General of Camera, Microscope, Telescope - Seminar in SEP-HUST ©2018. Vu Tien Lam. All Rights Reserved.

1. Seminar
QUANG HỌC KỸ THUẬT
Máy ảnh - Kính hiển vi - Kính thiên văn
Sinh viên thực hiện
1. Vũ Tiến Lâm - 20162335
2. Lê Đức Thuyên - 20163967
3. Nguyễn Văn Tiến - 20164076
Năm 2018

2. Nội dung
Content
Máy ảnh
Lịch sử ra đời
Cấu trúc máy ảnh
Nguyên tắc hoạt động
Kính hiển vi
Lịch sử ra đời
Phân loại, cấu tạo
Nguyên tắc hoạt động
Kính viễn vọng
Lịch sử ra đời
Phân loại, cấu tạo
Nguyên tắc hoạt động
5/28/2019 2

3. Phần I. Máy ảnh
Part I. Camera
PHẦN I
Máy ảnh
❑ Giới thiệu về sự ra đời
❑ Lịch sử phát triển của máy ảnh
❑ Cấu trúc máy ảnh cơ học
❑ Nguyên lý hoạt động
Những chiếc máy ảnh cổ trong bảo tàng Louvre
(Paris, Pháp).
5/28/2019 3

4. Phần I. Máy ảnh
Giới thiệu chung
Máy ảnh
Phát hiện
Mặc tử là người đầu tiên
khai thác để tạo ảnh đảo
ngược
Cấu tạo
Buồng tối máy ảnh; Ống kính
máy ảnh; Tốc độ chớp (màn
chập); Khẩu quang (cửa điều
sáng); Phim ảnh.
Nguyên lý chung
Dùng ống kính gắn ở phía
trước để gom ánh sáng lại và
hội tụ thành ảnh trên bề mặt
ghi ảnh.
Khái niệm
Dụng cụ dùng để thu ảnh
thành ảnh tĩnh hay video
5/28/2019 4

5. Phần I. Máy ảnh
Lịch sử phát triển
Chiếc máy ảnh đầu tiên vào thế kỷ 11 Sơ đồ cấu tạo buồng tối
5/28/2019 5

6. Phần I. Máy ảnh
Lịch sử phát triển
1568
1802
1816
1835
Danielo Barbaro
Chế ra chiếc máy ảnh có thể
thay đổi đường kính để tăng
độ nét của ảnh.
Toms Erdward,
Gamphri Devid
In tiếp xúc cho ra ảnh trên
một loại giấy đặc biệt (tuy
nhiên những ảnh này không
bền).
Zozep Nips
Sáng chế ra một chiếc máy
ảnh kiểu hộp cho phép thu
được ảnh âm bản.
William Tabot
Cho ảnh dương bản từ âm
bản
1839
Luis Dage
Công bố phát minh quá trình
định vị ảnh trên các miếng
bạc
5/28/2019 6

7. Máy ảnh số
Được chụp đầu tiên vào năm 1975 bằng máy của hãng Eastman Kodak;
Dùng bộ cảm biến CCD; máy nặng 3,6kg, chụp ảnh đen trắng có độ phân giải
10.000 pixel, ghi bằng băng từ; thời gian chụp 23 giây/ tấm.
Máy chụp ảnh điện tử analog
Giá thành đắt; chất lượng hình kém hơn ảnh phim, và máy in không có sẵn.
Máy ảnh số màn hình tinh thể lỏng
Ra đời năm 1995. Máy chụp ảnh số loại bình dân đầu tiên đạt đến độ phân
giản 1MP vào năm 1997.
Máy ảnh DSLR
Máy ảnh DSLR hay Máy ảnh phản xạ ống kính đơn kỹ thuật số, ra đời năm
1999.
Phần I. Máy ảnh
Lịch sử phát triển máy ảnh số
Máy ảnh mới nhất của Canon với khả
năng quay video 4K 60p
5/28/2019 7

8. Phần I. Máy ảnh
Cấu trúc máy ảnh
Gương phản xạ và và hệ thống gương phức
hợp ngắm chụp (relex mirror and prism)
Hệ gương quang học
Giúp người chụp nhìn được hình ảnh trước khi
bấm chụp
Ống ngắm (view finder)
Bản phimCửa chập có màn
chập (shutter/ shutter
curtains)
Cửa chập
Ống kính được cấu tạo bởi nhiều thấu kính
Ống kính (lens)
Được bố trí sau
cùng trong máy
ảnh tính theo
hướng đi của ánh
sáng phản xạ từ
hình ảnh được
chụp
5/28/2019 8

9. Phần I. Máy ảnh
Hệ thống quang học
Mặt cắt ngang hệ thống DSLR.
1 - Hệ thấu kính
2 - Gương phản xạ
3 - Cửa sập mặt phẳng lấy nét
4 - Sensor (cảm biến)
5 - Màng mờ
6 - Ống kính condenser
7 - Lăng kính 5 mặt
8 - Lỗ ngắm
Cơ chế phản xạ của lăng kính 5 mặt
Sơ đồ cơ chế lấy nét
5/28/2019 9

10. 5/28/2019 10
Phần I. Máy ảnh
Nguyên lý máy ảnh KTS

11. Phần II. Kính hiển vi
Part II. Microscope
PHẦN II
Kính hiển vi
❑ Giới thiệu về sự ra đời
❑ Lịch sử phát triển kính hiển vi
❑ Cấu trúc và phân loại
❑ Nguyên lý hoạt động
Phòng thí nghiệm Kính hiển vi điện tử truyền qua
(TEM) tại Đại học KHTN – ĐH Quốc gia HN
5/28/2019 11

12. Khái niệm
Là thiết bị quan sát các vật thể có kích thước nhỏ bé mà mắt thường
không thể quan sát được.
Nguyên lý chung
Tạo ra các hình ảnh phóng đại của vật thể cần quan sát. Kính hiển vi
có thể gấp độ phóng đại bình thường lên từ 40 - 3000 lần.
Phân loại
Gồm nhiều loại từ các kính hiển vi quang học sử dụng ánh sáng khả
kiến, cho đến các kính hiển vi điện tử, hay các kính hiển vi quét đầu
dò, hoặc các kính hiển vi phát xạ quang...
Lĩnh vực sử dụng
Được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành như vật lý, hóa học, sinh
học, khoa học vật liệu, y học và được phát triển không chỉ là công cụ
quan sát mà còn là một công cụ phân tích mạnh.
Phần II. Kính hiển vi
Giới thiệu chung
Kính hiển vi quang học
Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM)
5/28/2019 12

13. Phần II. Kính hiển vi
Lịch sử phát triển
1619
1590
1660
1625
1611
Sử dụng để nghiên cứu cấu trúc
sinh học ở phổi. Leeuwenhoek phát
triển kính hiển vi để tìm ra tế bào
hồng cầu và tinh trùng…
Phát triển cấu trúc
Giovanni Faber là người xây dựng
một kính hiển vi hoàn chỉnh đặt tên
là Galileo Galilei.
Kính hiển vi hoàn chỉnh
Cornelius Drebbel chế tạo kính hiển
vi gồm: hệ 2 thị kính lồi, hệ vật kính
phẳng và kính lồi, có màn chắn; ảnh
nhìn qua kính hiển vi là ảnh ngược.
Kính hiển vi phức tạp
Johan Kepler bỏ nhiều thời gian
nghiên cứu và cải tiến tổ hợp thấu
kính hội tụ và phân kỳ.
Cải tiến tổ hợp
Những kính hiển vi ban đầu được
phát minh ở Hà Lan.
Phát minh sơ khai
Đầu TK
20
Kính hiển vi điện tử quét
Kính hiển vi điện tử quét truyền qua.
Kính hiển vi điện tử Cuối
TK 20
Kính hiển vi quét đầu dò
Kính hiển vi quang học trường gần.
Kính hiển vi điện tử
5/28/2019 13

14. Phần II. Kính hiển vi
Phân loại
Kính hiển vi tia X
Sử dụng chùm tia X để tạo hình ảnh
Có thể quan sát được các tế bào sống
Kính hiển vi quét đầu dò
Tạo ảnh bằng cách quét một
mũi dò nhỏ trên bề mặt của
mẫu vật.
Kính hiển vi điện tử quét
Sử dụng chùm điện tử hẹp quét trên bề
mặt vật mẫu
Dễ sử dụng, phổ biến.
Kính hiển vi quang học
Sử dụng ánh sáng khả kiến để quan sát
Là loại kính hiển vi đơn giản, lâu đời, phổ
biến nhất.
Kính hiển vi quang
học quét trường gần
Lợi dụng song suy biến để tạo
hình ảnh các cấu trúc nano
Dùng trong sinh học, bán dẫn,…
Kính hiển vi điện tử truyền
qua
Sử dụng chùm điện tử có năng lượng
cao và thấu kính từ để tạo ảnh vi cấu trúc
vật rắn
Tạo ảnh có độ tương phản và độ phân
giải rất cao.
5/28/2019 14

15. Phần II. Kính hiển vi
Kính hiển vi quang học
Kính hiển vi quang học.
1 - Thị kính
2 - Giá điều chỉnh vật kính
3 - Vật kính
4,5 - Giá vi chỉnh
6 - Giá đặt mẫu vật
7 - Hệ thống đèn, gương
8 - Khẩu độ và thấu kính hội tụ
9 - Vi chỉnh.
Các bộ phận chính của kính hiển vi quang học:
• Nguồn sáng;
• Hệ hội tụ và tạo chùm sáng song song;
• Giá mẫu vật;
• Vật kính (có thể là một thấu kính hoặc một hệ thấu kính) là bộ phận chính tạo nên
sự phóng đại;
• Hệ lật ảnh (lăng kính, thấu kính);
• Thị kính là thấu kính tạo ảnh quan sát cuối cùng;
• Hệ ghi ảnh.
Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của một kính hiển vi quang học.
5/28/2019 15

16. Phần II. Kính hiển vi
Nguyên lý chung
Sơ đồ so sánh nguyên lý một số loại kính hiển vi phổ biến hiện nay.
5/28/2019 16

17. Phần III. Kính viễn vọng
Part III. Telescope
PHẦN III
Kính viễn vọng
❑ Giới thiệu về sự ra đời
❑ Lịch sử phát triển
❑ Cấu trúc và phân loại
❑ Nguyên lý hoạt động
Ảnh chụp kính viễn vọng không gian Hubble
(NASA).
5/28/2019 17

18. Phần III. Kính viễn vọng
Giới thiệu chung
Khái niệm
Là dụng cụ giúp quan sát các vật thể nằm ở khoảng
cách xa so với kích thước của con người
Nguyên lý chung
Ứng dụng các dụng cụ quang học để thu
nhận ánh sáng đến từ vật thể ở xa và tạo
ra hình ảnh phóng đại dễ dàng quan sát
bởi mắt người.
Ứng dụng
Quan sát thiên văn học;
Công tác hoa tiêu của ngành hàng hải, hàng không;
Công nghệ vũ trụ;
Quan sát và do thám quân sự;
Ứng dụng thiên văn (kính thiên văn).
Phân loại
Theo cơ chế:
Kính viễn vọng khúc xạ; phản xạ; giao thoa;
quang phổ; tổng hợp.
Theo bước sóng:
Kính viễn vọng quang học; vô tuyến; hồng
ngoại; tử ngoại; tia X; tia gamma.
5/28/2019 18

19. Phần III. Kính viễn vọng
Kính viễn vọng khúc xạ
Kính viễn vọng khúc xạ là loại kính viễn vọng dùng các thấu
kính để thay đổi đường truyền của các bức xạ điện từ, thông
qua hiện tượng khúc xạ, tạo ra ảnh rõ nét của vật thể ở xa.
➢ Hoạt động theo cơ chế khúc xạ.
➢ Kính viễn vọng khúc xạ có trở ngại chính là sự tán sắc.
Nguyên lý hoạt động
Kính viễn vọng khúc xạ ở Đài thiên văn
Aachen, Đức.
Sơ đồ một kính viễn vọng khúc xạ.
5/28/2019 19

20. Phần III. Kính viễn vọng
Kính viễn vọng phản xạ
Nguyên lý
Kính viễn vọng phản xạ hoạt động dựa trên sự tảo ảnh của vật ở xa bằng
các gương, thông qua hiện tượng phản xạ các bức xạ điện từ.
01 Tránh hiện tượng tán sắc.
02
Số photon thu được tỷ lệ thuận với diện tích phần thu;
Đồng thời độ phân giải tỷ lệ với đường kính của phần thu
(gương).
03 Phục vụ cho quan sát thiên văn, đều là kính viễn vọng phản xạ.
Đặc điểm
5/28/2019 20

21. Phần III. Kính viễn vọng
Phân loại theo bước sóng
Kính viễn vọng vô tuyến
Hoạt động với cơ chế giao thoa
hoặc phản xạ, trong dải sóng vô
tuyến.
Ứng dụng chủ yếu trong quan
sát thiên văn, liên lạc thông tin
trong công nghệ vũ trụ.
Kính viễn vọng hồng ngoại
Áp dụng thiết kế cơ bản của
kính viễn vọng phản xạ, nhưng
có một bộ phận ở tiêu điểm để
chỉ ghi nhận tia hồng ngoại.
Ứng dụng quan sát ban
đêm, do thám quân sự.
Kính viễn vọng quang học
Thu thập và tập trung ánh sáng,
chủ yếu từ phần quang phổ điện
từ nhìn thấy và lân cận, tạo ra
một hình ảnh phóng to để xem
trực tiếp, hoặc chụp ảnh, thu
thập dữ liệu qua cảm biến hình
ảnh điện tử
Kính viễn vọng tử ngoại
Kính viễn vọng tia X
Được đặt trên những vệ
tinh phóng vào không gian
để bắt lấy tia X phát ra từ
những vật thể trong không
gian.
Kính viễn vọng tia gamma
Tương tự như kính viễn vọng phản
xạ, các mặt gương được tráng những
lớp đặc biệt để phản chiếu tia tử
ngoại, có các đầu thu nhạy với
tia tử ngoại đặt tại phặt phẳng
tạo ảnh của hệ gương.
Ứng dụng quan sát sao nóng.
Gồm 2 hoặc nhiều hơn bộ phận phát
hiện tia gamma đặt thẳng hàng. Một
bộ phận được kích động khi có một
tia gamma chiếu đến.
Dùng trong quan sát các lỗ đen.
5/28/2019 21

22. Tài liệu tham khảo
Reference
[1] Hirsch, Robert, Seizing the Light: A History of Photography, New York: McGraw-Hill
Companies, Inc, 2002.
[2] Microscopes, Time Line.
[3] David, "see Wootton," p. 119, 2006.
[4] Ernst Ruska, "The Early Development of Electron Lenses and Electron Microscopy.,"
translation my T Mulvey.
[5] U. D. a. other, "Near-field optical scanning microscopy," J. Appl. Phys, vol. 59, no. 3318, 1986.
[6] "Learn to use TEM," [Online]. Available: http://www.rodenburg.org/guide/index.html.
[7] Heinz Herbert Mann, Optische Instrumente, In: Erkenntnis, Erfindung, Konstruktion. Studien
zur Bildgeschichte von Naturwissenschaften und Technik vom 16. bis zum 19. Jahrhundert. Hrsg.
von Hans Holländer.
[8] Stephen G. Lipson, Ariel Lipson, Henry Lipson, Optical Physics 4th Edition, Cambridge
University .
5/28/2019 22

23. 5/28/2019 23
THANK YOU