Slika slova E(nalazi se na udaljenosti od 2 f) pravi i obrnuti, iste veličine. Slika I(na f) - do beskonačnosti. Slika To(na f/2) imaginarni, direktni, udvojeni

Linearni zum

Linearni zum m = a 2 b 2 a b (\displaystyle m=((a_(2)b_(2)) \preko (ab)))(za sliku iz prethodnog odeljka) je odnos dimenzija slike i odgovarajućih dimenzija subjekta. Ovaj odnos se takođe može izraziti kao razlomak m = a 2 b 2 a b = v u (\displaystyle m=((a_(2)b_(2)) \preko (ab))=(v \preko u)), gdje v (\displaystyle v)- udaljenost od sočiva do slike; u (\displaystyle u) je udaljenost od sočiva do objekta.

Evo m (\displaystyle m) postoji koeficijent linearnog povećanja, odnosno broj koji pokazuje koliko su puta linearne dimenzije slike manje (veće) od stvarnih linearnih dimenzija objekta.

U praksi proračuna, mnogo je zgodnije ovu relaciju izraziti u terminima u (\displaystyle u) ili f (\displaystyle f), gdje f (\displaystyle f) je žižna daljina sočiva.

M = f u − f ; m = v − f f (\displaystyle m=(f \preko (u-f));m=((v-f) \preko f)).

Proračun žižne daljine i optičke snage sočiva

Objektivi su simetrični, odnosno imaju istu žižnu daljinu bez obzira na smjer svjetlosti - lijevo ili desno, što se, međutim, ne odnosi na druge karakteristike, kao što su aberacije, čija veličina ovisi s koje strane sočivo je okrenuto prema svjetlu.

Kombinacija više sočiva (centrirani sistem)

Objektivi se mogu međusobno kombinovati za izgradnju složenih optičkih sistema. Optička snaga sistema od dva sočiva može se naći kao jednostavan zbir optičkih snaga svakog sočiva (pod uslovom da se oba sočiva mogu smatrati tankim i da se nalaze blizu jedno drugom na istoj osi):

1 F = 1 f 1 + 1 f 2 (\displaystyle (\frac (1)(F))=(\frac (1)(f_(1)))+(\frac (1)(f_(2)) )).

Ako se sočiva nalaze na određenoj udaljenosti jedna od druge i njihove ose se poklapaju (sistem proizvoljnog broja sočiva sa ovim svojstvom naziva se centriran sistem), onda se njihova ukupna optička snaga može naći sa dovoljnim stepenom tačnosti iz sljedeći izraz:

1 F = 1 f 1 + 1 f 2 − L f 1 f 2 (\displaystyle (\frac (1)(F))=(\frac (1)(f_(1)))+(\frac (1) (f_(2)))-(\frac (L)(f_(1)f_(2)))),

gdje L (\displaystyle L)- udaljenost između glavnih ravnina sočiva.

Nedostaci jednostavnog sočiva

U modernim optičkim uređajima postavljaju se visoki zahtjevi za kvalitetom slike.

Slika koju daje jednostavan objektiv, zbog niza nedostataka, ne ispunjava ove zahtjeve. Otklanjanje većine nedostataka postiže se odgovarajućim odabirom većeg broja sočiva u centriranom optičkom sistemu – sočivu. Nedostaci optičkih sistema nazivaju se aberacije, koje se dijele na sljedeće vrste:

• Geometrijske aberacije
• Difrakciona aberacija (ova aberacija je uzrokovana drugim elementima optičkog sistema, i nema nikakve veze sa samim sočivom).

Konkavno-konveksno sočivo

Plano-konveksna sočiva

Karakteristike tankih sočiva

U zavisnosti od oblika, postoje kolektivno(pozitivno) i rasipanje(negativna) sočiva. Grupa konvergentnih sočiva obično uključuje sočiva kod kojih je sredina deblja od njihovih rubova, a grupa divergentnih sočiva su sočiva čiji su rubovi deblji od sredine. Treba napomenuti da je to tačno samo ako je indeks prelamanja materijala sočiva veći od indeksa prelamanja okoline. Ako je indeks loma sočiva manji, situacija će biti obrnuta. Na primjer, mjehur zraka u vodi je bikonveksna difuzna leća.

Objektivi se po pravilu odlikuju svojom optičkom snagom (mjereno u dioptrijama), odnosno žižnom daljinom.

Za izradu optičkih uređaja sa korigovanom optičkom aberacijom (prvenstveno hromatskom, zbog disperzije svetlosti, - ahromatima i apohromatima) bitna su i druga svojstva sočiva/njihovih materijala, na primer indeks prelamanja, koeficijent disperzije, propusnost materijala u odabranom optički domet.

Ponekad su sočiva/optički sistemi sočiva (refraktori) posebno dizajnirani za upotrebu u medijima sa relativno visokim indeksom prelamanja (vidi imerzioni mikroskop, imerzione tečnosti).

Vrste sočiva:
Okupljanje:
1 - bikonveksan
2 - ravno-konveksna
3 - konkavno-konveksno (pozitivni meniskus)
Rasipanje:
4 - bikonkavna
5 - ravno-konkavno
6 - konveksno-konkavno (negativni meniskus)

Konveksno-konkavno sočivo se naziva meniskusa a može biti zbirna (zadebljava se prema sredini) ili raspršena (zadebljava prema rubovima). Meniskus, čiji su radijusi površine jednaki, ima optičku snagu jednaku nuli (koristi se za korekciju disperzije ili kao pokrivno sočivo). Dakle, leće kratkovidnih naočala su obično negativni menisci.

Karakteristično svojstvo konvergentnog sočiva je sposobnost prikupljanja zraka koji upadaju na njegovu površinu u jednoj tački koja se nalazi na drugoj strani sočiva.

Glavni elementi sočiva: NN - glavna optička os - prava linija koja prolazi kroz centre sfernih površina koje ograničavaju sočivo; O - optički centar - tačka koja se, za bikonveksna ili bikonkavna (sa istim poluprečnikom površine) sočiva, nalazi na optičkoj osi unutar sočiva (u njegovom centru).
Bilješka. Putanja zraka prikazana je kao u idealiziranom (ravnom) sočivu, bez indikacije prelamanja na granici realne faze. Dodatno, prikazana je pomalo preuveličana slika bikonveksnog sočiva.

Ako se svjetleća tačka S postavi na određenoj udaljenosti ispred konvergentne leće, tada će snop svjetlosti usmjeren duž ose proći kroz sočivo, a da se ne prelama, a zraci koji ne prolaze kroz centar će se lomiti prema optičkom osi i sijeku se na njoj u nekoj tački F, koja će i biti slika tačke S. Ova tačka se naziva konjugirani fokus, ili jednostavno fokus.

Ako svjetlost iz veoma udaljenog izvora padne na sočivo, čije se zrake mogu predstaviti kao da putuju u paralelnom snopu, tada će se po izlasku iz sočiva zraci lomiti pod većim uglom i tačka F će se kretati na optičkom ose bliže sočivu. U ovim uslovima, tačka preseka zraka koji izlaze iz sočiva naziva se glavni fokus F ', i udaljenost od centra sočiva do glavnog fokusa - glavna žižna daljina.

Zrake koje upadaju na divergentno sočivo, po izlasku iz njega, prelamaju se prema ivicama sočiva, odnosno raspršuju se. Ako se ove zrake nastave u suprotnom smjeru kako je na slici prikazano isprekidanom linijom, tada će se konvergirati u jednoj tački F, koja će biti fokus ovo sočivo. Ovaj fokus će imaginarni.

Prividni fokus divergentnog sočiva

Ono što je rečeno o fokusu na glavnoj optičkoj osi jednako važi i za one slučajeve kada se slika tačke nalazi na sekundarnoj ili nagnutoj optičkoj osi, tj. liniji koja prolazi kroz centar sočiva pod uglom u odnosu na glavnu optička osa. Ravan okomita na glavnu optičku osu, koja se nalazi u glavnom fokusu sočiva, naziva se glavna fokalna ravan, a u konjugiranom fokusu - samo fokalna ravan.

Sabirna sočiva se mogu usmjeriti prema objektu s obje strane, zbog čega se zraci koji prolaze kroz sočivo mogu prikupiti s jedne ili druge njegove strane. Dakle, sočivo ima dva fokusa - front i pozadi. Nalaze se na optičkoj osi sa obe strane sočiva na žižnoj daljini od centra sočiva.

Snimanje sa tankim konvergentnim sočivom

Prilikom opisivanja karakteristika sočiva uzet je u obzir princip konstruisanja slike svetleće tačke u fokusu sočiva. Zraci koji upadaju na sočivo s lijeve strane prolaze kroz njegov stražnji fokus, a zraci koji upadaju s desne prolaze kroz prednji fokus. Treba napomenuti da se kod divergentnih sočiva, naprotiv, stražnji fokus nalazi ispred sočiva, a prednji iza.

Konstrukcija objektivom slike objekata određenog oblika i veličine dobija se na sledeći način: recimo da je linija AB objekat koji se nalazi na određenoj udaljenosti od sočiva, koja znatno prelazi njegovu žižnu daljinu. Iz svake tačke objekta kroz sočivo proći će nebrojeno mnogo zraka, od kojih, radi jasnoće, slika shematski prikazuje tok samo tri zraka.

Tri zraka koje izlaze iz tačke A proći će kroz sočivo i preseći se u svojim odgovarajućim tačkama nestajanja na A 1 B 1 da bi formirale sliku. Rezultirajuća slika je validan i naopačke.

U ovom slučaju, slika je dobijena u konjugiranom fokusu u nekoj fokalnoj ravni FF, nešto udaljenoj od glavne žarišne ravni F'F', prolazeći paralelno s njom kroz glavni fokus.

Ako je predmet na beskonačnoj udaljenosti od sočiva, tada se njegova slika dobija u stražnjem fokusu sočiva F ' validan, naopačke i smanjena na sličnu tačku.

Ako je predmet blizu sočiva i na udaljenosti većoj od dvostruke žižne daljine sočiva, tada će njegova slika biti validan, naopačke i smanjena i nalaziće se iza glavnog fokusa na segmentu između njega i dvostruke žižne daljine.

Ako se objekt postavi na dvostruko većoj žižnoj daljini od sočiva, onda je rezultirajuća slika na drugoj strani sočiva na dvostrukoj žižnoj daljini od njega. Slika se dobija validan, naopačke i jednake veličine predmet.

Ako se objekt postavi između prednjeg fokusa i dvostruke žižne daljine, tada će slika biti snimljena izvan dvostruke žižne daljine i bit će validan, naopačke i uvećano.

Ako je predmet u ravnini prednjeg glavnog fokusa sočiva, tada će zraci, prošavši kroz sočivo, ići paralelno, a slika se može dobiti samo u beskonačnosti.

Ako je predmet postavljen na udaljenosti manjoj od glavne žižne daljine, tada će zraci napustiti sočivo u divergentnom snopu, bez da se nigdje ukrste. Ovo rezultira slikom imaginarni, direktno i uvećano, tj. u ovom slučaju sočivo radi kao lupa.

Lako je uočiti da kada se objekt približava iz beskonačnosti prednjem fokusu sočiva, slika se udaljava od zadnjeg fokusa, a kada predmet dosegne prednju fokusnu ravninu, ispada da je u beskonačnosti od nje.

Ovaj obrazac je od velike važnosti u praksi različitih vrsta fotografskog rada, stoga je za utvrđivanje odnosa između udaljenosti od objekta do objektiva i od objektiva do ravni slike potrebno poznavati osnovne formula sočiva.

Formula tankih sočiva

Udaljenosti od tačke predmeta do centra sočiva i od tačke slike do centra sočiva nazivaju se konjugovane žižne daljine.

Ove količine zavise jedna od druge i određene su formulom tzv formula tankih sočiva:

gdje je udaljenost od sočiva do objekta; - udaljenost od sočiva do slike; je glavna žižna daljina sočiva. U slučaju debelog sočiva, formula ostaje nepromijenjena s jedinom razlikom što se udaljenosti ne mjere od centra sočiva, već od glavnih ravnina.

Za pronalaženje jedne ili druge nepoznate veličine sa dvije poznate, koriste se sljedeće jednadžbe:

Treba napomenuti da su znakovi količina u , v , f se biraju na osnovu sljedećih razmatranja - za stvarnu sliku od stvarnog objekta u sabirnoj leći - sve ove veličine su pozitivne. Ako je slika imaginarna - udaljenost do nje se uzima negativna, ako je objekt imaginaran - udaljenost do nje je negativna, ako je sočivo divergentno - žižna daljina je negativna.

Skala slike

Skala slike () je omjer linearnih dimenzija slike prema odgovarajućim linearnim dimenzijama objekta. Ovaj odnos se može indirektno izraziti kao razlomak, gde je rastojanje od sočiva do slike; je udaljenost od sočiva do objekta.

Ovdje postoji faktor redukcije, tj. broj koji pokazuje koliko su puta linearne dimenzije slike manje od stvarnih linearnih dimenzija objekta.

U praksi proračuna, mnogo je zgodnije ovaj omjer izraziti u terminima ili , gdje je žižna daljina sočiva.

.

Proračun žižne daljine i optičke snage sočiva

Objektivi su simetrični, odnosno imaju istu žižnu daljinu bez obzira na smjer svjetlosti - lijevo ili desno, što se, međutim, ne odnosi na druge karakteristike, kao što su aberacije, čija veličina ovisi s koje strane sočivo je okrenuto prema svjetlu.

Kombinacija više sočiva (centrirani sistem)

Objektivi se mogu međusobno kombinovati za izgradnju složenih optičkih sistema. Optička snaga sistema od dva sočiva može se naći kao jednostavan zbir optičkih snaga svakog sočiva (pod uslovom da se oba sočiva mogu smatrati tankim i da se nalaze blizu jedno drugom na istoj osi):

.

Ako se sočiva nalaze na određenoj udaljenosti jedna od druge i njihove ose se poklapaju (sistem proizvoljnog broja sočiva sa ovim svojstvom naziva se centriran sistem), onda se njihova ukupna optička snaga može naći sa dovoljnim stepenom tačnosti iz sljedeći izraz:

,

gdje je rastojanje između glavnih ravnina sočiva.

Nedostaci jednostavnog sočiva

U modernoj fotografskoj opremi postavljaju se visoki zahtjevi za kvalitetom slike.

Slika koju daje jednostavan objektiv, zbog niza nedostataka, ne ispunjava ove zahtjeve. Otklanjanje većine nedostataka postiže se odgovarajućim odabirom većeg broja sočiva u centriranom optičkom sistemu – sočivu. Slike snimljene jednostavnim objektivima imaju različite nedostatke. Nedostaci optičkih sistema nazivaju se aberacije, koje se dijele na sljedeće vrste:

• Geometrijske aberacije
• Difrakciona aberacija (ova aberacija je uzrokovana drugim elementima optičkog sistema, i nema nikakve veze sa samim sočivom).

Leće sa posebnim svojstvima

Organska polimerna sočiva

Kontaktne leće

kvarcna sočiva

Silikonska sočiva

Silicijum kombinuje ultra-visoku disperziju sa najvišim apsolutnim indeksom prelamanja od n=3,4 u IR opsegu i potpunom neprozirnošću u vidljivom opsegu.

Vrste sočiva

Refleksija i prelamanje svjetlosti se koristi za promjenu smjera zraka ili, kako kažu, za kontrolu svjetlosnih zraka. To je osnova za stvaranje posebnih optičkih instrumenata, kao što su, na primjer, lupa, teleskop, mikroskop, kamera i drugi. Glavni dio većine njih je sočivo. Na primjer, naočale su leće zatvorene u okvir. Već ovaj primjer pokazuje koliko je upotreba sočiva važna za osobu.

Na primjer, na prvoj slici boca je onakva kakvu je vidimo u životu,

a na drugom, ako ga gledamo kroz lupu (isto sočivo).

U optici se najčešće koriste sferna sočiva. Takva sočiva su tijela napravljena od optičkog ili organskog stakla, omeđena dvije sferne površine.

Leće su prozirna tijela ograničena s obje strane zakrivljenim površinama (konveksnim ili konkavnim). Prava linija AB koja prolazi kroz centre C1 i C2 sfernih površina koje omeđuju sočivo naziva se optička os.

Ova slika prikazuje dijelove dva sočiva sa centrima u tački O. Prvo sočivo prikazano na slici naziva se konveksno, drugo se naziva konkavno. Tačka O koja leži na optičkoj osi u centru ovih sočiva naziva se optički centar sočiva.

Jedna od dvije granične površine može biti ravna.

Leća sa leve strane su konveksna

desno - konkavno.

Razmotrit ćemo samo sferna sočiva, odnosno sočiva ograničena s dvije sferne (sferične) površine.
Leće omeđene sa dve konveksne površine nazivaju se bikonveksne; sočiva ograničena s dvije konkavne površine nazivaju se bikonkavna.

Usmjeravajući snop zraka paralelno glavnoj optičkoj osi sočiva na konveksno sočivo, vidjet ćemo da se nakon prelamanja u sočivu ovi zraci skupljaju u tački koja se naziva glavni fokus sočiva.

- tačka F. Sočivo ima dva glavna fokusa, sa obe strane na istoj udaljenosti od optičkog centra. Ako je izvor svjetlosti u fokusu, tada će zraci nakon prelamanja u sočivu biti paralelni s glavnom optičkom osi. Svako sočivo ima dva fokusa, po jedno sa svake strane sočiva. Udaljenost od sočiva do njegovog fokusa naziva se žižna daljina sočiva.
Usmjerimo snop divergentnih zraka iz točkastog izvora koji leži na optičkoj osi na konveksno sočivo. Ako je udaljenost od izvora do sočiva veća od žižne daljine, tada će zraci, nakon prelamanja u sočivu, u jednoj tački preći optičku os sočiva. Stoga, konveksna leća prikuplja zrake koje dolaze iz izvora koji se nalaze na udaljenosti od sočiva većoj od njegove žižne daljine. Stoga se konveksno sočivo inače naziva konvergentno sočivo.
Kada zraci prolaze kroz konkavno sočivo, uočava se drugačija slika.
Pošaljimo snop zraka paralelan optičkoj osi na bikonkavno sočivo. Primetićemo da će zraci izlaziti iz sočiva u divergentnom snopu. Ako ovaj divergentni snop zraka uđe u oko, tada će se posmatraču činiti da zraci izlaze iz tačke F. Ova tačka se naziva imaginarni fokus bikonkavnog sočiva. Takvo sočivo se može nazvati divergentnim.

Slika 63 objašnjava djelovanje sabirnih i divergentnih sočiva. Leće se mogu predstaviti kao veliki broj prizmi. Pošto prizme odbijaju zrake, kao što je prikazano na slikama, jasno je da sočiva sa izbočenjem u sredini sakupljaju zrake, a sočiva sa izbočenjem na ivicama ih raspršuju. Sredina sočiva djeluje kao ravnoparalelna ploča: ne odbija zrake ni u sabirnoj ni u divergentnoj leći

Na crtežima su konvergentna sočiva označena kao što je prikazano na slici lijevo, a divergentna - na slici desno.

Među konveksnim sočivima razlikuju se: bikonveksna, plano-konveksna i konkavno-konveksna (na slici). Kod svih konveksnih sočiva, sredina reza je šira od ivica. Ova sočiva se nazivaju konvergentna sočiva. Među konkavnim sočivima postoje bikonkavna, plano-konkavna i konveksno-konkavna (na slici). Sva konkavna sočiva imaju uži srednji dio od rubova. Ova sočiva se nazivaju divergentna sočiva.

Svjetlost je elektromagnetno zračenje koje oko percipira vizualnim osjetom.

• Zakon pravolinijskog širenja svjetlosti: svjetlost u homogenom mediju širi se pravolinijski
• Izvor svjetlosti čije su dimenzije male u odnosu na udaljenost do ekrana naziva se tačkasti izvor svjetlosti.

• Upadni snop i reflektovani snop leže u istoj ravni sa okomom koja je vraćena na reflektujuću površinu u tački upada. Upadni ugao jednak je uglu refleksije.
• Ako se tačkasti predmet i njegov odraz zamijene, putanja zraka se neće promijeniti, samo će se promijeniti njihov smjer.

Reflektirajuća površina koja zijeva naziva se ravno ogledalo ako snop paralelnih zraka koji pada na nju ostane paralelan nakon refleksije.

• Sočivo čija je debljina mnogo manja od radijusa zakrivljenosti njegovih površina naziva se tanko sočivo.
• Sočivo koje pretvara snop paralelnih zraka u konvergentni i skuplja ga u jednu tačku naziva se konvergentno sočivo.
• Sočivo koje pretvara snop paralelnih zraka u divergentne - divergentne.

Za konvergentno sočivo

Za divergentna sočiva:

Na svim pozicijama objekta, sočivo daje smanjenu, imaginarnu, direktnu sliku koja leži na istoj strani sočiva kao i predmet.

Svojstva oka:

• akomodacija (postiže se promjenom oblika sočiva);
• adaptacija (prilagođavanje različitim uvjetima osvjetljenja);
• oštrina vida (sposobnost odvojene razlike između dvije bliske tačke);
• vidno polje (prostor koji se posmatra kada se oči pomeraju, a glava miruje)

defekti vida

miopija (korekcija - divergentno sočivo);

dalekovidost (korekcija - konvergentno sočivo).

Tanko sočivo je najjednostavniji optički sistem. Jednostavne tanke leće koriste se uglavnom u obliku naočara za naočale. Osim toga, dobro je poznata upotreba sočiva kao povećala.

Djelovanje mnogih optičkih uređaja - projekcijske lampe, kamere i drugih uređaja - može se shematski uporediti s djelovanjem tankih sočiva. Međutim, tanko sočivo daje dobru sliku samo u relativno rijetkom slučaju kada se može ograničiti na uski jednobojni snop koji dolazi iz izvora duž glavne optičke ose ili pod velikim kutom prema njemu. U većini praktičnih problema, gdje ovi uvjeti nisu ispunjeni, slika koju proizvodi tanko sočivo je prilično nesavršena.
Stoga se u većini slučajeva pribjegava konstrukciji složenijih optičkih sistema koji imaju veliki broj prelamajućih površina i nisu ograničeni zahtjevom blizine ovih površina (zahtjev koji zadovoljava tanko sočivo). [ četiri ]

4.2 Fotografski aparati. Optički uređaji.

Svi optički uređaji mogu se podijeliti u dvije grupe:

1) uređaji pomoću kojih se na ekranu dobijaju optičke slike. To uključuje projekcijske uređaje, kamere, filmske kamere itd.

2) uređaji koji rade samo u sprezi sa ljudskim očima i ne formiraju slike na ekranu. To uključuje lupu, mikroskop i razne instrumente teleskopskog sistema. Takvi uređaji se nazivaju vizualni.

Kamera.

Moderne kamere imaju složenu i raznoliku strukturu, ali ćemo razmotriti od kojih se osnovnih elemenata sastoji kamera i kako oni rade.