Око-оптична система.Вади зору

Око являє собою оптичну систему, яка дає зображення на світочутливій сітчастій оболонці очного яблука — сітківці.

Око як оптичний прилад складається з чотирьох лінз

1) рогова оболонка — основна за оптичною силою лінза;

2) опукло-ввігнута рідка лінза (передня камера) — розсіювальна лінза, основний компенсатор аберації в оптичній системі ока;

3) кришталик — лінза, яка забезпечує акомодацію ока;

4) склоподібне тіло

Наймасовіший недолік — нечітка видимість близьких або віддалених предметів.

Видимість предметів змінюється з віком людини: десятирічна дитина бачить добре предмет не ближче 7 см, в 45 років — 33 см, а в 70 років необхідні окуляри для розгляду близьких предметів. Так протягом життя падає здатність кришталика змінювати свою кривизну, розвивається далекозорість.

Інший дефект зору — короткозорість. Розвивається короткозорість від тривалого напруження зору (спазм акомодації), пов'язаного з недостатньою освітленістю. Встановлено, що в молодших класах середньої школи короткозорих дітей небагато, але їх стає більше в середніх і старших класах. Найчастіше короткозорістьрозвивається до 16—18 років.

Короткозорість і далекозорість виправляються окулярами та вправами для очей.

Дальтонізм

Якщо в сітківці ока відсутнє або послаблене сприйняття одного з трьох основних кольорів, то людина не сприймає деякі кольори. Є "кольоровосліпі" на червоний (протанопи), зелений (дейтеранопи) і синьо-фіолетовий (тританопи) колір. Рідко зустрічається парна або навіть повна колірна сліпота. Частіше зустрічаються люди, які не можуть відрізнити червоний колір від зеленого. Ці кольори вони сприймають як сірі. Така вада зору була названа дальтонізмом - по імені англійського вченого Д. Дальтона, який сам страждав таким розладом кольорового зору і вперше описав його.

Дальтоніків не допускають до керування транспортом. Дальтонізм невиліковний, передається спадково (причому, ця вада зчеплена зі статтю: абсолютна більшість хворих - чоловіки) або виникає після деяких очних і нервових хвороб. Дуже важливе правильне сприйняття кольорів для моряків, льотчиків, хіміків, художників.

43.Інтерференція світла.Дифракція світла.Дифракційна решітка.

Інтерференція світла — перерозподіл інтенсивності світла в результаті накладення (суперпозиції) декількох світлових хвиль. Це явище супроводжується чергуванням в просторі максимумів і мінімумів інтенсивності. Її розподіл називається інтерференційною картиною.

Дифра́кція — явище, що виникає при поширенні хвиль (наприклад, світлових і звукових хвиль). Суть цього явища полягає в тому, що хвиля здатна оминати перешкоди. Це зумовлює те, що хвильовий рух спостерігається в області за перешкодою, куди хвиля не може потрапити прямо. Явище пояснюється інтерференцією хвиль на краях непрозорих об'єктів або неоднорідностях між різними середовищами на шляху поширення хвилі. Прикладом може бути виникнення кольорових світлових смуг в області тіні від краю непрозорого екрана.

Дифракція добре проявляється тоді, коли розмір перешкоди на шляху хвилі порівняний з її довжиною або менший.

Дифракційна ґратка — оптичний елемент з періодичною структурою, здатний впливати на поширення світлових хвиль так, що енергія хвилі, яка пройшла через ґратку, зосереджується в певних напрямках. Напрямки поширення цих пучків залежать від періоду ґратки та довжини світлових хвиль, тобто дифракційна ґратка працює як дисперсійний елемент. Монохроматичний світловий пучок, що падає на ґратку, теж розділиться на декілька пучків, які поширюються в різних напрямках. Дифракційні ґратки широко застосовуються у монохроматорах і спектрометрах.

44. Випромінювання та спектри.

Для того щоб атом почав випромінювати, йому необхідно передати певну енергію. Електромагнітні хвилі бувають різної довжини. Світло становить тільки невеличку частину цього різноманіття хвиль.

Хоча всі хвилі мають багато відмінностей, але мають одну природу, кінцеву швидкість і загальні хвильові властивості.

Різниця у властивостях пов’язана з джерелом хвиль. Жодне джерело не дає монохроматичного світла. Спектр може бути суцільним, лінійчатим, смугастим.

Суцільний спектр випромінюють тіла, які знаходяться у твердому або рідинному стані, а також сильно стиснуті гази. Для отримання суцільного спектру треба нагріти тіло до високої температури (наприклад, Сонце, електрична дуга, високотемпературна плазма).

Лінійчатий спектр дають усі речовини в газоподібному атомарному стані. Дослідження лінійчатих спектрів речовини дозволяє визначити, з яких хімічних елементів вона складається, і в якій кількості міститься будь-який елемент у даній речовині.

Смугасті спектри утворюються не атомами, а молекулами, не пов’язаними одна з одною.

45.Х-промені(Рентгенівські).Ультрафіолетові(УФ) та інфрачервоні(ІЧ)промені.

Вивчаючи проходження ел. Струму крізь вакуум нім.фізик Вільгельм Рентген відкрив новий вид невидимих променів які за своїми властивостями відрізнялися від ІЧ та УФ.Проводячи експерименти з катодними променями Рентген зауважив що розташований поблизу вакуумної трубки екран покритий платиносинеродистим Барієм-яскраво світиться хоча трубка закрита чорним чохлом непрозорим для електронів.Оскільки природа цих променів була відома то Рентген назвав їх Х-промені які пізніше були названі рентгенівські.рентгенівські промені-короткі електромагнітні хвилі довжиною 10^-8-10^-11м.Вониможуть проникати через деякі непрозорі для видимого світла матеріали.Джерелами є рентгенівська трубка,радіоактивні ізотопи,прискорювачі та накопичувачі електронів.Вони легко проникають через речовини що скл.з атомів з малою атомною масою(дерево,м*язи) але помітно поглинаеться матеріалами чкі скл. з атомів важких елементів(метали,кіски)

Завдяки особливостям рентгенівського випромінювання рентген широко застосовують у медицині для виявлення змін в організмі і в техніці для виявлення дефектів у деталях машин,в хімії вик.для аналізу сполук.

Рентгенотерапія-метод променевої терапії здійснюваної за допомогою рент. випр. Генерованого спеціальними медичними рентгено-терапевтичними апаратами.За допомогою рентгену виявляють:бронхіт,пневмонію,пухлини,грижі,сколіози та ін.

Ультрафіолетове випромінювання— невидиме оком людини електромагнітне випромінювання

Випромінювання розжарених до 3000 K твердих тіл містить помітну частку ультрафіолетового випромінювання неперервного спектру, інтенсивність якого зростає із збільшенням температури.

Природні джерела ультрафіолетового випромінювання — Сонце, зірки, туманності й ін. космічні об'єкти. Проте лише довгохвильова частина цього випромінювання досягає земної поверхні. Більш короткохвильове випромінювання поглинається озоном, киснем та іншими компонентами атмосфери.

Дія ультрафіолетового опромінення на шкіру, що перевищує природну захисну здатність шкіри (засмага) призводить до опіків. Тривала дія ультрафіолету сприяє розвитку меланоми, різних видів раку шкіри, прискорює старіння і поява зморшок. При контрольованому дії на шкіру ультрафіолетових променів, одним з основних позитивних факторів вважається утворення на шкірі вітаміну D, за умови, що на ній зберігається природна жирова плівка. Жир шкірного сала, що знаходиться на поверхні шкіри, піддається дії ультрафіолету і потім знову вбирається в шкіру. Але якщо змити шкірний жир перед тим, як вийти на сонячне світло, вітамін D не зможе утворитися. Якщо прийняти ванну відразу ж після перебування на сонці і змити жир, то вітамін D може не встигнути вбратися в шкіру.

Інфрачерво́не випромі́нювання — оптичне випромінювання з довжиною хвилі більшою, ніж у видимого випромінювання. Людське око не бачить інфрачервоного випромінювання, органи чуття деяких інших тварин, наприклад, змій та кажанів, сприймають інфрачервоне випромінювання, що допомагає їм добре орієнтуватися в темряві.При підвищенні температури максимум зміщується в бік коротших хвиль, тобто в напрямку видимого діапазону. У зв'язку із залежністю спектру та інтенсивності інфрачервоного випромінювання від температури його часто називають тепловим випромінюванням.

Інфрачервона спектроскопія дозволяє отримати інформацію про структуру молекул і твердих тіл і типи атомних коливань у них. На інфрачервоний діапазон припадають частоти коливань атомів у молекулах і твердих тілах, а також, частково, частоти електронних переходів. В цій області лежать ширини заборонених зон вузькозонних напівпровідників, що створює можливості для використання напівпровідникових речовин у якості детекторів інфрачервоного світла й джерел електромагнітних хвиль у телекомунікаційних приладах. Матеріали, такі як кремній мають невелику ширину забороненої зони, а тому прозорі тільки в інфрачервоній області спектру. Відповідно, виготовлені на основі кремнію світлодіоди та лазери випромінюють тільки інфрачервоні хвилі. Інфрачервона спектроскопія особливо ефективна при дослідженні органічних речовини, оскільки частоти нормальних мод, що відповідають коливанням у радикалах на кшталт CH₂ добре відомі.

Одним із застосувань інфрачервоного випромінювання є прилади нічного бачення, що реєструють теплове випромінювання предметів оточення і перетворюють його у видиме зображення. У військовій техніці інфрачервоні промені використовуються також для наведення ракет на теплове випромінювання літаків і гелікоптерів.

Інфрачервоні випромінювачі застосовують у промисловості для сушіння лакофарбових поверхонь. Інфрачервоний метод сушіння має істотні переваги перед традиційним, конвекційним методом.Час роботи і витрачена енергія при сушінні інфрачервоними променями менше тих же показників при традиційних методах. Позитивним побічним ефектом так само є стерилізація харчових продуктів, збільшення стійкості до корозії поверхонь що покриваються фарбами. Недоліком же є істотно велика нерівномірність нагрівання, що в ряді технологічних процесів абсолютно неприйнятно. Особливістю застосування ІЧ-випромінювання в харчовій промисловості є можливість проникнення електромагнітної хвилі у такі капілярно-пористі продукти, як зерно, крупа, борошно тощо на глибину до 7 мм. Ця величина залежить від характеру поверхні, структури, властивостей матеріалу і частотної характеристики випромінювання

46.Фотометрія.Сила світла.Яскравість.Світловий потік.Закони освітленості.норми освітленості.

47.Квантова природа світла.Корпускулярно-хвильовий дуалізм.Явище фотоефекту.

Квантова оптика-розділ вчення про світло,в якому вивчається дискретний

характер випромінювання,розповсюдження і взаємодії світла з речовиною.

Корпускулярно-хвильовий дуалізм.Світло завжди має як хвильові так і квантові властивості,але в одних випадках більш виразно виражаються хвильові власті(інтерференція,дифракція),а в інших квантові властивості(фотоефект).У цьому і полягає явище корпускулярно-хвильового дуалізму.

Фотоефект-явище взаємодії світла з речовиною,в результаті чого енергія передається електронам речовини.для твердих і рідких тіл розрізняється зовнішній та внутрішній фотоефект.При зовнішньому фотоефекті поглинання фотонів супроводжується ви літом електронів за межі тіла.при внутрішньому фотоефекті електрони,що вирвані з атомів,молекул або іонів,зал ишаються у середині речовни,але змінюють енергії електронів.У газах фотоефект полягає в явищі фотоіонізації-вириванні електронів з атомів й молекул газу під дією світла.

Основні досліди фотоелектричного ефекту

Метал випускає під дією світла електрони що можуть створювати електричний струм.Заряджені частинки,що вириваються світлом,прискорюються напругою у 100.000 V і летять у вигляді променів(пучки) на екрані,що світиться.Магнітне поле впливає на них так само,як на катодний промінь.Їх можна відхилити в строну постійним магнітом чи звести в пляму,що яскраво світиться надівши соленоїд зі струмом.

Фундаментальна стала

H=6.62*10^-34 Вт*с²

Рівняння фотоефекту

eU=h(V-V_g)

з нього можна вивести такі наслідки:

1. hV означає кінетичну енергію електронів у середині опромінює мого тіла.Електрони отримують її від світла в елементарному акті поглинання.

eU=hV

тобто енергія світда поглинається окремими порціями що залежать від V частоти.Елементарна порція енергія hV-називається квантом світла.

2.hV_g,що залежить від речовини,має лише другорядне значення.Вона визначає втрату енергії при виході через поверхню тіла.

48.Досліди Резерфорда.Постулати Бора.Випромінювання та поглинання енергії.

Резерфорд на підставі спостережень за розсіюванням α-частинокпри проходженні їх через золоту фольгу обґрунтував модель атома.Атом складається з ядра,який займає дуже малий об*єм порівняно з об*ємом атома,навколо нього по певних орбітах рухаються електрони.Недоліком ядерної моделі з електронами,що рухаються навколо ядра по орбітам різних радіусів,так і моделі з електронами,що рухаються по спіральній орбіті.Недоліком є нестійкість такої системи.Заряджена частинка,яка рухається по колу повинна випромінювати втрачаючи внаслідок цього енергію,тому траєкторію електрона повинна бути спіраль,а не коло.Формальне подолання цього недоліку запропонував Бор,сформулювавши наступні твердження(постулати Бора):

1)В атомі існує набір стаціонарних орбіт рух електронів по яких не супроводжується зміною енергії.

2)При переході електрона з однієї орбіти на іншу його енергія змінюється стрибкоподібно.Переходи електронів з ближніх орбіт на віддалені-це результат поглинання квантів світла,а при зворотніх переходах-це випускання фотонів.

49.Явище природньої радіоактивності.Біологічна дія випромінювання.

51.Ядерні реакції.Склад та розміри ядра.

52.Реакція ділення.Ядерний реактор.Застосування ядерної енергії.

53.Вплив ядерної енергії на навколишнє середовище.Поняття про термоядерну реакцію.

54.Енергія сонця та зірок.Керування термоядерною реакцією.Отримання радіоактивних ізотопів та їх використання.

55.Реакція ділення.Ядерний реактор.Застосування ядерної енергії.