光学是一门研究光的定律和特性,光的折射和吸收以及这种关系下的眼睛介质的科学。还可以注意到,这是准备眼镜片处方,配发眼镜,制作和安装隐形眼镜的专业惯例。它还指由镜片和镜子组成的设备,用于查看放大的印刷品和图纸。在考虑问题或其他问题时,也可以将其定义为观点。了解光学定律可以使我们了解图像的形成方式。
什么是光学
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研究光的定律,行为,组成和表达的是属于物理学的科学。这个词来自拉丁语,意思是“相对于视觉”。通常,研究可见光,红外线和紫外线辐射,因为它是电磁辐射的一种。
因为它研究光,它的捕获,解释及其不同现象,所以许多其他人都在使用这种科学。由于它,可以开发诸如透镜之类的设备,这些设备被用于发明诸如显微镜,望远镜,光纤系统,镜子之类的科学目的的设备,从而有利于医学,工程学,天文学,生物学和摄影领域。 。
另外,在谈论光学是什么时,该术语指的是将矫正应用于人类视觉的专业实践,包括眼科和验光,以便在对人类视觉进行不同的研究之后,可以通过称为透镜的光学传输设备对其进行改进,从而通过必要的调整来补充和改善眼睛感知光的方式。
在涉及光学摄影,由于照相机是一种装置,记录,并通过工作作为人眼,身体感光色元件的复杂的系统处理的光,最终解释脑。相机将产生这样的图像,每当眼睛看到东西时,人脑中的东西就会被反映出来。
该术语通常也指某些方面或情况的观点或观点。之所以称为“光学”,是因为所述视点是根据“视觉”或“眼睛”。
光学与人类视觉
光学的研究对象是光,它与人类的视觉有关。眼睛是完美的感光器器官,因为它的复杂性使光线可以通过它们,从而调整其捕获率并为它前面的物体,位置或人物赋予形状,颜色,阴影,深度和纹理。的。
这个复杂的系统不仅由眼睛组成,还涉及大脑,大脑负责处理由所述视觉器官捕获的图像。
眼睛主要包括:
- 角膜:
它是与外部接触的部分,其透明成分覆盖镜头和虹膜。
- 虹膜:
它是一种扩张器肌肉,可增加和减小瞳孔的大小。在其中定义了眼睛的颜色。
- 瞳孔:
虹膜中央的孔调节着光线的通过。
- 结晶度:
它位于虹膜后面,是“镜头”,执行视觉聚焦。当您聚焦时,其曲率和厚度会根据与所观察物体的距离而变化。
- 水性幽默:
它是一种液体,介于晶状体和角膜之间,为两个部分提供能量,从而使眼压保持恒定。
- 巩膜:
它是遮盖并保护眼球的东西,使它变成白色。前部附着在角膜上,后部附着在视神经上。
- 结膜:
它是覆盖巩膜的膜,可以对眼睛进行消毒和润滑。
- 脉络膜:
它是发现血管和结缔组织的部分,可以使眼睛保持充氧,营养并保持恒定的温度。
- 玻璃体:
它是一种凝胶状稠度的液体,存在于整个眼球中,使其坚硬,可缓冲撞击,固定视网膜并保持眼内压。
- 视网膜:
这是最重要的结构,因为它本身就是视觉的接受器官。在其中存在杆或杆(光敏光感受器细胞,不能感知颜色)和视锥细胞(负责感知颜色的光受体细胞)的存在。
- 视神经:
它是十二个颅神经之一,并且是一组传输到大脑视神经干膜(两只眼睛的纤维相交)的纤维,捕获的视觉信息以电信号的形式发送到大脑。
摄影的光学
在摄影领域,它是光学研究的受益领域之一,因为它是卓越的基本概念。
照相相机是一种允许通过相机机身中存在的组件捕获图像的设备。通过模仿有机视觉(眼睛)创造了本发明,并永久实现了独特且不可重复的时刻。
与眼睛相比,相机具有相似的元素,并且功能相同。为了拍摄出优质的照片,您必须了解一些基本概念要加以考虑:
- 快门速度
这是相机让光线进入其传感器的速度。它通过百叶窗(触发器)来执行此操作,这将调节其保持打开状态的时间。此过程称为曝光。
- 景深
与没有很好聚焦的区域相比,正是这些被摄区域之间的对比度很明显。在这里,对焦点进行管理,这是一个具有清晰度的焦点,能够在焦点的前面和后面保持一定距离,并且显得不清晰。
- ISO感光度
是曝光三角形中的重要元素(其也构成快门速度和光圈开口的一部分)。这定义了相机拍摄照片所需的光量。
- 白平衡
此过程可以抵消照片中的色彩水平。通过正确调整灯光的三种基本颜色(红色,绿色和蓝色)可以实现此目的。
知道了这些方面,将有可能根据所获取的目的更正确地选择相机。其中最重要的部分是:
什么是经典光学
它是由物理光学和几何光学组成的,两者都将光描述为不同的现象,因为一个确定光是起伏的,而另一个则是沿直线传播的脉冲。要了解什么是经典光学,有必要了解两个模型:
几何光学
几何光学学解释说,光具有恒定的速度,并且随着光线沿直线传播而传播,当通过表面到达时会发生偏转或被反射,因此它受反射和折射定律的控制。光,而不考虑其他现象。
该模型可以通过几何图形获得反射镜和透镜的公式,并可以研究彩虹,棱镜和光的传播等现象。
物理光学
在物理光学中,光的传播是波,其具有电磁波的特性。因此,它考虑了诸如干涉,衍射,反射率和透射率之类的现象。
这种类型的光学器件用于预测光学系统的行为,而无需知道在哪种介质中搅动波。它们之所以被认为是电磁波,是因为它们也以其速度传播,这就是为什么现在将它们视为电磁波的原因,除了量子模型(光是粒子,它是波)之外,这将补充有关其本质的知识。经典光学。
光学元件
要定义什么是光学,必须知道该领域中的几个元素。即,以下内容:
- 电磁波
它们是不需要任何物理手段进行传播的那些波。
- 频率
波每秒重复一次的次数。这些波的频率将决定一种颜色,因为每一个都会振动到另一种。
- 光线和光束
光线来自几何模型,在该几何模型中,它们将成为路径的假想线。光束是相同来源的无散射地传播的一组射线或粒子(量子方法)。
- 波长和颜色
这是当完全振动时光线传播的距离。根据波长测量颜色。
- 幽灵
这是光学元件中的一个重要概念,因为它是电磁波(在这种情况下,是光)的所有振动频率的集合。
- 反射
有两种类型:镜像和漫反射。第一个描述了镜子的亮度,镜子的反射是简单且可预测的,从而可以使反射的图像接近真实。第二种是在非发光表面上生成的,其反射只能通过统计来描述。
- 分散
由于光是所有颜色(频率)的组合,因此不同频率的光具有不同的速度。自然界中的一个例子是彩虹。
什么是视错觉
关于物体,集合,人或所看到的任何图像的特征的错误认识,就是说它们与客观现实相差甚远。要知道什么是错觉,有必要考虑到在这一过程中,心理和生理因素起着重要的作用。
心理上的,因为在这些情况下,大脑会误解所捕获的视觉信息和生理上的信息,因为这将取决于是否强烈地观看物体,从而影响视网膜的受体。
什么是光纤
它是由塑料或玻璃制成的透明超细金属丝,通过它可以发出光脉冲。它是通常在数据网络中使用的传输介质。它的厚度类似于人发的厚度。这些光脉冲传输大量信息,电视信号,Internet,电话通信等。
光纤特性
- 电力是没有必要为它的使用。
- 它由芯,外套,张紧器,覆层和外套组成。
- 它的核心是塑料或锗和氧化硅。
- 其核心的折射力大于覆盖层的折射力。
- 它用于电信领域。
- 其传输速度超过普通电缆。
- 它们不受电磁干扰。
- 它们与LAN一起使用可以传输远距离。
- 其厚度为0.1毫米厚且透明。
- 它由一个光源(LED或激光)组成;传输介质(光纤);和光检测器(光电二极管)。
光纤应用
在自主环境中的数据处理系统环境中,光纤都可用作常规电线。例如,在飞机上,在地理网络中或在电话公司支持的长城线路系统中。