4.4 Optische Instrumente Auge System von gekrümmten Grenzflächen (Linsen) Zweck: Abbildung auf Detektor mit hoher Empfindlichkeit Vergrößerung, Verkleinerung, Lichtstärke Reduktion von Abbildungsfehlern Auge
Physikalisches System Auge dicke Linse mit Hauptebenen H und H‘ Knotenpunkten K und K‘ unendlich adaptiert Gegenstand nah: Zusatzbrechkraft Variation der Augenlinse Bereich für Scharfsehen fest Dioptrischer Apparat jAuge() = jHornhaut + jLinse = 42,8 dpt + 15,8 dpt = 58,6 dpt Kleinkind Dj=14,2dpt a>7cm Erwachsene Dj=4,2dpt a>24cm
Fehlsichtigkeit nicht sphärische Hornhautkrümmung: Astigmatismus Myopie Hypermetropie weniger Brechkraft mehr Brechkraft nicht sphärische Hornhautkrümmung: Astigmatismus
Tiefenschärfe Bedeutung der Pupille Bildebene P P P2 P1 Bild P1 Toleranz für „scharf“ variierbare Blende „Punktraster“ Netzhaut
Auflösungsvermögen des Auges Zellstruktur der Netzhaut: Zäpfchenabstand 5µm kleinster auflösbarer Sehwinkel natürliche Sehweite 1‘ oder 1 Bogenminute Entfernung 25cm 2 Punkte mindestens Abstand von 0,08mm Lupe Hilfsmittel? Sehwinkel vergrößern ohne Lupe mit Lupe Grenzen der Anwendung? Vergrößerung:
Auge und Linse als optisches System Augenspiegel Hintergrund linkes Auge Auge und Linse als optisches System dicke Linse
Mikroskop Beleuchtungsarten erweiterte Methoden: Phasenkontrastverfahren (Zernike 1932) Polarisationsmikroskopie Grenzen durch die Wellennatur des Lichtes
Methoden zur Steigerung des Auflösungsvermögen Beleuchtung mit Licht kleiner Wellenlänge Röntgenmikroskopie Beleuchtung mit Wellen kleiner Wellenlänge Materiewellen, Elektronenmikroskop Ruska, Nobelpreis 1986 Abbildung in geometrischen Abmessungen, so daß die Beugung und Interferenz sich nicht ausbilden kann Nahfeldmikroskopie Abtasten des Objektes mit kleiner Sonde Rastermikroskopie Binnig, Rohrer, Nobelpreis 1986 Rastertunnelmikroskopie (STM) Rasterkraftmikroskopie (AFM) STM surface tunneling microscope AFM atomic force microscope Farben