Работа с оптическими приборами это что

Физика. 11 класс

Конспект урока

Урок 14. Оптические приборы

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) практическое применение основных понятий и законов геометрической оптики в изучаемых приборах;

2) принцип действия микроскопа, телескопа, фотоаппарата и проектора;

3) применение оптических приборов на практике.

Оптические приборы – устройства, в которых электромагнитное излучение преобразуется для нормального восприятия его человеческим глазом.

Угловое увеличение – отношение угла зрения при наблюдении предмета через оптический прибор к углу зрения при наблюдении простым глазом.

Угол зрения – угол, образованный прямыми, проведенными от краев предмета в оптический центр глаза.

Лупа – собирающая короткофокусная линза (или система линз), вставленная в оправу, позволяющая получить увеличенное изображение мелких предметов.

Микроскоп – увеличительный прибор для рассматривания предметов, неразличимых простым глазом.

Увеличение микроскопа – отношение угла зрения, при котором предмет виден при наблюдении через микроскоп, к углу зрения при наблюдении невооруженным глазом с расстояния наилучшего зрения

Телескоп (от греч. теле – вдаль и скопео – смотрю) – астрономический инструмент для наблюдения удаленных объектов путем сбора электромагнитного излучения.

Фотоаппарат (фотографический аппарат) – устройство для получения и фиксации неподвижных изображений материальных объектов при помощи электромагнитного излучения.

Дагертопия – ранний фотографический процесс, основанный на светочувствительности йодистого серебра.

Кинокамера – устройство, предназначенное для записи движущегося изображения на киноплёнку.

Кинопроектор (кинопроекционный аппарат) – аппарат, предназначенный для воспроизведения движущегося изображения и звука, записанных на киноплёнке.

Проектор – оптический прибор, предназначенный для создания действительного изображения плоского предмета небольшого размера на большом экране.

Диапроектор (слайд-проектор) – разновидность проекционного аппарата для демонстрации диапозитивов, и других прозрачных носителей неподвижного изображения.

Диапозитив – позитивное фотографическое изображение на прозрачном материале, предназначенное для демонстрации на экране с помощью проектора.

Оверхед-проектор (кодоскоп) – оптический прибор, предназначенный для проекции прозрачных оригиналов с изображением на большой экран.

Разрешающая способность оптических приборов – величина, характеризующая способность эти приборов давать раздельное изображение двух близких друг к другу объектов.

Список обязательной и дополнительной литературы:

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Практическое применение электромагнитного излучения, разумное использование законов геометрической оптики привело человечество к изобретению оптических приборов, вооружающих глаз. Первым оптическим прибором были очки. Вслед за очками появилась лупа для рассмотрения мелких предметов. Люди стали получать изображения, используя систему нескольких линз и зеркал. Так стали получаться более сложные оптические приборы.

Оптические приборы разделены на две большие группы:1) визуальные приборы, которые действуют только совместно с человеческим органом зрения и не образуют изображений на экране. К ним относятся лупа, микроскоп, телескоп и др. 2) приборы, при помощи которых получают оптические изображения на экране. К этой группе относятся фотоаппараты, проекционные аппараты и др.

Принцип действия лупы основан на использовании свойства собирающей линзы создавать мнимое, прямое, увеличенное изображение.

Увеличение лупы Г равно:

где d_{0 —} расстояния наилучшего зрения (около 25 см), равное расстоянию f от линзы до изображения; F – фокусное расстояние.

Расстояние d от предмета до линзы приблизительно равно фокусному расстоянию:

Наряду с увеличением размеров предмета, лупа дает угловое увеличение, что позволяет лучше рассмотреть предмет.

Оптические системы, как правило, состоят из набора линз или набора линз и зеркал, в которых последовательно получаются изображения предмета. Изображение, полученное в первой линзе, является предметом для второй линзы. Изображение, полученное во второй линзе, является предметом для третьей и т.д. Эта последовательность в получении изображения лежит в идее создания микроскопа и телескопа.

Полное увеличение микроскопа:

Г_ок – увеличение окуляра.

Для нормального глаза при удалении от объекта на расстояние наилучшего видения минимальное разрешение составляет примерно 0,08 мм. Микроскоп дает возможность различать структуры с расстоянием между элементами до 0,20 мкм.

В середине XVII века изготовление телескопов стало обычным делом, но техника создания телескопов совершенствуется и по сей день.

Телескопы для наблюдений в световых лучах называют оптическими, а для приема радиоволн – радиотелескопами.

У всех телескопов принципиальная схема устройства одинакова: любой оптический телескоп состоит из окуляра и объекта, треноги или фундамента, на который устанавливается труба, монтировки с осями наведения на объект.

По своей оптической схеме телескопы делятся на: линзовые (рефракторы или диоптрические); зеркальные (рефлекторы или катаптрические); зеркально-линзовые (катадиоптрические).

Основными параметрами телескопа являются светосила, видимое увеличение и разрешающая способность.

Светосилу телескопа определяют диаметр объектива и его фокусное расстояние:

A – светосила телескопа;

d – диаметр объектива;

F – фокусное расстояние объектива.

W – увеличение телескопа;

F_об – фокусное расстояние объектива;

F_ок – фокусное расстояние окуляра.

Предельное разрешение (в секундах дуги) визуальных телескопов, рассчитанных на восприятие световых волн с длиной 550 нм (жёлто-зелёные лучи), которые наиболее эффективно воздействуют на человеческий глаз находится по формуле:

D – диаметр объектива (в мм).

Для получения значительного увеличения объективы в телескопах должны длиннофокусными (фокусное расстояние в несколько метров), а окуляры – короткофокусными (несколько миллиметров).

В больших телескопах в качестве объективов применяют не линзы, а сферические зеркала. Такие телескопы называют рефлекторами. Зеркала, в отличие от линз, не обладают хроматической аберрацией. Также чтобы уменьшить негативное влияние атмосферы на качество добываемой информации, телескопы устанавливают в высокогорных районах. Например, самым крупным телескопом в России считается Большой Телескоп Азимутальный Специальной астрофизической обсерватории РАН, установленный в горах Северного Кавказа.

Помимо наземных обсерваторий появились орбитальные обсерватории, которые значительно увеличивает возможности по работе в недоступном прежде угловом разрешении. Первым космическим телескопом является телескоп им. Эдвина Хаббла, созданный в США и запущенный в 1990 г. Благодаря отсутствию влияния атмосферы разрешающая способность телескопа в 7 – 10 раз больше, чем у аналогичных наземных телескопов.

С помощью современных телескопов учёные пытаются уточнить возраст Вселенной, объяснить механизмы и эволюцию звезд, галактик и планетных систем и т. д.

Визуально-оптическое наблюдение, проводимое человеческим глазом, не позволяет регистрировать изображение до последующего изучения или документирования результатов наблюдения. Для этих целей используют фотоаппараты, кинопроекционные аппараты, проекторы.

Большое значение имеют оптические измерительные приборы, в которых визирование (совмещение границ контролируемого размера предмета с визирной линией, перекрестием и т. п.) или определение размера осуществляется с помощью устройства с оптическим принципом действия

Разбор тренировочного задания.

1. Заполните пропуски в тексте:

«Основное назначение телескопов состоит не в достижении _________ увеличения, а в том, чтобы ________ как можно больше световой _________ от небесного тела и различить как можно ________ детали»

Варианты ответов: собрать; малого; большого; разложить; меньшие; энергии; большие.

Правильный вариант: большого; собрать; энергии; меньшие.

2. Объектив телескопа имеет фокусное расстояние 10 м, а окуляр 5 см. Определите увеличение, даваемое телескопом. Выберите неверные ответы.

Источник

Руководство по организации и проведению обязательных медицинских осмотров работников подготовлено сотрудниками кафедры профпатологии с курсом мсэ фпк и ппс ростовского государственного медицинского университета.

rykovodstvo.ru > Руководство ремонт > Руководство

В основе этого процесса, характеризующего напряженность труда, лежит сосредоточение или концентрация внимания на каком-либо реальном или идеальном объекте, поэтому данный показатель следует трактовать шире, как «длительность сосредоточения внимания», которое проявляется в углубленности в деятельность. Определяющей характеристикой здесь является именно сосредоточение внимания в отличие от пассивного характера наблюдения за ходом технологического процесса, когда исполнитель периодически, время от времени контролирует состояние какого-либо объекта.

Различия здесь определяются следующим. Длительное сосредоточенное наблюдение необходимо в тех профессиях, где состояние наблюдаемого объекта все время изменяется и деятельность исполнителя заключается в периодическом решении ряда задач, непрерывно следующих друг за другом, на основе получаемой и постоянно меняющейся информации (врачи-хирурги в процессе операции, корректоры, переводчики, авиадиспетчеры, водители, операторы радиолокационных станций и т.д.).

Необходимым условием для того, чтобы работа оценивалась данным показателем, является время, затрачиваемое от получения информации от объектов одновременного наблюдения до действий: если это время существенно мало и действия необходимо выполнять сразу же после приема информации одновременно от всех необходимых объектов (иначе нарушится нормальный ход технологического процесса или возникнет существенная ошибка), то работу необходимо характеризовать числом производственных объектов одновременного наблюдения (пилоты, водители, машинисты других транспортных средств, операторы, управляющие роботами и манипуляторами и др.).

«Размер объекта различения при длительности сосредоточенного внимания (% от времени смены)». Чем меньше размер рассматриваемого предмета (изделия, детали, цифровой или буквенной информации и т.п.) и чем продолжительнее время наблюдения, тем выше нагрузка на зрительный анализатор. Соответственно возрастает класс напряженности труда.

В ряде случаев, когда размеры объекта малы, прибегают к помощи оптических приборов, увеличивающих эти размеры. Если к оптическим приборам прибегают время от времени, для уточнения информации, объектом различения является непосредственный носитель информации.

«Наблюдение за экраном видеотерминала (ч в смену)». Согласно этому показателю фиксируется время (ч, мин.) непосредственной работы пользователя ВДТ с экраном дисплея в течение всего рабочего дня при вводе данных, редактировании текста или программ, чтении информации буквенной, цифровой, графической с экрана. Чем больше время фиксации взора на экран пользователя ВДТ, тем больше нагрузка на зрительный анализатор и тем выше напряженность труда.

Критерий «наблюдение за экранами видеотерминалов» следует применять для характеристики напряженности трудового процесса на всех рабочих местах, которые оборудованы средствами отображения информации как на электронно-лучевых, так и на дискретных (матричных) экранах (дисплеи, видеомодули, видеомониторы, видеотерминалы).

«Нагрузка на слуховой анализатор». Степень напряжённости слухового анализатора определяется по зависимости разборчивости слов в процентах от соотношения между уровнем интенсивности речи и «белого» шума. Когда помех нет, разборчивость слов равна 100%. С уменьшением разборчивости слов напряжённость труда возрастает.

«Нагрузка на голосовой аппарат». Условия труда по рассматриваемому показателю оцениваются в зависимости от суммарного количества часов наговариваемых в неделю. Чем больше речевая нагрузка, тем напряженнее труд.

Характеристика сенсорных нагрузок согласно Классификатору вредных и (или) опасных производственных факторов (в редакции Приказа Минтруда и соцзащиты РФ от 20.01.2015г. №24н) представлена в таблице 1.

Характеристика сенсорных нагрузок

Классификация условий труда в зависимости от напряжённости трудового процесса представлена в таблице 2.

Классы условий труда по показателям напряжённости трудового процесса

более 50%
менее 0,3мм –

более 50%Работа с оптическими приборами (микроскопы, лупы и т.п.) при длительности сосредоточенного наблюдения (% времени смены)

более 75Наблюдение за экранами видеотерминалов (часов в смену):

— при буквенно-цифровом типе отображения информации

— при графическом типе отображения информациидо 2

более 6Нагрузка на слуховой анализатор (при производственной необходимости восприятия речи или дифференцированных сигналов)Разборчивость слов и сигналов от 100% до 90%. Помехи отсутствуютРазборчивость слов и сигналов от 90% до 70%. Имеются помехи, на фоне которых речь слышна на расстояние до 3,5мРазборчивость слов и сигналов от 70% до 50%. Имеются помехи, на фоне которых речь слышна на расстояние до 2мРазборчивость слов и сигналов менее 50%. Имеются помехи, на фоне которых речь слышна на расстояние до 1,5мНагрузка на голосовой аппарат (суммарное количество часов, наговариваемое в неделю)до 1616-2020-25более 25

Биологическое действие
Современное производство предъявляет огромные требования к организму человека, особенно к его нервной и сенсорной системам. Широкое внедрение в производство достижений науки и техники, сложных пультов управления и дистанционно-управляемых систем приводит к значительному увеличению нагрузки на зрительный анализатор. В последние годы выделился ряд профессий, в которых зрительная деятельность играет весьма существенную роль. К ним относятся специальности, связанные с изготовлением и монтажом радиоаппаратуры, операции по сборке электронных микросхем. Работы в часовой, ювелирной промышленности, работа операторов прядильных и ткацких станков, изготовление алмазных инструментов, контрольно-браковочные операции, связанные с различением мелких дефектов. Работа картографов, сортировщиков и огранщиков драгоценных камней, профессиональная деятельность операторов радиотехнических устройств, работы по просмотру и обмеру фотоматериалов, профессии, требующие постоянной или достаточно длительной работы с оптическими приборами (микроскоп, лупа). Это часовая ювелирная промышленность, точная механика, оптика, биология, медицина Перечисленные виды работ представляют собой значительную и не всегда физиологическую нагрузку на орган зрения и могут вызвать зрительное утомление и переутомление, могут приводить к временным или постоянным изменениям органа зрения. Временные изменения характеризуются субъективными неприятными ощущениями – астенопией (зрительным утомлением). Факторы, способствующие появлению зрительного утомления: 1. дефекты оптической системы (аметропия); 2. дефекты мышечного равновесия (гетерофория); 3. уменьшение резервов в системах аккомодации и конвергенции; 4. производственные факторы; 5. эмоционально-психические факторы.

Под контролем зрения совершается до 80-90% всех трудовых процессов. Многие точные операции выполняются с применением оптических средств. О степени напряженности зрительной работы можно судить по характеру ее точности. Одним из основных количественных показателей напряженности зрительной работы является объект различения: чем меньше объект, тем большую нагрузку испытывает зрительный анализатор. Другим количественным показателем напряженности зрительной работы является занятость точной зрительной работой в течение рабочего дня: 60 % и более времени.

Значительное зрительное напряжение при выполнении точной работы на близком расстоянии влечет снижение некоторых показателей функционального состояния зрительного анализатора, а также показателей аккомодации. В таких случаях может развиться функциональный спазм аккомодации. Основной точкой приложения изменений в глазу под влиянием зрительно-напряженной работы является система рефракции и аккомодации. Первыми признаками нарушения являются смещение дальнейшей и ближайшей точек ясного видения, как правило, происходит приближение дальнейшей точки ясного зрения и отдаление ближайшей точки ясного зрения, что приводит к снижению объема абсолютной аккомодации. Так же отмечается снижение запаса относительной аккомодации. Описанные нарушения, возникающие во время работы, являются признаками зрительного утомления, которое исчезает после отдыха. Однако, у ряда работников, длительно занятых зрительно-напряженным трудом, некоторые изменения остаются достаточно долго и могут быть обнаружены через длительное время после окончания работы. Прежде всего, сюда относятся изменения в системе аккомодации. Такие изменения носят характер зрительного переутомления. Наконец, существует группа работников, у которых появляются необратимые изменения в глазу, наступающие после длительного зрительного напряженного труда. При длительном воздействии зрительно-напряженных работ на орган зрения развивается (или прогрессирует уже имеющаяся) миопия. При миопическом типе происходит приближение к глазу ближайшей и дальнейшей точек ясного видения, то есть усиление напряжения аккомодации в обеих зонах ясного видения. Этот тип реакции имеет место у работников с близорукостью, независимо от степени рефракции. Такая поздно развивающаяся близорукость, связанная с характером труда, получила название профессиональной. Профессиональная миопия развивается у лиц, труд которых связан с длительным зрительным напряжением в неблагоприятных для органа зрения условиях, возникает у лиц молодого и зрелого возраста, отличается тенденцией к медленному прогрессированию. Длительная зрительно-напряженная работа может вызвать реакцию не только миопического, но и гиперметропического типа, такого рода реакция наблюдается у лиц, имевших гиперметропию в начале работы на зрительно-напряженном производстве, а так же у работников старше 35 лет. При гиперметропическом типе происходит удаление от глаза ближайшей и дальнейшей точек ясного видения, то есть ослабление напряжения аккомодации в обеих зонах ясного видения. Таким образом, выполнение работ, требующих напряжения зрения, сопровождаются зрительным напряжением, перенапряжением и развитием профессиональной миопии или гиперметропии. Эти работы вызывают изменения аккомодационно-рефракционной системы.
Организация проведения медицинских осмотров и экспертиза профпригодности работников, имеющих сенсорные нагрузки
При проведении медосмотров работников, имеющих сенсорные нагрузки, учитываются общие и дополнительные противопоказания для допуска к работе.

Дополнительными медицинскими противопоказаниями являются: Острота зрения с коррекцией не менее 0,9 на одном и 0,6 на другом глазу, при предварительном медосмотре. Острота зрения с коррекцией не менее 0,7 на одном глазу и 0,5 на другом, при периодическом медосмотре. Аномалии рефракции: миопия выше 5,0 Д, гиперметропия выше 3,0 Д, астигматизм более 1,5 Д при предварительном медосмотре; миопия выше 8,0 Д, гиперметропия выше 4,0 Д, астигматизм выше 2,0 Д при периодических медосмотрах.; отсутствие бинокулярного зрения; снижение аккомодации ниже возрастных норм; лагофтальм; хронические заболевания переднего отрезка глаз (век, конъюнктивы, роговицы, слезовыводящих путей); заболевания зрительного нерва, сетчатки.

Алгоритм диагностики заболеваний

При решении этого вопроса врач должен учитывать:

1) адекватность состояния органа зрения обследуемого условиям данного вида труда;

2) возможность влияния на орган зрения вредных факторов труда;

3) дать прогностическую оценку состояния органа зрения на длительный период, т.к. миопия высокой степени, заболевания сетчатки, глаукома являются серьезными заболеваниями глаза, требующими диспансерного наблюдения у врача офтальмолога.

Источник