OPTINIAI PRIETAISAI Pareng Ries gimnazijos IIc klass mokinys

OPTINIAI PRIETAISAI Parengė Riešės gimnazijos IIc klasės mokinys Karolis Milius. Fizikos mokytoja metodininkė Irina Gaidamovič Konkursas „Fizikos bandymai aplink mus 2017“

Turinys Optiniai prietaisai Lupa Žiūronas Mikroskopas Teleskopas Grafoprojektoriai Fotoaparatas 1 Bandymas. Fotoaparatas su skyle 2 Bandymas. Vandens lupa. 3 bandymas. Žiūronas 4 bandymas. Mikroskopas ir žiūronai Testas Atsakymai Uždavinių sprendimas Literatūra

Optiniai prietaisai Optinis prietaisas – įrenginys veikiantis sudėtingų fizinių reiškinių pagrindu, susijęs su optika, šviesa, regėjimu.

Lupa - didinamasis stiklas arba tai trumpo židinio nuotolio glaudžiamasis lęšis. 1. Stebimas daiktas dedamas tarp lęšio ir jo pagrindinio židinio. 2. Stebimas daiktas dedamas nuo lęšio tokiu atstumu, kad jo atvaizdas susidarytų geriausio matymo nuotoliu (f = 25 cm).

Žiūronas – optinis prietaisas, skirtas tolimų kūnų ar reiškinių stebėjimui. Žiūronai, kaip mėgėjiška stebėjimo technika, naudojami astronomijoje stebėti kosminius kūnus. Žiūronų teleskopai turi po dvi prizmes. Jos atspindi objekto skleidžiamus šviesos spindulius, sukurdamos neapverstą tiesų vaizdą. Dėl to žiūronai yra nedideli, jais paprasta naudotis.

Mikroskopas (iš graikų mikrós: mažas; skopein: stebėti) yra optinis prietaisas skirtas stipriai padidintam, plika akim neįžiūrimų objektų (arba jų struktūros detalių), vaizdui gauti. Mikroskopas sudarytas iš dviejų glaudžiamųjų lęšių: • objektyvo (trumpo židinio nuotolio lęšis); • okuliaro (ilgo židinio nuotolio lęšis). Mikroskopo didinimas lygus objektyvo ir okuliaro didinimo sandaugai.

Mikroskopas

Mikroskopas Pirmojo mikroskopo išradimas paprastai priskiriamas Zacharijui Jansenui, kuris pirmąjį mikroskopą sukonstravo apie 1595 metus Nyderlanduose. Kadangi Zacharijus tuo metu buvo labai jaunas, manoma, kad pirmąjį mikroskopą galėjo sukurti jo tėvas Hansas. Šis pirmasis Jansenų sukurtas sudėtinis mikroskopas buvo paprastas vamzdelis su lęšiais abiejuose galuose.

Mikroskopas Prie pirmųjų mikroskopų tobulinimo prisidėjo ir anglų išradėjas Robertas Hukas (Robert Hooke, 1635 -1703). Tokie pirmieji mikroskopai didino nuo 3 iki 9 kartų. Šiuolaikiniai tokio tipo mikroskopai didina virš 400 kartų. Optinio mikroskopo didinimo galimybes riboja difrakcijos fenomenas.

Teleskopas - prietaisas tolimiems objektams stebėti. Jis sudarytas iš dviejų glaudžiamųjų lęšių: • objektyvo (ilgo židinio nuotolio lęšis); • okuliaro (trumpo židinio nuotolio lęšis).

Teleskopas daug kartų didina tolimo objekto atvaizdą. Paprasčiausiai lęšinis teleskopas sudarytas iš vamzdžio ir dviejų glaudžiamųjų lęšių. Pro jį matomas apverstas ir tarsi priartintas objekto atvaizdas. Didelio skersmens objektyvas surenka daug šviesos, todėl pro teleskopą galima stebėti ir mažus dangaus šviesulius. Dideli optiniai teleskopai sukonstruoti kiek kitaip: juose įtaisyti kreivieji, plokštieji veidrodžiai ir lęšiai. Pirmasis astronomijai teleskopą 1610 m. panaudojo italų astronomas Galilėjus.

Teleskopas Didieji pasaulio teleskopai yra unikalūs didelio tikslumo mechaniniai, optiniai ir elektroniniai prietaisai. Juos projektuojant ir gaminant, susiduriama su techninėmis problemomis. Dešimčių ir net šimtų tonų masės teleskopai turi būti nukreipiami į dangaus objektus 1″ tikslumu. Teleskopas suprojektuojamas ir pagaminamas per keletą metų. Didžiausi teleskopai kainuoja daugiau nei 100 mln. JAV dolerių. Didesnius kaip 8 m skersmens teleskopų veidrodžius sunku pagaminti, todėl jie sudaromi iš mažesnių. Didžiausias Lietuvoje ir Šiaurės Europoje yra Molėtų observatorijos 165 cm skersmens Ričio ir Kretjeno sistemos reflektorius.

Grafoprojektoriai Grafoprojektorius – tai įrenginys, kuriuo ant sienos ar ant ekrano galima projektuoti iš anksto paruoštas ar tiesiog pranešimo metu braižomas skaidrias plėveles. Jis ypač patogus naudoti ten, kur nėra rašomosios lentos. Pagal konstrukciją grafoprojektoriai gali būti stacionarieji ir nešiojamieji.

Grafoprojektoriai Stacionariais grafoprojektoriais gaunamas kokybiškas vaizdas, jie yra didesni, sunkesni, todėl patogiausia juos naudoti vienoje patalpoje, o pervežti iš vienos vietos į kitą – padėjus ant specialaus stalelio su tekinukais. Jei nėra sąlygų grafopropjektoriaus laikyti vienoje patalpoje ir jis bus dažnai nešiojamas, geriau įsigyti nešiojamąjį, kuris po panaudojimo gali būti sulankstomas į lagaminėlį. Tačiau šie projektoriai brangesni ir jų techniniai parametrai yra kiek prastesni už stacionariųjų.

Fotoaparatas - prietaisas daiktų atvaizdui gauti šviesiai jautrioje medžiagoje. Fotoaparatas susideda iš neperšviečiamos kameros, objektyvo ir fotojuostelės. Trumpam prasivėrus objektyvui, juostelėje susidaro sumažintas, apverstas, tikrasis daikto atvaizdas. Juostelę paveikus specialiais chemikalais, jį galima „išryškinti“ ir perkelti į popierių (padaryti fotografiją). Skaitmeninio fotoaparato objektyvu gautus vaizdus matome monitoriaus ekrane.

Fotoaparatas išsivystė iš „camera obscura“ pirmtako, žinomo jau Antikoje. VI a. pr. m. e. Aristotelis aprašė šį fenomeną stebint Saulės užtemimą. Apie 1500 metus Leonardo da Vinci ją naudojo objektams projektuoti į popierių, drobę, o 1515 m. aprašė „camera obscura“. 1550 m. Jerome Cordan vietoje skylutės panaudojo abipus iškilų lęšį. 1650 m. „camera obscura“ jau turėjo įvairaus židinio lęšių, ją naudojo dailininkai ekspozicijoms piešti.

Fotoaparatas 1840 m. J. Petzvalis išrado foto objektyvą. 1816 m. Naiseforas Njepsas (Nicephore Niepce) bandė užfiksuoti „camera obscura“ sudaromą vaizdą. 1839 m. pirmąją išsilaikiusią „heliografiją“ padarė N. Njepsas. 1880 m. Didžiojoje Britanijoje pagamintas pirmasis 2 objektyvų fotoaparatas, kuriame atvaizdas buvo gaunamas plokštelėje. 1888 m. JAV pradėti gaminti Kodak fotoaparatai, naudojantys ritinines fotografines juostas, 1925 m. – siaurajuostes fot. juostas naudojanti Leica, 1928 m. veidrodinis 2 objektyvų Rolleyflex, 1936 m. – vieno objektyvo Exakta. Momentiniai fotoaparatai Polaroid sukurti 1972 m. , diskiniai – 1988 m.

Fotoaparatas Kelių lęšių objektyvu, įtaisytu metaliniame arba plastikiniame įtvare, į foto medžiagą projektuojamas vaizdas. Diafragma keičiant objektyvo angos skersmenį reguliuojamas pro objektyvą praeinantis šviesos srautas. Sklendė atveria objektyvo angą eksponavimui ir reguliuoja foto medžiagos eksponavimo trukmę (išlaikymą). Vaizdo ieškikliu, kurio optinė sistema dažniausiai gali atlikti ir tolimačio funkciją, nustatomi fotografuojamo vaizdo rėmai (kadras) ir ryškumas. Eksponavimo trukmė nustatoma rankiniu būdu arba automatiškai naudojant eksponometrą arba lenteles (ji priklauso nuo foto medžiagos jautrio ir apšvietos). Foto medžiagoje gaunamas neregimas fotografuojamo objekto atvaizdas.

Fotoaparatas Vaizdo ryškumas įvairiuose fotoaparatuose nustatomas nevienodai. Pastovaus židinio nuotolio fotoaparatuose jis priklauso nuo ryškumo zonos dydžio. Neveidrodiniai fotoaparatai turi tolimatį vaizdo ieškiklį, veidrodinių fotoaparatų (jie būna 1 arba 2 objektyvų) vaizdo ryškumas nustatomas fokusavimu matiniame stikle, į kurį vaizdas nukreipiamas per objektyvą veidrodėliu, fotografuojant perstatomu į eksponavimu netrukdančią padėtį.

Fotoaparatas Mėgėjiški fotoaparatai neturi fokusavimo ir eksponavimo trukmės nustatymo įtaisų. Momentiniais fotoaparatais Polaroid nuotraukos padaromos per kelias minutes pačiame fotoaparate; jame naudojamas difuzinio ryškumo fot. komplektas – filmas su dviem emulsijos sluoksniais (negatyviniu ir pozityviniu) ir su ryškinimo bei fiksavimo kapsulėmis.

Bandymai

1 Bandymas. Fotoaparatas su skyle Priemonės: tuščia dėžutė be dangčio, glaudžiamasis lęšis, žirklės, kartonas, popieriaus lapas, lipni juosta.

1 Bandymas. Fotoaparatas su skyle 1. 2. 3. 4. Darbo eiga: Iš kartono susukame tūtą, į ją įdedame glaudžiamąjį lęšį. Kartono dėžutėje padarome skylę, į ją įkišame tūtą. Kitoje pusėje priklijuojame popieriaus lapą. Prieš aparatą padedu telefoną, dėžutę stumdau kol vaizdas tampa ryškus.

1 Bandymas. Fotoaparatas su skyle Išvados: Pagaminau fotoaparatą. Atvaizdas kitoje pusėje gavosi apverstas ir sumažintas.

2 Bandymas. Vandens lupa. Priemonės: žirklės, lipni juosta, permatoma plastikinė folija, glaudžiamojo lęšio laikiklis, paveikslėlis.

2 Bandymas. Vandens lupa. Darbo eiga: 1. Ant glaudžiamojo lęšio laikiklio skylės užklijuojame gabalėlį permatomos plastikinės folijos. 2. Ant folijos užlašinu vandens, žiūriu į paveikslėlį, vaizdas atrodo padidintas.

2 Bandymas. Vandens lupa. Išvados: Sukonstravau lupą. Užlašinus vandens ant permatomos folijos, paveikslėlio vaizdas buvo padidintas, neapverstas.

3 bandymas. Žiūronas Priemonės: popieriaus lapas, du glaudžiamieji lęšiai, lipni juosta.

3 bandymas. Žiūronas Darbo eiga: 1. Išimu glaudžiamuosius lęšius iš laikiklių. 2. Iš popieriaus susuku tūtą, tiek viename, tiek kitame gale įdedu po lęšį.

3 bandymas. Žiūronas Išvados: Pagaminau žiūroną. Žiūriu pro pasigamintą žiūroną, matau padidintą, neapverstą vaizdą.

4 bandymas. Mikroskopas ir žiūronai Priemonės: puodelis su vandeniu, du cilindro formos indai – skirtingo skersmens.

4 bandymas. Mikroskopas ir žiūronai Darbo eiga: 1. Į cilindrus įpilu vandens. 2. Sustačiau indus į vieną eilę, keisdamas atstumą tarp indų, sufokusavau vaizdą. 3. Pridėjus figūrėlę arti indo vaizdas buvo padidintas, neapverstas. Žiūrint į toliau padėtą figūrėlę vaizdas buvo priartintas.

4 bandymas. Mikroskopas ir žiūronai Išvados: Sukonstravau mikroskopą. Pridėjus figūrėlę arti indo vaizdas buvo padidintas, neapverstas. Padariau žiūroną. Žiūrint į toliau padėtą figūrėlę vaizdas buvo priartintas.

Testas

1 klausimas Optinis prietaisas mažų daiktų padidintam atvaizdui gauti yra A. Projektorius. B. Teleskopas. C. Mikroskopas. D. Žiūronai.

2 klausimas Kokiems optiniams prietaisams būtini du lęšiai? A. Akiniams ir lupai. B. Teleskopui ir lupai. C. Mikroskopui ir fotoaparatui. D. Teleskopui ir mikroskopui.

3 klausimas Kaip vadinasi optinis prietaisas tolimiems objektams stebėti? A. Mikroskopas. B. Lupa. C. Projektorius. D. Teleskopas.

4 klausimas Kokį vaizdą objektyvo lęšis sukuria fotoaparato šviesai jautrioje plokštelėje? A. B. C. D. Tikrą, sumažintą, neapverstą. Tikrą, sumažintą, apverstą. Menamą, sumažintą, neapverstą. Menamą, sumažintą, apverstą.

5 klausimas Kokiu skaičiumi pažymėtas mikroskopo okuliaras? A. B. C. D. 1. 2. 3. 4.

6 klausimas Lupa – tai trumpo židinio nuotolio glaudžiamasis lęšis. Tiriamas daiktas dedamas tarp lęšio ir jo židinio. Kaip apibūdintumėte lupa gaunamą atvaizdą? A. Apverstas, padidintas, tikras. B. Neapverstas, sumažintas, menamas. C. Neapverstas, padidintas, menamas. D. Neapverstas, padidintas, tikras.

7 klausimas Kokį objekto atvaizdą suformuoja mikroskopo objektyvo ir okuliaro lęšių sistema? A. Tikrą ir apverstą. B. Menamą ir neapverstą. C. Tikrą ir neapverstą. D. Menamą ir apverstą.

8 klausimas Kokiu skaičiumi pažymėtas mikroskopo objektyvas? A. I. B. II. C. III. D. IV.

9 klausimas Tolimiems objektams stebėti naudojamas optinis prietaisas teleskopas. Jo optinė sistema sudaryta iš: A. Objektyvo – ilgo židinio nuotolio lęšio ir okuliaro – trumpo židinio nuotolio lęšio. B. Objektyvo – trumpo židinio nuotolio lęšio ir okuliaro – ilgo židinio nuotolio lęšio. C. Objektyvo – ilgo židinio nuotolio lęšio ir okuliaro – ilgo židinio nuotolio lęšio. D. Objektyvo – trumpo židinio nuotolio lęšio ir okuliaro – trumpo židinio nuotolio lęšio.

10 klausimas Optinis prietaisas mažų daiktų padidintam atvaizdui gauti yra mikroskopas. Jo optinė sistema sudaryta iš: A. Objektyvo – trumpo židinio nuotolio lęšio ir okuliaro – ilgo židinio nuotolio lęšio. B. Objektyvo – ilgo židinio nuotolio lęšio ir okuliaro – trumpo židinio nuotolio lęšio. C. Objektyvo – trumpo židinio nuotolio lęšio ir okuliaro – trumpo židinio nuotolio lęšio. D. Objektyvo – ilgo židinio nuotolio lęšio ir okuliaro – ilgo židinio nuotolio lęšio.

11 klausimas Ką vadiname lupa? A. Optinis prietaisas mažų daiktų padidintam atvaizdui gauti. B. Trumpo židinio nuotolio glaudžiamasis lęšis su aptaisais, naudojamas smulkiems daiktams įžiūrėti. C. Optinis prietaisas tolimiems objektams stebėti. D. Prietaisas daiktų atvaizdui gauti šviesai jautrioje medžiagoje.

Atsakymai 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. C. D. D. B. A. C. D. B. A. A. B.

Uždavinių sprendimas

1 užduotis Gamtininkas 1, 5 cm dydžio vabzdį apžiūrinėja pro 25 D laužiamosios gebos lupą, laikydamas ja 2 cm atstumu nuo vabzdžio. Paveiksle vabzdį vaizduoja rodyklė AB. Taške O yra lupos optinis centras. a) Kokį lęšį gamtininkas naudoja kaip lupą? b) Nubrėžkite spindulių eigą ir gaukite stebimo vabzdžio atvaizdą. c) Apibūdinkite lupa gautą atvaizdą. d) Kokiu atstumu nuo lęšio susidaro vabzdžio atvaizdas? e) Kokio dydžio vabzdį mato gamtininkas naudodamasis lupa?

1 užduotis a) Kokį lęšį gamtininkas naudoja kaip lupą? Gamtininkas kaip lupą naudoja glaudžiamąjį lęšį.

1 užduotis b) Nubrėžkite spindulių eigą ir gaukite stebimo vabzdžio atvaizdą.

1 užduotis c) Apibūdinkite lupa gautą atvaizdą. Neapverstas, menamas, padidintas atvaizdas.

1 užduotis d) Kokiu atstumu nuo lęšio susidaro vabzdžio atvaizdas? Ats. : menamas vabzdžio atvaizdas susidaro 4 cm atstumu nuo lęšio.

1 užduotis e) Kokio dydžio vabzdį mato gamtininkas naudodamasis lupa? Ats. : 3 cm.

2 užduotis Nurodykite, kuriomis raidėmis pažymėtas mikroskopo objektyvas, okuliaras, tiriamasis objektas ir jo tarpinis tikrasis atvaizdas.

2 užduotis • • Mikroskopo objektyvas – C. Mikroskopo okuliaras – D. Tiriamasis objektas – A. Tarpinis tikrasis objekto atvaizdas - B.

3 užduotis Mikroskopo okuliaro didinimas yra 400 x, objektyvo - 10 x. Kiek kartų šis mikroskopas padidina atvaizdą? Mikroskopo didinimas lygus objektyvo ir okuliaro didinimo sandaugai, taigi 400 x · 10 x = 4000 kartų.

4 užduotis Ant fotoaparato objektyvo nutupė musė. Ar susidarys musės atvaizdas juostoje? Fotonuotraukoje musės nematysime, nes jos vaizdas gaunamas ne toje vietoje, kur yra fotografuojamo daikto vaizdas.

5 užduotis 6 m aukščio pastato, nufotografuoto 120 m atstumu, aukštis nuotraukoje lygus 1 cm. Kokia fotoaparato objektyvo laužiamoji geba? Ats. : 5 D.

6 užduotis Iš 100 m atstumo nufotografuota Šiaulių Šv. Petro ir Povilo bažnyčia. Nuotraukoje jos aukštis 35 mm, objektyvo židinio nuotolis 5 cm. Kokio aukščio yra bažnyčia? Ats. : 70 m.

7 užduotis Projektoriumi, kurio objektyvo židinio nuotolis 0, 25 m, ekrane gautas 15 kartų padidintas skaidruolės atvaizdas. Kokiu atstumu nuo objektyvo yra ekranas? Ats. : 4, 05 m.

Literatūra 1. 2. 3. 4. 5. Nacionalinis egzaminų centras. Į pagalbą abiturientui. Fizika. 2011 – 2015 metų brandos egzaminų medžiaga. Vilnius, TEV, 2015. Nacionalinis egzaminų centras. Į pagalbą abiturientui. Fizika. 2005 – 2009 metų brandos egzaminų medžiaga. Vilnius, TEV, 2010. Albinas Ivanauskas, Laimutė Leonavičienė. Fizikos testai 7 – 10 klasėms. Vilnius, Vilniaus knyga, UAB AMMJ, 2004. Aušra Kynienė, Otilija Gaubienė, Ovidijus Kavaliauskas. Fizikos diferencijuotos užduotys 10 klasei. Vilnius, Briedis, 2013. Aldona Kairienė. Fizikos testai ir kontrolinės užduotys. 11 – 12 klasėms. Kaunas, 2004.

Literatūra 6. https: //lt. wikipedia. org/wiki/Mikroskopas 7. http: //gid. lt/fizika/optiniai-prietaisai 8. https: //lt. wikipedia. org/wiki/Fotoaparatas 9. https: //lt. wikipedia. org/wiki/Žiūronai 10. Jolanta Gutauskaitė, Aušra Kynienė, Žana Kovaliūnienė, Petras Lozda. Spektras. Fizikos vadovėlis 10 klasei. I dalis. Vilnius, Briedis, 2011. Eksperimentai kiekvienai dienai. Žiema. Kaunas, Šviesa, 2016. 12. Eksperimentai kiekvienai dienai. Pavasaris. Kaunas, Šviesa, 2016.

Literatūra 13. Vladas Valentinavičius. Fizika. Vadovėlis X klasei. Kaunas, Šviesa, 2006. 14. Jūratė Blažienė, Stanislovas Jakutis, Jūratė Sitonytė. Fizikos uždavinynas X klasei. Kaunas, Šviesa, 2006.

Ačiū už dėmesį