Optika ve tmě
Kaleidoskop 2010 21. 1. 2010
Optika a tma ?
Optika je vědní obor, který se zabývá zářením (světlem). Tma je prostor bez světla (záření). Takový prostor nemůže fyzikálně existovat. Slovo tma vyjadřuje jen pocit nedostatku světla.
Princip dalekohledu
1608
Galileův dopis z května 1609
“To mě nakonec přivedlo k tomu, abych se sám plně věnoval zkoumání principů a pochopení způsobu, kterým mohu dojít ke stvoření podobného přístroje, čehož jsem dosáhl krátce poté na základě vědecké refrakce.”
Muzeum historie vědy ve Florencii Dalekohled GAL1 zvětšení 14x
Dalekohled GAL2 zvětšení 21x
Objektiv GAL3 f´=1710mm
Galileova mapaMěsíce
Pochybnosti o Galileových objevech
„Všichni potvrdili, že instrument klame. A Galileo brzy ráno sklíčený odjel.“
Johannes Kepler: Dodatky k Vitelovi (1604)
Kepler: Dioptrice (1611) Keplerův a holandský dalekohled
Keplerův dalekohled
3000 let stará čočka
Nález z roku 1850 zříceniny Babylonu - John Layard
Lupa? Zápalné sklo?
Aristofanés: Oblaky premiéra divadelní hry - 423 před Kr.
Strepsiadés Viděl jsi už v obchodech ten krásný kámen, co je průhledný, a co s ním můžeš zapalovat?
Sokratés Krystal?
Strepsiadés Ano, co myslíš, kdybych jej tak vzal, až bude chystat písař obsílku a nastavil jej z dálky proti slunci a na obsílce smazal písmena.
Eukleidés (asi 365 – 280 před Kr.)
Základy - aritmetika Catoptrics - teorie zrcadel
Optics - paprsky vychází z oka
Archimedés ze Syrakusách - 212 před Kr.
Pokusy ověřující možnost zapálení lodí:
v roce 1973 – ano V roce 2007 – spíše ne
Robert Grosseteste (1175 - 1253)
De Luce Světlo je krásné samo o sobě, protože jeho přirozenost je prostá. De Iride „Tato část optiky, když jí dobře rozumíme, nám ukazuje, co můžeme udělat, aby věci, které jsou velmi vzdálené se jevily tak, jako by byly velmi blízko ...“
Roger Bacon (1214-1294) Opus Majus „Divy refrakce vidění jsou stále větší... Tak můžeme zajistit, že Slunce, Měsíc a hvězdy zdánlivě sestoupí sem dolů. A podobně se blízko objeví hlavy našich nepřátel, a můžeme zjistit mnoho podobných jevů tak, že mysl člověka, který ignoruje tyto pravdy je nemůže snést.“
Nicole Oresme (1320-1382) De vision stellarum Jsou hvězdy tam, kde je vidíme? Nejsou. Světlo se nešíří přímočaře, ale po křivce, která odpovídá změnám hustoty prostředí – atmosferická refrakce. Barvy jsou části bílého světla.
Otázky 15. a 16. století - odkud vychází paprsky?
Paprsky z předmětu?
Paprsky vidění z oka?
Vzájemná kombinace? Leonardo da Vinci 1491
J. Kepler: Paralipomena k Vitelovi (1604) Popis funkce oka
„Říkám, že vidění nastává, když obraz celého poloprostoru před okem a ještě o něco víc se vytvoří na bílé, do červena zbarvené stěně konkávní plochy sítnice.“
Vynález brýlí v Evropě - 1280
Olomoucká tradice výuky optiky - 1756
Nepomucen Polanský: O barvách přírody
tyčinky
400
relativní citlivost čípků
relativní citlivost tyčinek
Spektrální citlivost oka
čípky
500
600
700
Míchání barev
Barevný trojúhelník
Barevný CCD snímač a sítnice oka
Velikost osvětlení
Atom křemíku v krystalové mřížce - kovová vazba
Vlastní polovodič
Princip fotonásobiče Einsteinův zákon
1 2 h ν= A v 2
A … výstupní práce v … rychlost elektronu
Kanálkový zesilovač obrazu luminofor
mnoho fotonů
Princip zesilovače obrazu
Noktovizní přístroje v armádě
Frederick William Herschel - 1800
Objev infračerveného záření
Johann Wilhelm Ritter - 1801
Objev ultrafialového záření
Spektrální vyzařování Slunce
Slepota Slunce
Propustnost atmosféry Země
Objekt-zdroj, prostředí, optika, detektor
Planckovo vyzařování černých těles
Záření černého tělesa pro teploty života
Emisivita cíle a pozadí
Chlazená termovize
Nechlazená termovize – odporový bolometr
Rozlišovací schopnost
y = 1.22 λ c
VIS
λ=0.5 μm
MWIR
LWIR
λ=4.0 μm
λ=10 μm
Termovize v armádě
Termovize pro ochranu a bezpečnost
IČ v lékařství, diagnostice, umění, ...
Astronomie - Herschelův dalekohled -2009
Záření černých tělěs – logaritmická stupnice
Výzkum mikrovlnného pozadí
Teorie souhlasí s pozorováním
Děkujeme za Vaši pozornost
