چشم انسان و سیستم بینایی

چشم انسان به عنوان یک ساختار نوری پیچیده حساس به طول موج های بین 380 تا 760 نانومتر رفتار می کند. نور وارد شده به چشم هنگام عبور از هوا از سطح لایه اشکی-قرنیه شکسته می شود. سپس از طریق زلالیه و مردمک (دیافراگمی که توسط عنبیه کنترل می شود) حرکت می کند و قبل از عبور از زجاجیه و برخورد به شبکیه توسط عدسی کریستالی بیشتر شکسته می شود (شکل 1). رابط لایه اشکی-قرنیه و عدسی کریستالی اجزای اصلی انکسار چشم هستند و با هم به عنوان یک عدسی ترکیبی عمل می کنند تا تصویری معکوس را روی شبکیه حساس به نور نشان دهند. از شبکیه، سیگنال های الکتریکی از طریق عصب بینایی به قشر بینایی منتقل می شوند (شکل 1). خلاصه ای از این مسیر در این بخش ارائه شده است، برای اطلاعات دقیق در مورد آناتومی و فیزیولوژی چشم خواننده به مراجع هدایت می شود.

چشم انسان و اپتیک تطبیقی

مقدمه

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

اپتیک فیزیکی و هندسی

تمرکز بر جنبه های عملی اپتیک و مهندسی نوری، با شروع از اصول. موضوعات شامل اپتیک هندسی، ردیابی پرتو، اپتیک پلاریزاسیون، تداخل سنج، و اپتیک پراش است.

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

حالت نور

نوری که با چشمان خود می بینیم در واقع فقط بخشی از خانواده "نور" است. بیایید نگاهی به ارقام نور با تمرکز بر "طول موج" و "روشنایی" بیندازیم.

شگفتی های نور

ماهیت اصلی نور

نور یک ماده شگفت انگیز است که ویژگی های منحصر به فرد زیادی دارد. بیایید یک قدم به شگفتی های نور از طریق ویژگی های اولیه شناخته شده نزدیک شویم.

آیا نور یک موج است یا یک ذره؟

آیا نور یک موج است یا یک ذره؟

نور خاصیت موج و ذره دارد.

کلمه "طول موج" برای بیان موج یا خاصیت موج دار نور استفاده می شود. مسافتی است که نور در یک نوسان طی می کند و اغلب با استفاده از واحدی به نام نانومتر بیان می شود. یک نانومتر برابر با یک میلیاردم متر است. چشمان ما فقط می توانند نوری را ببینند که طول موجی بین 400 تا 700 نانومتر دارند. به این محدوده نور مرئی می گویند. نور سایر طول موج ها شامل اشعه ایکس، اشعه ماوراء بنفش و اشعه مادون قرمز است. اگرچه ما نمی‌توانیم مستقیماً آنها را ببینیم، اما اینها نیز اعضای خانواده نور هستند.

از طرفی نور خاصیت ذره را نیز دارد. شدت نور بسته به تعداد ذرات متفاوت است. نور روشن دارای ذرات زیادی است در حالی که نور تاریک ذرات کمتری دارد. این ذرات نور "فوتون" نامیده می شوند.

ما می‌توانیم ویژگی ذرات نور را با مقایسه نور با صدا با استفاده از دستگاهی به نام اسیلوسکوپ بررسی کنیم. صدا دارای ویژگی های موج شناخته شده است. هنگامی که شدت یا بزرگی صدا به تدریج ضعیف می شود، سیگنال صدا کوچکتر می شود و در نهایت ناپدید می شود. با این حال، هنگامی که نور به تدریج ضعیف می شود، مقدار کلی سیگنال آن کمتر می شود، اما تعداد کمی پالس باقی مانده (سیگنال های بسیار کوتاه) قابل تشخیص است و اندازه این سیگنال های فردی کاهش نمی یابد. این به ما می گوید که نور نمی تواند کوچکتر شود و نور دارای خاصیت "ذره" است.

اپتیک هندسی

4 اپتیک هندسی I 187

4.1 مقدمه 187

4.2 انعکاس و شکست در سطوح کروی 188

4.3 انعکاس و شکست در یک سطح کروی 196

4.3.1 سطوح بازتابی کروی 197

4.3.2 سطوح شکست کروی 201

4.3.3 قراردادهای علامت و نمودارهای پرتو 206

4.4 ترکیب لنز 212

4.4.1 لنزهای نازک در ترکیب نزدیک 214

4.5 ابزارهای نوری 215

4.5.1 دوربین 215

4.5.2 چشم 217

4.5.3 ذره بین 218

4.5.4 میکروسکوپ مرکب 220

4.5.5 تلسکوپ 223

4.5.6 دانش آموز خروجی 224

4.6 فیبرهای نوری 227

بازتاب و انکسار

3 بازتاب و انکسار 91

3.1 مقدمه 91

3.2 مروری بر انعکاس و شکست 92

3.2.1 اصل کمترین زمان فرما 97

3.3 معادلات ماکسول در یک رابط 101

3.3.1 شرایط مرزی 101

3.3.2 امواج الکترومغناطیسی در یک رابط 104

3.4 معادلات فرنل 107

3.4.1 موج حادثه قطبی شده نرمال به صفحه تصادف 109

3.4.2 موج حادثه قطبی شده موازی با صفحه تصادف 112

3.5 تفسیر معادلات فرنل 117

3.5.1 بروز طبیعی 117

3.5.2 زاویه بروستر 118

3.6.1 بازتاب کل داخلی 121

3.6.2 نمودارهای معادلات فرنل در مقابل زاویه وقوع 126

3.6.3 تغییرات فاز در بازتاب 128

خلاصه 134

3.7 قابلیت انعکاس و انتقال 134

3.7.1 نمودارهای انعکاس و انتقال پذیری در مقابل زاویه وقوع 139

3.7.2 موج رو به پایان 141

3.8 پراکندگی 144

3.8.1 پراکندگی جوی 145

3.8.2 رنگین کمان 146

3.8.3 Parhelia 150

3.9 مواد نوری 151

3.10 پراکندگی 153

3.10.1 پراکندگی در رسانه دی الکتریک 153

3.10.2 پراکندگی در رسانه هادی 168

مبانی اپتیک فیزیک

شرح

یک رویکرد شهودی و در دسترس به مبانی اپتیک فیزیکی

در ویرایش دوم تجدید نظر شده تازه‌ای از اصول اپتیک فیزیکی، محقق برجسته دکتر چارلز ا. این کتاب به خوانندگان کمک می کند تا پایه ای محکم در زمینه اپتیک فیزیکی ایجاد کنند و تجربه ارزشمند و عملی با طیف وسیعی از کاربردهای ریاضی، از جمله روش های ماتریسی، تحلیل فوریه، و جبر پیچیده به دست آورند.

این آخرین نسخه به طور کامل به روز شده است و 20٪ نمونه های کار شده بیشتر و 50٪ مشکلات تکالیف بیشتری را نسبت به نسخه اول ارائه می دهد. فقط دانش توالی های مقدماتی استاندارد در حساب دیفرانسیل و انتگرال و فیزیک مبتنی بر حساب دیفرانسیل و انتگرال فرض می شود، با ریاضیات گنجانده شده محدود به آنچه برای پرداختن کافی به موضوع مورد نیاز است. این کتاب مطالب اضافی در مورد تصویربرداری نوری و اپتیک غیرخطی و پراکندگی برای استفاده در یک دوره تسریع شده ارائه می دهد. همچنین ارائه می دهد:

• مقدمه ای کامل بر فیزیک امواج، از جمله معادله موج یک بعدی و امواج متحرک عرضی روی یک رشته

• کاوش های جامع امواج الکترومغناطیسی و فوتون ها، از جمله مطالب مقدماتی در مورد الکترومغناطیس و معادلات امواج الکترومغناطیسی

• بحث های عملی بازتاب و شکست، از جمله معادلات ماکسول در یک رابط و معادلات فرنل

• بررسی های عمیق اپتیک هندسی، و همچنین برهم نهی، تداخل، و پراش

برای دانشجویان پیشرفته فیزیک، شیمی و علم مواد، اصول اپتیک فیزیکی نیز در قفسه کتاب های دانشجویان مهندسی که به دنبال معرفی یک مرحله ای برای اپتیک فیزیکی هستند، مناسب است.

جزوه اپتیک

معرفی

طرح کلی فصل -

1.1 تاریخچه مختصر

1.2 قوانین بازتاب و شکست

1.2.1 قانون بازتاب

1.2.2 قانون شکست

1.2.3 تقاطع پرتو و آینه مسطح

1.3 اسکن فیلد و الگوهای اسکن

1.3.1 مدل سازی دستگاه های اسکن آینه

1.3.2 مفاهیم اولیه توزیع میدان اسکن

1.3.3 اعوجاج نوری در الگوهای اسکن

1.3.4 وضوح اسکنرهای لیزری

1.3.4 وضوح اسکنرهای لیزری

کتابشناسی و پیوندها