Auge

System von gekrümmten Grenzflächen (Linsen)

Zweck: Abbildung auf Detektor mit hoher Empfindlichkeit Vergrößerung, Verkleinerung, Lichtstärke Reduktion von Abbildungsfehlern

4.4 Optische Instrumente

17 ,0 6 m m 22 ,8 0 m m = b

F F ’

H H ’

K

K ’

0 ,25 m m

G lask örpe r

n = 1 n = 1 ,336

w w

L u ft G

Dioptrischer Apparat Auge() = Hornhaut + Linse = 42,8 dpt + 15,8 dpt = 58,6 dpt

dicke Linse mit Hauptebenen H und H‘ Knotenpunkten K und K‘

b

nnGLuft

unendlich adaptiert

Kleinkind =14,2dpt a>7cm

Erwachsene =4,2dpt a>24cm b

n

a

nG

nah

Luft

1nah

nah

Luft aa

n

Gegenstand nah:

Zusatzbrechkraft Variation der Augenlinse Bereich für Scharfsehen

fest

Physikalisches System Auge

B u lb us zu lang : K urzsich tig ke it

K o rrek tu r: K o nkav lin se

B u lb us zu k u rz : Ü be rs ich tigke it

K o rrek tu r: K o nvex lin se

nicht sphärische Hornhautkrümmung: Astigmatismus

K o rrek tu r: zy lin d risch k onv ex e L in se

Myopie HypermetropieFehlsichtigkeit

weniger Brechkraft mehr Brechkraft

Bildebene P

vari

ierb

are

Ble

nde

PP2 P1

Bild P1

Bild P2

F‘F

Toleranz für „scharf“

Bedeutung der PupilleTiefenschärfe

„Punktraster“ Netzhaut

Zellstruktur der Netzhaut: Zäpfchenabstand 5µm

kleinster auflösbarer Sehwinkel

017,02

360

andKnotenabst17

105 3

mm

µm

1‘ oder 1 Bogenminute

Entfernung 25cm 2 Punkte mindestens Abstand von 0,08mm

B

G ’ G F ’

w

w

n a tü rlich e S ehw eite sa

fF

m it

o h n e

Lupe Sehwinkel vergrößern

natürliche Sehweite

s

Gwohne

'tan

ohne Lupe

mit Lupe

fs

fsG

a

Gwmit

tan

sfafsa

111111

Vergrößerung: f

s

f

fs

a

s

w

w

ohne

mit

ionAkkommodattan

tan Grenzen der Anwendung?

Auflösungsvermögen des Auges

Hilfsmittel?

Hintergrund linkes Auge

Augenspiegel

Auge und Linse als optisches Systemdicke Linse

O bjek tivf

fL upe

reelle sZ w ischen-b ild

b

1

22f

bVObjektiv

1f

sVOkular

OkularObjektivgesamt VVV

B e le u c h tu n g sb ü n d e l

Ö ffn u n g s- W in k e l Ö ffn u n g s- W in k e l

B e le u c h tu n g sb ü n d e l

H ellfe ld D un ke lfe ld

Beleuchtungsarten

Grenzen durch die Wellennatur des Lichtes

erweiterte Methoden:Phasenkontrastverfahren (Zernike 1932)Polarisationsmikroskopie

Mikroskop

Beleuchtung mit Licht kleiner Wellenlänge Röntgenmikroskopie

Beleuchtung mit Wellen kleiner Wellenlänge Materiewellen, Elektronenmikroskop

Abbildung in geometrischen Abmessungen, so daß die Beugung und Interferenz sich nicht ausbilden kann Nahfeldmikroskopie

Methoden zur Steigerung des Auflösungsvermögen

Rastertunnelmikroskopie (STM)

Rasterkraftmikroskopie (AFM)

STM surface tunneling microscope

AFM atomic force microscope

Farben

Ruska, Nobelpreis 1986

Abtasten des Objektes mit kleiner Sonde Rastermikroskopie

Y

Tastsonde

X

Binnig, Rohrer, Nobelpreis 1986