Documentul discută despre instrumentele optice, inclusiv lupa și microscopul, explicând modul de funcționare și caracteristicile lor. Lupa amplifică imaginea unui obiect prin refracția luminii, iar microscopul electronic permite măriri semnificative, fiind esențial în cercetarea științifică. De asemenea, se abordează funcționarea aparatului de fotografiat și luneta, evidențiind contribuțiile istoricilor în dezvoltarea acestora.

1. Instrumente optice
Elev: Anton Emanuela
Prof. coord.: Rascarache Corneliu
Clasa: a IX-a E
An colar:ș 2010-2011
coala Normală „Vasile Lupu”, Ia iȘ ș

2. Instrumentele optice sunt sisteme centrate
formate din lentile,oglinzi și diafragme,care se
utilizează pentru a se obține imagini ale
diferitelor obiecte și pentru a îmbunătăți
condițiile de observare a acestora.

3. Lupa
Lupa este cel mai simplu aparat optic
întâlnit. Este alcătuit dintr-o lentilă
convergentă cu distan a focală mică,ț
comparativ cu raza de curbură iș
dimensiunile lentilei. La formarea imaginii
prin lupă a obiectului vizionat, acesta trebuie
pozi ionat între centrul optic i focarul obiect.ț ș

4. După cum puteţi observa în imaginea de
mai sus, imaginea reală este inversată după
pătrunderea razelor de lumină în ochi. Pentru
cei care nu ştiu acest lucru, trebuie menţionat
că acesta este modul în care ochiul uman
funcţionează. Creierul face inversarea
imaginii răsturnate, în aşa fel încât lucrurile
să ne pară în poziţia corectă

5. Cum măreşte lupa un obiect?
Motivul pentru care o lupă poate produce o imagine
mărită a unui obiect este acela că o lentilă biconvexă are
proprietatea de a curba traiectoria rezelor de lumină ce o
traversează. Lumina reflectată de obiect intră în lentilă
în linii drepte. La ieşirea din aceasta, rezele de lumină
(ce suferă o deviere a direcţiei de deplasare, refracţie)
sunt concentrate într-un punct numit focar (care este
situat, la o lentilă banală, de citit, la aproximativ 25 de
centimetri). Această capacitate a lentilei de a concentra
lumina aţi folosit-o probabil în copilărie când, focalizând
razele Soarelui, aprindeaţi bucăţi de hârtie.

6. Imaginea virtuală a unui obiect este
imaginea pe care o vedeţi în fapt atunci când
folosiţi lupa. Aceasta este imaginea mărită a
obiectului. Dacă eliminăm lupa din imaginea de
mai sus, vom vedea obiectul aşa cum este
reprezentat în imaginea de alături.

7. Schimbarea dimensiunii imaginii
virtuale odată cu schimbarea
distanţei dintre lupă şi obiect
La schimbarea distanţei lupei faţă de obiect se
poate observa cum imaginea virtuală îşi schimbă la
rândui ei dimensiunile. După cum puteţi vedea în
imaginea de mai jos, odată cu depărtarea lupei de
obiect, acesta pare mai mare; este ca şi cum
obiectul ar fi mai aproape de dumneavoastră, ca şi
cum o fotografie a obiectului se apropie sau de
depărtează de ochi.
În realitatea, există o limită a depărtării lupei de
obiect şi, prin urmare, a capacităţii lupei de a mări
obiectul. Dacă îndepărtaţi prea mult lupa de
obiectul observat, imaginea va deveni neclară şi nu
veţi mai putea vedea nimic.

8. Lupa digitală
Sunt sisteme portabile CCTV adică un senzor video la care este ataşat un
ecran plat de tp LCD. Aceste "digital magnifier" au avantajul unui factor de
mărire variabil fără dezavantajele de greutate sporindă, şi deformări neplăcute
la margini. Au incluse surse de lumină întrucât dimensiunea lor poate umbri
obiectul citit. Ce are însă deosebit acest sistem, pe lângă ecranul de mari
dimensiuni şi cu mare luminozitate, este posibilitatea de alegere între diferite
moduri de vizualizare precum inversarea culorilor(un text cu litere negre pe
hartie albă se poate citi cu litere albe pe fundal negru) sau diferite tipuri de
contrast (galben pe albstru).
Cele ma multe prezintă posibilitatea de a mări doar la distanţă mică(pentru
citit) însă există şi aparate care au posibilitatea de mărire atât pentru aproape
cât şi pentru distanţă. Din păcate aceste aparate au un preţ extrem de piperat în
funcţie de dimensiunea ecranului de 2" - 7" diagonala (5cm - 18cm diagonala),
de 200-1000usd adică de 650-3200ron.

9. Microscopul (grec. mikrós: mic; skopein: a
observa) este un instrument optic care măre teș
imaginea unui obiect observat printr-un sistem de
lentile. Cel mai răspândit tip de microscop este
microscopul cu lumină artificială, descoperit prin
anii 1600.

10. Tipuri de microscop
• microscop cu lumină artificială:
• microscop cu lumină polarizată
• microscop fluorescent
• microscop cu contrast de fază
• microscop de contrast prin interferen ăț
• microscop cu lumină catodică
• microscop confocal cu laser
• 4Pi-Microscop
• microscop de contrast iș reflexie
• microscop roentgen
• microscop electronic
• microscop cu neutroni
• microscop cu unde ultrascurte
• microscop cu for ăț atomică

11. Microscop electronic
Un microscop electronic este un tip de
microscop care folose te electroni pentru aș
ilumina specimenul i a crea o imagine mărită aș
acestuia. Microscoapele electronice au rezolu ieț
superioară microscoapelor cu lumină, i pot măriș
de mult mai multe ori imaginea. Unele
microscoape electronice ajung să mărească de 2
milioane de ori, pe când cele mai bune
microscoape cu lumină măresc de 2 000 de ori.

12. Istoric
Primul microscop electronic a fost construit în
1931de către inginerii germani Ernest Ruska iș
Max Knoll. Acesta era bazat pe ideile iș
descoperirile fizicianului francez Louis de
Broglie. De i primitiv i nepotrivit utilizărilorș ș
practice, instrumentul era capabil să mărească
obiectele de patru sute de ori.

13. Reinhold Rudenberg, directorul de cercetări al companiei
Siemens, a patentat microscopul electronic în 1931, de i Siemensș
nu făcea cercetări în domeniul microscoapelor electronice la acea
vreme. În 1937 Siemens a început să-i finan eze pe Ruska i peț ș
Bodo von Borries pentru dezvoltarea unui microscop electronic.
Siemens l-a angajat i pe fratele lui Ruska, Helmut să lucreze laș
aplica ii, în particular cu specimene biologice.ț
În acela i deceniu, Manfred von Ardenne a inventatș
microscopul electronic cu scanare i un microscop electronicș
universal.[Siemens a început produc ia comercială aț
microscopului electronic cu transmisie în 1939, dar până atunci
primul microscop electronic cu utilizare practică fusese construit
la Universitatea Toronto în 1938, de către Eli Franklin Burton iș
studen ii Cecil Hall, James Hillier i Albert Prebus.ț ș

14. De i microscoapele electronice moderne pot mări obiectele deș
până la două milioane de ori, toate se bazează pe prototipul lui
Ruska. Microscopul electronic este nelipsit în multe laboratoare.
Cercetătorii îl folosesc pentru a examina material biologic (cum ar
fi microorganisme i celule), diferite molecule mari, probe deș
biopsie medicală, metale i structuri cristaline, i caracteristicileș ș
diferitelor suprafe e. Microscopul electronic este folosit extensivț
pentru inspec ia i asigurarea calită ii în industrie, inclusiv, înț ș ț
mod deosebit, în fabricarea dispozitivelor semiconductoare.
Cel mai puternic microscop din lume a fost anun at laț
inceputul lui 2008. Transmission electron aberration-corrected
microscope, prescurtat "TEAM" atinge rezolu ia de 0,5ț
Ångström, in jur de 1 milion de ori mai mic decât diametrul unui
fir de păr.

15. Tipuri de microscoape electronice
• Microscopul electronic cu transmisie

16. • Microscopul electronic cu scanare

17. • Microscopul electronic cu scanare iș
transmisie

19. • Partile componente ale unui aparat fotografic sunt:
• 1) Cutia: care este inchisa astfel incat sa nu patrunda lumina
• 2) Obiectivul: este alcatuit dintr-o lentila convergenta sau un
ansamblu de lentile convergente a cariu distanta focala este de
cativa centimetri
• 3) O diafragma: este reglabila, aflata in spatele obiectivului
• 4) Obtulatorul: aflat in apropierea peliculei fotografice
• 5) Un sistem de vizualizare: permite fotografului sa vada ce va
fotografia, sa incadreze corect si sa realizeze diferite reglaje
• 6) Pelicula fotografica: este un film din plastic, acoperit cu un
strat de granule microscopice, pe care lumina provoaca o reactie
chimica. Imaginea va fi astfel inregistrata pe pelicula chiar daca
este invizibila. Pentru a aparea imaginea, pelicula trebuie sa
sufere un tratament chimic , numit developare. In functie de
filmul utilizat se obtin diapozitive sau negative, dupa care se pot
face fotografii pe hartie fotografica.

20. Un aparat de fotografiat functioneaza la fel ca ochii nostri. Daca ii inchidem,
ii deschidem si apoi ii inchidem din nou, vedem o imagine din jurul
nostrum. Un aparat foto face acelasi lucru, capturand imagini. George
Eastman a introdus prima camera de fotografiat Kodak, care avea
obiectivul de forma cilindrica. Kodak a fost una din primele aparate de
fotografiat ce se foloseau tinandu-se in mana. Din jurul anului 1840,
aparatul de fotografiat a permis oamenilor sa aiba o inregistrare vizuala a
vietilor lor.

21. Luneta este un instrument optic alcătuit din mai multe
lentile folosit la observarea obiectelor îndepărtate.
Ca orice instrument optic în care privim direct, luneta
deviază razele de lumina paralele care sosesc de la
obiect, acestea fiind focalizate pe retina ochiul
observatorului . Cu cât această schimare de direcţie a
razelor paralele prin sistemul lenticular al lunetei este
mai mare, în acelaşi raport creşte imaginea obiectului
vizat în lunetă, şi cu cât densitatea razelor de lumină
ajunse pe retina e mai mare, cu atât imaginea va fi mai
luminoasă

22. Aici este prezentat modul de funcţionare a lunetei lui
Kepler:
Obiectivul (1) produce o imagine reală
şi răsturnată (5) a obiectului (4), situat
departe de observator.
Prin lentila ocularului (2) lumina
ajunge la ochi (3), care vede o imagine
virtuală mărită (6).
Mărirea imaginii depinde de distanţa
focală a lentilei obiectivului şi
ocularului.
Calea razelor luminoase în luneta lui
Kepler

23. Prima lunetă a fost construită în
Olanda la începutul anului 1600.
Cel care a introdus folosirea lunetei
în astronomie a fost Galileo Galilei. Cu
luneta construită de el în anul 1609,
savantul italian a descoperit munţii de
pe Lună, natura stelară a Căii Lactee,
patru sateliţi ai lui Jupiter, petele
solare. Dar la apariţia şi perfecţionarea
lunetei au contribuit mulţi inventatori
ai epocii.

24. Mărimi caracteristice instrumentelor optice
1.Marirea este caracteristica specifica
instrumentelor optice care dau imagini reale ale
caror imagini pot fi masurate.Am definit marirea
transversala cat si pe cea liniara ß,ca fiind
raportul dintre lungimea imaginii perpendiculare
pe axa optica si lungimea obiectului pe aceeasi
directie.

25. 2. Puterea optica(P) este marimea caracteristica
specifica instrumnetelor optice care dau imagini
virtuale observabile cu ajutorul ochiului(valoarea
sa depinde de pozitia ochiului).
Puterea optica este definita prin raportul dintre
tangenta unghiului sub care se vede imaginea
obiectului si dimensiunea liniara a obiectului
masurata perpendicular pe axa optica
principala.Unitatea de masura este dioptria.

26. 3. Grosismentul(marirea unghiulara) este utilizat
pentru caracterizarea instrumentelor optice care
dau imagini virtuale.
Este definit ca raportul dintre tangenta unghiului
sub care se vede imaginea obiectului si tangenta
unghiului sub care se vede obiectul cu ochiul
liber.

27. 4. Puterea de separare (de rezolutie) caracterizeaza
capacitatea unui instrument optic sau a unui
material fotosensibil de a forma imagini distincte
si clare pentru 2 puncte foarte apropiate ale
obiectului.

28. Bibliografie
 http://ro.wikipedia.org/wiki/Lunet%C4%83
 http://ro.wikipedia.org/wiki/Microscop
 http://ro.wikipedia.org/wiki/Microscop_electronic
 http://spatiusiastronomie.siienceline.ro/LUNETEL
E
 http://ro.wikipedia.org/wiki/Fotografie