Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Статьи / Дополнительный материал к уроку физики "Эволюция оптических приборов"

Дополнительный материал к уроку физики "Эволюция оптических приборов"

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:



Эволюция оптических приборов

Оптическим прибором называется изделие, в котором основную функцию выполняет оптическая система.

В любой эволюции имеется начало, но нет конца, и каждый этап занимает определенное время. Мы рассмотрим только часть эволюционной цепочки оптических приборов, которую можно представить следующим образом:hello_html_3e94c545.png



Основой любого оптического прибора являются линза.

Однажды в древнем Риме заметили, что прозрачный сосуд с водой способен искажать и увеличивать предметы, поджигать и обжигать их лучами, проходящими через него. Такой сосуд стал прототипом выпуклой линзы.

Римский философ Сенека ( 3 в. до н.э.) в своих трудах описал увеличительный эффект, который дает стеклянный шар, заполненный водой. В эти шары, в древнем Риме, предприимчивые владельцы харчевен помещали плоды, которые казались больше, чем на самом, а блюда сквозь шары казались привлекательнее .

В 1853 году при раскопках одной из древних столиц Ассирии в Нимруде была найдена линза, линза Нимруда, возраст которой более 3000 лет. Она имеет форму близкую к овалу, грубо отшлифована, одна из сторон выпуклая, а другая плоская и имеет трехкратное увеличение. Линза Нимруда представлена в Британском музее.hello_html_mc863e37.jpg

Кстати, слово «линза» от латинского «lens», означающего чечевичное зерно. 

Позже было проведено большое количество экспериментов с различными стеклами и минералами, до тех пор, пока не появились более-менее качественные линзы. Это стало основой всех оптических предметов, ведь с появлением увеличивающей линзы появились и монокль, и очки.

В Британском музее хранятся самые старые очки, найденные в гробнице древнеегипетского фараона Тутанхамона . Два тончайших спила изумруда, соединенных бронзовыми пластинками в виде оправы. Египетский фараон смотрел сквозь это приспособление на Солнце. Больше ни на что его очки не годились: остроту зрения они не повышали. hello_html_29434741.jpg

Солнцезащитные очки для защиты глаз использовали жители Крайнего Севера, Азии и Америки. Их делали из костей животных и кусков древесной коры. Так же есть мнение, что первые солнцезащитные очки появились в Китае в 12 веке. Они представляли собой пластины из кварца, которыми судьи закрывали глаза, что бы их выражения, не видели свидетели.hello_html_5c36bb74.jpg


В 13 веке благодаря венецианским и флорентийским мастерам прототип очков стал очень популярным аксессуаром.

Официальной датой рождения очков как оптического прибора для коррекции зрения принято считать 1284-й год.

Однажды итальянский стекловар Сальвино Д’Армате случайно пролил горячую жидкую массу на пол. Посмотрев сквозь застывший кусок стекла, он обнаружил, что предметы увеличиваются. Именно ему пришла идея использовать такую линзу для коррекции зрения. hello_html_m56beb35d.png

На надгробье Сальвино, похороненного в 1317году в соборе Санта-Мария-Маджоре, написано: «Здесь покоится тот, кто первым изобрел очки».

Нет точных данных о том, когда появились первые очки на Московской Руси, однако о них уже знали в первой трети XVII века. Так, в «Расходной книге денежной казне» царя Михаила за 1614 год значится, что для царя у московского гостя были куплены «очки хрустальные с одной стороны гранены, а с другой гладкие, что, в них смотря, многое кажется».

До нас дошли любопытные сведения о том, что большое количество очков ввозилось в Россию из Западной Европы во второй половине XVII века. В 1670—1672 годах поступила «491 дюжина очков» (то есть 5892 пары).

Казалось бы, простое дело — носить очки. Но триста лет подряд искали способ приладить их к глазам, как-то зафиксировать, удержать. hello_html_6055a896.jpg

Сначала был в ходу монокль — одно стекло на длинной рукояти. Потом начали шлифовать большие двойные стекла — бинокли, делая их с двумя ручками. Такой бинокль можно было надеть на нос.

Позже пытались прикреплять очки к шляпе. Вшивали очковые стекла в ременный поясок, который завязывали на затылке, словно карнавальную маску, или приделывали пружины, прижимавшиеся к вискам, оправляли стекла в железные кольца и соединяли перемычкой. Получалась как бы разновидность пенсне, но без зажима на носу. Наконец, приспособляли к очкам заушины, почти совсем как это делается теперь.hello_html_m53f955d4.jpg

В эволюции оптического прибора на смену очкам приходит более продуктивный , совмещающий в себе выпуклые и вогнутые линзы, прибор- зрительная труба. Появление зрительной трубы связано с такой вехой в истории как пиратство и путешествия. Ведь таким людям, которые вершили историю непобедимой испанской империи как, Френсис Дрейк, Васко да Гама, Эрнан Кортес и Христофор Колумб было просто необходимо видеть дальше, выиграть несколько часов у противника благодаря тому, что во время успели разглядеть вражеские корабли. Поэтому неудивительным является тот факт, что в 17 веке было подано 4 заявки на патентование зрительной трубы. Всё это происходило в условиях строгой секретности в связи со стратегически важной направленностью изобретения.hello_html_2acf22f6.jpg

Учитывая обстановку особой секретности вокруг патентования зрительной трубы, Галилею пришлось довольствоваться только домыслами и слухами. Это не помешало великому итальянцу создать свою зрительную трубу, в основе которой были собирательная и рассеивающая линзы. Первая зрительная труба Галилея была довольно простой и имела трехкратное увеличение. Потом путем опытов и изысканий Галилею удалось увеличить кратность до 30 пунктов. hello_html_m1ac4fe26.pnghello_html_5714c822.jpg

В 1609 году Галилей направляет свой телескоп в небо и делает ряд открытий : горы на Луне, 4 спутника Юпитера, Млечный Путь распался на отдельные звезды.

Благодаря изобретению зрительной трубы появляются такие приборы как бинокль и микроскоп.

Бинокль — оптический прибор, который состоит их двух соединенных зрительных труб, предназначенный для наблюдения за удаленными объектами. «Бинокль» с латинского языка означает «два глаза» (bi oculus). В 1609 году Галилео Галилей соединил вместе две подзорные трубы и таким образом положил начало эре биноклей, которые сейчас применяются во многих областях деятельности человека. Первый созданный Галилеем бинокль обладал небольшим увеличением, наши современники пользуются такими в театрах. Последующие опыт, продолженные в 1610 году, дали возможность ученому создать более мощные оптические приборы, способные увеличить объект в 20,30 и более раз. Конструкция такого бинокля была проста: он имел две линзы, одна из которых собирала лучи света, формируя изображение (объектив), а другая рассеивала их (окуляр). Бинокль Галилея имел один существенный недостаток- изображение было недостаточно четким, но разработки немецкого математика Кеплера решили эту проблему. Он создал призмы, которые улучшили качество изображения, а также позволили вести наблюдения за объектами, находящимся на дальних расстояниях. В дальнейшем многие оптики из разных стран вносили свой вклад в улучшение конструкции бинокля. Так появился современный оптический прибор, который обзавелся привлекательным дизайном и отличными характеристиками.hello_html_2902ad9a.png

Микроскоп - это оптический прибор,  позволяющий получить увеличенные изображения мелких предметов или их деталей, которые невозможно рассмотреть невооружённым глазом.hello_html_m162fdf16.png

Дословно слово «микроскоп» означает «наблюдать за чем-то маленьким» (от греческого «малый» и «смотрю»).

Считается, что первый микроскоп создали в 1590 г. голландский оптик Ганс Янсен и его сын Захарий Янсен. Так как линзы в те времена шлифовали вручную, то они имели различные дефекты: царапины, неровности. Дефекты на линзах искали с помощью другой линзы - лупы. Оказалось, что если рассматривать предмет с помощью двух линз, то происходит его многократное увеличение. Смонтировав 2 выпуклые линзы внутри одной трубки, Захарий Янсен получил прибор, который напоминал подзорную трубу. В одном конце этой трубки находилась линза, выполняющая функцию объектива, а в другом - линза-окуляр. Но в отличие от подзорной трубы прибор Янсена не приближал предметы, а увеличивал их.hello_html_m10192f64.png

В 1609 году Галилео Галилей разработал составной микроскоп с выпуклой и вогнутой линзами. Он называл его «оккиолино» - маленький глаз.hello_html_3badedca.png

Свое название микроскоп получил только в 1625 г. Термин «микроскоп» предложил друг Галилео Галилея немецкий доктор и ботаник  Джованни Фабер. 

Все созданные в то время микроскопы были довольны примитивными. Так, микроскоп Галилея мог увеличивать всего в 9 раз. Усовершенствовав оптическую систему Галилея, английский учёный Роберт Гук в 1665 г. создал свой микроскоп, который обладал уже 30-кратным увеличением.

В 1674 г. нидерландский натуралист Антони ван Левенгук создал простейший микроскоп, в котором использовалась всего одна линза. Нужно сказать, что создание линз было одним из увлечений учёного. И благодаря его высокому мастерству в шлифовании, все сделанные им линзы получались очень высокого качества. Левенгук называл их «микроскопиями». Они были маленькие, размером с ноготь, но могли увеличивать в 100 или даже в 300 раз.hello_html_619f41e9.pnghello_html_m3b92a499.pnghello_html_7fdad696.png

Микроскоп Левенгука представлял собой металлическую пластину, в центре которой находилась линза. Наблюдатель смотрел через неё на образец, закреплённый с другой стороны. И хотя работать с таким микроскопом было не совсем удобно, Левенгук смог сделать с помощью своих микроскопов важные открытия.

В те времена было мало известно о строении органов человека. С помощью своих линз Левенгук обнаружил, что кровь состоит из множества крошечных частиц - эритроцитов, а мышечная ткань - из тончайших волокон. В растворах он увидел мельчайшие существа разной формы, которые двигались, сталкивались и разбегались. Теперь мы знаем, что это бактерии: кокки, бациллы и др. Но до Левенгука об этом не было известно.

Всего учёным было изготовлено более 25 микроскопов. 9 из них сохранились до наших дней. Они способны увеличивать изображение в 275 раз.

Микроскоп Левенгука был первым микроскопом, который завезли в Россию по указанию Петра I.

Постепенно микроскоп совершенствовался и приобретал форму, близкую к современной. Учёные России также внесли огромный вклад в этот процесс. В начале XVIII века в Петербурге в мастерской Академии наук создавались усовершенствованные конструкции микроскопов. Русский изобретатель И.П. Кулибин построил свой первый микроскоп, не имея никаких знаний о том, как это делали за границей. Он создал производство стекла для линз, придумал приспособления для их шлифовки.

Великий русский учёный Михаил Васильевич Ломоносов первым из русских учёных стал использовать микроскоп в своих научных исследованиях.

На сегодняшний день различают следующие виды микроскопов : оптические, электронные, сканирующий зондовый микроскоп, рентгеновские микроскопы, дифференциальный интерференционно-контрастный микроскоп.

Этот краткий обзор я хотела бы закончить отрывком стихотворения Паши Броского

Есть вещи, которые знать обязательно,

Есть вещи, которые знать нежелательно,

Есть вещи, которые лучше не знать,

И вещи, что лучше бы не забывать…

Историю предмета, прибора знать нужно, чтобы кроме цены они приобрели еще и ценность.

Используемые ресурсы

1.Бинокль https://ru.wikipedia.org/wiki/Бинокль

2. Галилей https://ru.wikipedia.org/wiki/Галилей,_Галилео

3. Древнейшая история происхождения оптических приборов

http://optica100.ru/sovety/proishozhdenie_opticheskih_priborov

4.История очков: как появились первые очки и кто их изобрел

http://www.zrenimed.com/blog/2011-05-11-12

5. Изобретение микроскопа http://ency.info/materiya-i-dvigenie/fotometriya/393-izobretenie-mikroskopa

6. Очки. История возникновения. http://gllaza.ru/ochki-istoriya-vozniknovenija/

















Автор
Дата добавления 15.11.2016
Раздел Физика
Подраздел Статьи
Просмотров23
Номер материала ДБ-354309
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх