Справочник врача 21

Поиск по медицинской литературе


Аберрация света




Приведенный пример построения изображений относится к так называемым идеальным оптическим системам. В реальных системах проявляются оптические погрешности — аберрации. Различают монохроматические и хроматические аберрации. Основные из монохроматических аберраций — это сферическая аберрация и астигматизм. Сущность сферической аберрации заключается в том, что параллельные лучи света, проходящие через линзу, не собираются в одну точку, а пересекаются с оптической осью в пределах некоторой зоны. Эта зона называется глубиной фокуса данной системы. Астигматизм косого 11... [стр. 10 ⇒]

Монохроматические аберрации значительно менее выражены, если лучи света проходят вблизи от оптической оси системы. Такие лучи называют параксиальными. Хроматическая аберрация является следствием неодинакового преломления света с разной длиной волны, поэтому изображения объектов, получаемые с помощью оптической системы, имеют цветные каемки. ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГЛАЗА Глаз человека представляет собой сложную оптическую систему, которая состоит из роговицы, влаги передней камеры, хрусталика и стекловидного тела. Преломляющая сила оптики глаза зависит от величины радиусов кривизны передней поверхности роговицы, передней и задней поверхностей хрусталика, расстояний между ними и показателей преломления роговицы, хрусталика, влаги передней камеры и стекловидного тела. Оп12... [стр. 11 ⇒]

Вследствие сферической аберрации лучи, исходящие из точечного источника света, собираются не в точку, а в некоторую зону на оптической оси глаза (рис. 7). В результате этого на сетчатке образуется круг светорассеяния. Глубина этой зоны для нормального человеческого глаза колеблется от 0,5 до 1,5 дптр [Сергиенко Н.М., 1975; Campbell F., Gubish R.W., 1966]. Вследствие хроматической аберрации лучи коротковолновой части спектра (сине-зеленые) пересекаются в глазу на более близком к роговице расстоянии, чем лучи длинноволновой части спектра (красные). Интервал между фокусами этих лучей в глазу может достигать 1,0—1,5 дптр. Из-за этого, например, глаз, эмметропический по отношению к белому свету, становится миопическим для сине-зеленых и гиперметропическим для красных лучей, и наоборот, миопический глаз (М) более четко видит линии на красном фоне, а гиперметропический (Н) — на зеленом (рис. 8). Практически все глаза в той или иной степени обладают еще одной аберрацией — неправильным астигматизмом из-за отсутствия идеальной сферичности и центровки преломляющих поверхностей роговицы и хрусталика. Эту аберрацию можно оценить, измеряя клиническую рефракцию глаза в различных частях зрачка [Смирнов М.С., 1961; Сергиенко Н.М., 1969; Корнюшина Т.А., 1980]. Неправильный астигматизм может быть представлен в виде рельефа гипотетической пластинки, которая, будучи наложена на роговицу, превращает данный глаз в идеальную сферическую систему. Другой способ графического представления неправильного астигматизма — обозначение величины отклонения статической рефракции относительно центра зрачка в разных его точках. Неправильный астигматизм приводит к неравномерному распределению света на сетчатке; светящаяся точка образует на сетчатке область сложного дифракционного изображения, в которой могут выделяться участки максимальной освещенности. 15... [стр. 14 ⇒]

Аберрации оптической системы глаза Как известно, оптические погрешности в виде сферической, волновой (неправильный астигматизм) и хроматической аберрации характерны для любого нормального человеческого глаза. Могут ли миопия или связанные с ней изменения усиливать имеющиеся аберрации либо вносить дополнительные погрешности в оптическую систему глаза? Необходимо отметить, что понятие «аберрации» связано с физической рефракцией глаза, тогда как миопия представляет собой разновидность клинической рефракции и отличается от эмметропии только положением заднего главного фокуса относительно сетчатки. В связи с этим уже a priori можно утверждать, что сферические и волновые аберрации оптической системы миопического глаза в принципе не будут отличаться от аналогичных аберраций эмметропического глаза, если связанные с близорукостью изменения в глазу не затронут структуру его оптических поверхностей. Правда, следует считать, что одни и те же аберрации эмметропического и миопического глаза могут сильнее влиять на его различительную способность из-за большей длины глаза и больших в связи с этим фигур светорассеяния. М.С.Смирнов (1971) заметил: «Аберрации разных глаз — разные», и тем самым подчеркнул, что они больше отражают индивидуальные особенности глаза, чем его обобщенные «групповые» свойства, в частности рефракцию. Своеобразно проявляет себя в зависимости от рефракции глаза хроматическая аберрация. Напомним, что она обусловлена неодинаковым коэффициентом преломления лучей с разной длиной волны. Это приводит к тому, что преломляющая сила глаза для коротковолновых, синих, лучей оказывается на 1,0—1,5 дптр больше, чем для длинноволновых, красных. Вследствие этого глаз, слабомиопический или слабогиперметропический по отношению к белому свету, может стать эмметропическим для красных и синих лучей. По той же причине миопическая рефракция для белого света усилится в синих лучах и станет слабее в красных. Наоборот, гиперметропическая рефракция будет сильнее в красных лучах и слабее в синих. Свойство миопического глаза более четко видеть линии на красном фоне, а гиперметропического — на сине-зеленом ис85... [стр. 84 ⇒]

Таким образом, беспокоящая некоторых пациентов слепимость постепенно становится показанием к операции, нацеленной на восстановление пострадавших зритель6 ных функций. В этом случае вмешательство должно быть выполнено техни6 чески безукоризненно, иначе послеоперационное ослепление окажется даже выше дооперационного за счет роговичных рубцов, дефектов радужки, возмож6 ной децентрации ИОЛ. Конструктивные особенности различных моделей ИОЛ, радиус кривиз6 ны ее передней поверхности, форма края оптической части хрусталика и реф6 ракционный индекс материала, из которого она изготовлена, а также качество изготовления интраокулярной линзы во многом будут определять качество зрения после имплантации, уровень сохранения контрастной чувствительно6 сти, устойчивости к засветам, наличие или отсутствие дополнительных дис6 фотопсий. Причины изменений исследуемых функций многочисленны. Определен6 ную роль играют конструктивные особенности ИОЛ. Для выяснения механиз6 ма слепимости K. Ohara с соавт. (1989) освещали операционным микроскопом различные отделы линзы и выяснили, что любой конструктивный элемент ИОЛ вызывает рассеивание света. Становится понятным, почему не только при децентрации, но и при правильном положении ИОЛ в определенных условиях могут повышаться слепимость, снижаться КЧ и появляться мнимые изображения источника света. Повышение слепимости артифакичного глаза объясняется большим различием в рефракционном индексе ИОЛ и камерной влаги. Поверхность любого типа ИОЛ рефлектирует во много раз сильнее, чем естественный хрусталик. Особенно это касается акриловых линз, где различия составляют 2–3 порядка (превышая, по данным моделирования, аналогичный показатель естественного хрусталика в 730 и 1090 раз). Одним из путей решения этой проблемы является уменьшение радиуса кривизны передней поверхности ИОЛ до 17 мм и менее. Экспериментальное сравнение светорассеивающих свойств ИОЛ с раз6 личной формой оптической части позволило установить, что несимметричный двояковыпуклый с большей кривизной передней поверхности (радиус кривиз6 ны до 32 мм) дизайн линзы в сочетании с материалом, имеющим высокий реф6 ракционный индекс, значительно повышает риск развития слепимости в пос6 леоперационном периоде. Увеличение рефракционного индекса с 1,43 (сили6 кон) до 1,55 (акрил) в 5 раз повышает светорассеяние. E. Uchio с соавт. (1995) выявили корреляцию между степенью слепимо6 сти и величиной сферической аберрации, которая имела статистически значи6 мый характер для различных типов ИОЛ: двояковыпуклые ИОЛ с большей кривизной задней поверхности обладают наибольшими сферическими абер6 рациями, плоско6выпуклая ИОЛ (за исключением линз большой оптической силы) обладает минимальной сферической аберрацией. Интраокулярные лин6... [стр. 319 ⇒]

В результате этого на сетчатке образуется круг светорассеяния. Глубина этой зоны для "нормального” человеческого глаза колеблется от 0,5 до 1,0 дптр. В результате хроматической аберрации лучи коротковолновой части спектра (сине-зеленые) пересекаются в глазу на меньшем расстоянии от роговицы, чем лучи длинноволновой части спектра (красные). Интервал между фокусами этих лучей в глазу может достигать 1,0 дптр (рис. 5.2). Практически во всех глазах имеется еще одна аберрация, обусловленная отсутствием идеальной сферичности преломляющих поверхностей роговицы и хрусталика. Асферичность роговицы, например, может быть устранена с помощью гипотетической иластинки, которая, будучи наложена на роговицу, превращает глаз в идеальную сферическую систему. Отсутствие же сферичности приводит к неравномерному распределению света на сетчатке: светящаяся точка образует на сетчатке сложное изображение, на котором могут выделяться участки максимальной освещенности. В последние годы активно изучается влияние указанной аберрации на максимальную остроту зрения даже 86 scanned by К. А. А. [стр. 86 ⇒]

Основные из монохроматических аберраций – это сферическая аберрация и астигматизм. Сущность сферической аберрации заключается в том, что параллельные лучи света, проходящие через линзу, не собираются в одну точку, а пересекаются с оптической осью в пределах некоторой зоны. Эта зона называется глубиной фокуса данной системы. Астигматизм возникает в случае косого падения лучей на линзу. Хроматическая... [стр. 73 ⇒]

Наиболее важным местом сетчатой оболочки глаза является жёлтое пятно, заполненное главным образом колбочками. В середине жёлтого пятна находится центральная ямка (fovea centrails) — место наиболее ясного видения. Для ясного видения необходимо, чтобы на сетчатке получилось отчётливое изображение рассматриваемого предмета. Отчётливость изображения обусловлена функцией расположенного за зрачковым отверстием хрусталика — прозрачной и двояковыпуклой линзы, выполняющей в глазу роль объектива в фотографической камере. Прозрачные среды хрусталика (и роговицы), преломляя падающий через зрачковое отверстие свет, отбрасывают на сетчатку изображение — обратное и уменьшенное — того, что находится перед глазом. Так как расстояние от хрусталика до сетчатой оболочки глаза остаётся неизменным, то для получения чёткого изображения на сетчатке изменяется кривизна хрусталика: при приближении предмета кривизна увеличивается, а при отдалении его уменьшается. Изменение кривизны хрусталика осуществляется рефлекторным сокращением ресничной (аккомодационной) мышцы и называется аккомодацией глаза. Нормальному глазу аккомодационные движения требуются только для получения чёткого изображения близких предметов; изображения удалённых предметов падают на сетчатку без специальной аккомодации. Если лучи, идущие в глаз от отдалённого предмета, собираются в фокус не на сетчатке, а впереди или позади неё, то нормальное зрение нарушается. Глаз, в котором вследствие чрезмерной преломляющей силы глаза или большой длины глазного яблока параллельные лучи, идущие в глаз от удалённого предмета, собираются перед сетчаткой, называется близоруким. Глаз, в котором вследствие ослабленной преломляющей силы глаза или малой длины глазного яблока параллельные лучи, идущие в глаз от удалённого предмета, собираются за сетчаткой, называется дальнозорким. Вследствие относительно значительной величины зрачкового отверстия через него проходят лучи не только близкие к оптической оси, но и сравнительно от неё отдалённые; это вызывает явление сферической аберрации. Оно выражается в том, что точечное раздражение даёт на сетчатой оболочке глаза некоторый круг светорассеяния. Поэтому границы изображений на сетчатой оболочке глаза никогда не бывают абсолютно резкими. Помимо сферической, существует хроматическая аберрация. Она вызывается тем, что параллельный пучок белого света, проходя через хрусталик и другие преломляющие среды глаза, даёт различные углы преломления, а именно — лучи с короткой волной преломляются сильнее, чем лучи с длинной волной. Вследствие этого точечное изображение даёт на сетчатой оболочке глаза цветной круг светорассеяния. Сферическая и хроматическая аберрации глаза являются, по мнению Гельмгольца, причиной иррадиации, вследствие которой белые предметы кажутся преувеличенными из-за кругов светорассеяния. Степень чёткости восприятия границ предметов называется остротой зрения. Острота зрения определяется тем минимальным промежутком между двумя точками, который ещё замечается. За единицу остроты зрения принимают величину промежутка в одну угловую минуту. Это не значит, конечно, что у всех людей минимальный угол зрения равен всегда одной угловой минуте. Многие люди видят раздельно две точки даже тогда, когда они видимы под углом зрения в 20 и даже 10 угловых секунд. Яркие точки, например звёзды, видны под ещё меньшим углом зрения. По сути дела следует различать 3 вида остроты зрения: 1) когда глаз видит Рубинштейн, С. Л. = Основы общей психологии – Издательство: Питер, 2002 г., 720 стр. [стр. 262 ⇒]

Вид каустической поверхности для оптической системы, имеющей сферическую аберрацию: AB — фронт световой волны после прохождения оптической системы, L — лучи света, К — каустика, PQ — отрезок прямой, в который при наличии сферической аберрации растягивается изображение точечного источника света (в системе без аберраций точечный источник изображается точкой). [стр. 9 ⇒]

ОСЛОЖНЕНИЯ В ОРТОКЕРАТОЛОГИИ, ПРИЧИНЫ И МЕТОДЫ ПРОФИЛАКТИКИ В течение первого месяца использования ОК-линз в ночном режиме, когда зона коррекции на поверхности роговицы еще не полностью сформирована, некоторые пользователи могут испытывать проблемы со зрением, такие как: ореолы вокруг источника света, двоение в глазах, снижение контрастной чувствительности и/или гала-эффекты, особенно в ночное время. Эти визуальные симптомы наблюдаются при изменении центральной части кривизны роговицы, что приводит к возникновению аберраций оптической системы глаза высших порядков, особенно сферической аберрации. Жалобы, как правило, исчезают к концу первого месяца ОКкоррекции. Если данные проблемы сохраняются в дальнейшем, причиной может быть отсутствие центрации линзы (кома, трефойл) и/или очень широкий зрачок (при свете или в темноте). Решение возможно путем смены дизайна линз (с выбором линз большой оптической зоны), смена материала для линз, увлажнение глаз или другими методами. Все осложнения, связанные с круглосуточным ношением мягких контактных линз и ношением жестких газопроницаемых контактных линз, также могут проявиться у пациентов, использующих ортокератологическую коррекцию. В частности, осложнения могут быть связаны с относительной гипоксией роговицы (недостаток кислорода) при длительном ношении контактных линз (без ежегодной замены линз, как того требуют производители), или в линзах, сделанных из нелицензированного к ночному использованию материала. Однако использование высоких или гиперкислородопроницаемых материалов, утвержденных FDA, значительно снижает гипоксию, и эти материалы обычно применяют в производстве ОКЛ. Воспалительные осложнения при ношении ОКЛ могут возникать из-за отказа пациента следовать соответствующим рекомендациям по гигиене при обращении с линзами и чистке линзы. Одно... [стр. 26 ⇒]

По той же причине стрелку не следует долго целиться, а в промежутках между прицеливаниями сосредоточивать свой взгляд на каком-нибудь предмете; лучше всего смотреть вдаль рассеянным взглядом и дать отдых мышцам глаза. При изменении силы естественного освещения уровень чувствительности глаза меняется и глаз адаптируется к различному количеству попадающего в него света. Функцию, выполняемую в фотографическом аппарате диафрагмой, играет в глазу зрачок. Диаметр зрачка может становиться больше или меньше под действием мышц, так регулируется количество света, поступающего в глаз, а также улучшается резкость изображения предмета на сетчатке при сужении зрачка. Заслуживает внимания вопрос о скорости реакции зрачка на изменение освещенности. Оказывается, зрачок при переходе к большей яркости сужается гораздо быстрее, чем снова расширяется при попадании в условия меньшей яркости. Стрелок должен сделать из этого соответствующие выводы: чтобы сохранить работоспособность глаза, не снижая точности прицеливания, не следует перед стрельбой или во время нее смотреть на ярко освещенные предметы и тем более подвергать глаз воздействию резких переходов от света к тени; в перерывах между выстрелами не нужно отдыхать с закрытыми глазами. Для отдыха глаз лучше всего смотреть на удаленные, однотонные, неяркие поверхности серого, зеленого, голубого цвета. Степень точности зрительного восприятия формы и очертаний окружающих нас предметов зависит от четкости их изображений на сетчатой оболочке глаза. Необходимо знать, что из-за оптических несовершенств глаза изображения предметов на сетчатой оболочке имеют не резкие, а несколько размытые границы; вследствие этого существует какой-то предел различительной чувствительности глаза, определяющий остроту зрения. Следует иметь в виду, что острота зрения непостоянна и является некоторой переменной величиной, зависящей от того, в какой мере и при каких обстоятельствах сказываются оптические несовершенства глаза. Глазу как оптическому прибору присущи явления аберрации1 и дифракции света2. Установлено, что рассеивание света от сферической аберрации тем больше, чем больше отверстие зрачка, а от дифракции оно тем больше, чем меньше отверстие зрачка. В результате противоположной зависимости эффектов аберрации и дифракции от величины зрачка наилучшие условия для четкого зрительного восприятия соответствуют некоторой средней величине отверстия зрачка – диаметром 3 мм. Учитывая это, в зависимости от условий освещения, влияющих на размер зрачкового отверстия, стрелок должен стремиться создавать наиболее благоприятные условия для работы глаза, защищая его от воздействия света козырьком, дымчатыми очками, светофильтрами. Нужно также следить, чтобы прицельные приспособления не блестели и тем самым не слепили глаза (их надо чернить копотью). Необходимо знать еще об одной особенности работы глаз, имеющей огромное значение в прицеливании, – монокулярном и бинокулярном зрении. Зрение одним глазом называется монокулярным, а двумя – бинокулярным. [стр. 10 ⇒]

В большинстве случаев аберрации обоих типов проявляются одновременно. В приосевой, так называемой параксиальной, области оптическая система близка к идеальной, т. е. точка изображается точкой, прямая линия — прямой и плоскость —плоскостью. Но при конечной ширине пучков и конечном удалении точки-источника от оптической оси нарушаются правила параксиальной оптики: лучи, испускаемые точкой предмета, не пересекаются в одной точке плоскости изображений, а образуют кружок рассеяния, т. е. изображение искажается — возникают аберрации. В зависимости от причины и характера искажения различают пять геометрических аберраций и две хроматические. Геометрические аберрации, искажающие подобие между объектом и его изображением, — это кривизна поля, кома, дисторсия, астигматизм и сферическая аберрация. В отличие от геометрических, хроматические аберрации возникают и в параксиальной области. Дисперсия света порождает два вида хроматических аберраций: хроматизм положения фокусов и хроматизм увеличения (их ещё называют «продольная» и «поперечная»). Первая характеризуется смещением плоскости изображения для разных длин волн, вторая — изменением поперечного увеличения. Полностью устранить все аберрации в одном инструменте практически невозможно, поэтому в зависимости от задачи, стоящей перед ним, исправляются в большей или меньшей степени одни или другие аберрации (см. Ахромат, Апохромат, Анастигмат, Апланат). (англ, aberration o f light) — изменение направления распространения света (и вообще излучения) при переходе от одной системы отсчёта к другой. В астрономии этот эффект проявляется как смещение направления на светило, вызванное движением наблюдателя, например, вместе с движущейся Землёй. Нередко вместо термина «аберрация света» астрономы используют термин «звёздная аберрация» (англ, stellar aberration). Хотя аберрация света - явление релятивистское, для его наглядного представления вполне годится модель классического сложения скоростей, представленная в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона (1890-1907 гг.): «Поясним это примером: быстро плывёт корабль по направлению с запада на восток; мы стоим на южном берегу реки, стреляем в борт корабля прямо с юга на север, и ядро летит с такою силою, что пробивает оба борта. При таких условиях отверстия, пробитые в бортах, не будут приходиться одно против другого, потому что, пока ядро летело от одного борта до другого, корабль уже успел переместиться... [стр. 7 ⇒]

Если звезда лежит на самой эклиптике, то её годовое движение вследствие аберрации представится в виде прямой линии, параллельной эклиптике, и по этой прямой звезда идёт то в одну сторону, то в другую. Аберрация света была открыта в 1727 г. английским астрономом Дж. Брадлеем, который, безуспешно пытаясь определить годичные параллаксы звёзд, заметил их аберрационное перемещение. Открытие аберрации света послужило ещё одним подтверждением движения Земли вокруг Солнца и правильности вычисления датским астрономом Оле Рёмером (1644-1710) скорости света. Кроме годичной аберрации, в астрономии принимаются в учёт и другие явления, связанные с аберрацией света. В результате вращения Земли наблюдается «суточная аберрация» (англ, diurnal aberration). С периодом в одни звёздные сутки скорость наблюдателя меняется, но не более чем на 463 м/с (если наблюдатель находится на экваторе), что приводит к суточной аберрации с амплитудой не более 0,32". В принципе существует и «вековая аберрация» (англ, secular aberration), вызванная движением Земли вместе с Солнечной системой вокруг центра Галактики со скоростью около 220 км/с. Это приводит к существенному смещению видимых положений далёких звёзд и внегалактических объектов. Но направление движения изменяется так медленно, что это постоянное смещение обычно не учитывают. В понятие «планетная аберрация» входит видимое смещение источника света, вызванное не только его движением относительно наблюдателя, но также изменением его положения в пространстве за время распространения света от него до наблюдателя. Это связано с тем, что расстояние между Землёй и объектами Солнечной системы изменяется быстро и относительно сильно, тогда как для далёких объектов относительные изменения расстояний малы, отчего и изменение направлений на них, связанные с временем распространения света, практически незаметны. Отдельным понятием считается «годичная аберрация Солнца», направление которой в некотором смысле не меняется: смещение на угол 20,5" (если считать земную орбиту круговой) всегда направлено на запад. В зависимости от выбранной системы отсчёта это явление можно интерпретировать и по-другому: это смещение (отставание изображения Солнца от его реального положения) возникает из-за времени распространения света... [стр. 8 ⇒]

...achromatos — бесцветный) —сложная линза, состоящая из двух (собирающей и рассеивающей) линз, изготовленных из неодинаковых по дисперсии света сортов стекла и, как правило, склеенных между собой. По сравнению с одиночной линзой у ахромата существенно уменьшена хроматическая аберрация: путём подбора линз добиваются того, что лучи света каких-либо двух длин волн сходятся в один фокус точно, а остальные лучи сходятся в значительной степени. Передняя линза обычно положительная, имеет заметный хроматизм. Вторая линза отрицательная, имеет хроматизм другого знака, удлиняет фокусное расстояние объектива и уменьшает его хроматическую аберрацию, сводя красные и фиолетовые лучи в одном фокусе. Ахроматические объективы применяются для телескопов и биноклей. Первый ахромат изобрёл в 1729 г. английский юрист и математик Честер Холл (Chester Moor Hall, 1703-1771). По его заказу в 1733 г. оптик Г. Бест построил несколько телескопов с объективами диаметром 2,5 дюйма, имеющими положительную линзу из крона и отрицательную из флинта. Но стекло, особенно флинт, было неоднородным, и качество этих объективов оказалось плохим. Патент на изобретение Холл получать не стал. В 1754 г. английский оптик Джон Доллонд (1706-1761), основатель знаменитой династии конструкторов научных приборов, в 1754 г. самостоятельно построил ахромат, получил в 1758 г. патент и медаль от Королевского общества и стал изготавливать телескопы-рефракторы высокого качества. Его сын Питер Доллонд (1730— 1820) изобрёл ахроматический триплет, объединив две выпуклые кроновые линзы и одну двояковогнутую из флинта. Такая комбинация - апохромат - свободна не только от хроматической, но и от сферической аберрации. [стр. 48 ⇒]

Окончил Оксфордский университет. Под руководством своего дяди Джеймса Паунда (1669-1724), опытного астронома, Брадлей проводил первые астрономические наблюдения. Он был избран в Королевское общество в 1718 г. В 1719 г. принял церковный сан и получил место священника в Бридстау, но в 1721 г., когда был назначен профессором астрономии в Оксфорде, отказался от церковной карьеры. С 1729 по 1760 г. был лектором в Музее Ашмола. Самым блестящим достижением Брадлея стало открытие аберрации света, о котором он сообщил Королевскому обществу в январе 1729 г. После смерти Э. Галлея в 1742 г. занял пост Королевского астронома, т. е. директора Гринвичской обсерватории. Наблюдая 20 лет за склонением звёзд, он открыл нутацию (1748). Между 1750 и 1762 гг. выполнил 60 тыс. позиционных наблюдений звёзд, результаты которых были опубликованы в 1798 и 1805 гг. В 1818 г. Ф. Бессель использовал эти данные при создании своего каталога 3222 звёзд. В 1752 г. Брадлею была пожалована Королевская пенсия в 250 фунтов стерлингов в год. БРАНА - любой протяжённый объект в теории струн. 1-брану называют струной, 2-брану - мембраной; у 3-браны имеются три протяжённых измерения. В общем случае р-брана имеет р пространственных измерений. БРАУН, Роберт Хэнбери (Brown, Robert Hanbury) (31.08.1916, Аруванкаду, Индия, - 16.01.2002, Эндовер, Англия) - английский и австралийский астроном. В Лондонском университете получил образование радиоинженера, во время Второй мировой войны занимался радиолокационной техникой. В 1950 г. первым обнаружил радиоизлучение нормальной галактики —Туманности Андромеды. Один из изобретателей радиоинтерферометра (1952) и оптического интерферометра интенсивностей (1956) для измерения углового размера звёзд. [стр. 63 ⇒]

ГЕОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ - магнитное поле, созданное внутриземными источниками. В первом приближении оно напоминает поле магнитного диполя. Магнитный момент земного диполя примерно равен 8 -1015А-м2 = 8-1025 Гс-см3 = 0,3 Гс-Яе3 (где Re — экваториальный радиус Земли). У поверхности Земли наибольшая индукция ГЕММА, или Альфекка, —а Северной Когеомагнитного поля В =68 мкТл (0,68 Гс), роны. Затменная двойная звезда типа Ал- достигается вблизи магнитного полюса, голя, изменяющая свой блеск от 2,2 до расположенного у берегов Антарктиды 2,4 визуальной звёздной величины с пе­ (в физическом смысле это северный магриодом 17,36 сут. нитный полюс, но географы называют его Южным магнитным полюсом). НаименьГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ - кратчайший путь шая индукция, 24 мкТл (0,24 Гс) достига(мировая линия) между двумя событиями ется в Бразилии; это так называемая Брав искривлённом пространстве-времени. зильская магнитная аномалия. В плоском пространстве-времени геодезическая - это прямая линия. ГЕОМАГНИТНЫЙ ХВОСТ - область магнитосферы, находящаяся на ночной стоГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ —часть роне и образованная магнитными силопрактической астрономии, в которой раз­ выми линиями, вытянутыми в направлерабатываются методы использования ре­ нии от Солнца. зультатов астрономических наблюдений для геодезических и картографических ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ АБЕРРАЦИИ - искаработ. жения изображения, характеризующие несовершенство оптических систем в ГЕОДЕЗИЯ - наука, изучающая геометмонохроматическом свете. Это кривизрию поверхности Земли - её форму, раз­ на поля, кома, дисторсия, астигматизм мер и пр. и сферическая аберрация. Труднее всего устранить сферическую аберрацию и коГЕОИД эквипотенциальная поверх­ му. Уменьшая диафрагму, можно было бы ность, на море совпадающая со средним практически полностью устранить обе уровнем воды, а на континентах —с уров­ эти аберрации, однако уменьшение динем воды, который установился бы в се­ афрагмы уменьшает яркость изображе... [стр. 95 ⇒]

Явление зодиакального света известно с древности: о нём знали в Египте, Греции и на Востоке. Бируни называл его «ложной зарёй» или «волчьим хвостом». Внимательный наблюдатель природы Александр Гумбольдт в своём колоссальном труде «Космос» (М, 1853, т. 3, с. 134) подробно описал зодиакальный свет: «Кто долго жил в поясе пальм, тот навсегда сохранит приятное воспоминание о сладостном сиянии, которым пирамидально воздымающийся зодиакальный свет озаряет часть равно продолжительных тропических ночей. Я видел его блестящим гораздо ярче, чем Млечный Путь в Стрельце, не только в редкой и сухой атмосфере Андских вершин на высоте двенадцати или четырнадцати тысяч футов, но также в беспредельных луговых равнинах Венесуэлы, на морском берегу, под вечным ясным небом Куманы. Совершенно особенную прелесть приобретало это явление, когда маленькое облачко закрывало частицу зодиакального света и резко выделялось на светлом фоне». В Новое время зодиакальный свет начали наблюдать и описывать с середины XVII в. Первым это явление подробно изучил и правильно истолковал французский астроном Жан Доменик Кассини в 1683 г. Он считал причиной зодиакального свечения солнечный свет, рассеянный мелкими частицами вещества, движущимися между орбитами Венеры и Марса в плоскости планетных орбит. Распределение энергии в спектре зодиакального света близко к солнечному. Как и в спектре Солнца, в нём имеются линии поглощения. Оптическое излучение зодиакального света частично поляризовано. Одно время считалось, что поляризация указывает на рассеяние излучения свободными электронами межпланетной среды. Но позже было убедительно показано, что в рассеянии света в основном виновата межпланетная пыль, которая тоже даёт поляризацию, но зато не замывает фраунгоферовых линий Солнца, присутствующих в спектре зодиакального света. Источником мелких частиц, заполняющих Солнечную систему, служат разрушающиеся ядра комет и столкновения тел в поясе астероидов. Самые мелкие частицы постепенно приближаются к Солнцу в результате эффекта Пойнтинга—Робертсона. Он заключается в том, что давление солнечного света на движущуюся частицу направлено не точно по линии Солнце—частица, а в результате аберрации света отклонено назад, против скорости частицы, и поэтому тормозит её движение. Падение мелких частиц на Солнце компенсируется их постоянным производством, так что в плоскости эклиптики... [стр. 143 ⇒]

В «Началах» изложены основы теории всемирного тяготения, с большим успехом применённой к определению движения тел Солнечной системы. Ньютон показал, что Кеплеровы эллипсы, по которым движутся планеты, являются частным случаем траекторий небесных тел, движущихся под влиянием центральных сил. Более общим видом этих траекторий являются конические сечения - эллипс (в частности, окружность), парабола, гипербола. В этой же книге были впервые объяснены главные особенности движения Луны, явление прецессии, приливы в океанах, сжатие Юпитера; дана теория фигуры Земли и решён ряд вопросов гидромеханики. Ньютон написал много замечательных работ по оптике, в частности фундаментальный труд «Оптика» (1704). В этих работах он показал, что с помощью стеклянНЬЮТОН, Исаак (Newton, Sir Isaac) (04.01.1643, Вулсторп близ Грантема, Ан­ ной призмы можно разложить белый свет на лучи разных цветов с различной стеглия, —31.03.1727, Кенсингтон, ныне часть Лондона, Англия) - английский физик, пенью преломляемости, и объяснил этим астроном и математик, один из осново­ хроматическую аберрацию линз. Ошиположников современного естествозна­ бочно полагая эту аберрацию неустраниния. Замечание: Ньютон родился 25 де­ мой, создал в 1668 и 1671 гг. телескопырефлекторы, основанные на явлении откабря 1642 г. и умер 20 марта 1727 г. по ражения световых лучей от вогнутого зерюлианскому календарю, действовавшему в Англии до 1752 г.; или 4 января 1643 г. — кала. Изучил интерференцию света, изме31 марта 1727 г. по григорианскому кален­ рил длину световой волны и сделал ряд других открытий в оптике. Считал свет дарю, уже действовавшему в то время в потоком мельчайших частиц (корпускул), большинстве западноевропейских стран. хотя и не отрицал возможности волновой Ньютон родился в семье фермера. Его отец умер незадолго до рождения сына. природы света. Ньютон создал математику непрерывных процессов. Разработал В 12 лет Ньютон начал учёбу в школе в Грантеме, в 19 лет поступил в Тринити- (одновременно с Г. В. Лейбницем) осноколледж Кембриджского университета, вы дифференциального и интегрального исчислений. Занимался алгеброй, аналикоторый окончил в 22 года со степенью бакалавра, в 1668 г. получил степень ма­ тической геометрией, поставил ряд прогистра. В 1669-1701 гг. возглавлял физико- блем вариационного исчисления. Труды Ньютона и его последователей математическую кафедру Кембриджского университета. Член Лондонского коро­ составили эпоху в развитии естествознания. На основе его работ в области мелевского общества (1672), его президент (с 1703). В 1695 г. назначен смотрителем, ханики и его теории всемирного тяготев 1699 г. — директором Монетного дво­ ния П. С. Лапласом была блестяще развира, где провёл большую работу по пере­ та небесная механика, давшая миру замечеканке монеты, привёл в порядок монет­ чательные примеры научного предвидения (предсказание существования Нептуное дело в Англии. на). В результате опытов Ньютона по разНаиболее плодотворный период творческой деятельности Ньютона отно­ ложению белого света призмой стало возсится к 1660-1680 гг. В это время сло­ можным открытие в 1859 г. Кирхгофом и жились важнейшие идеи Ньютона, при­ Бунзеном спектрального анализа, одноведшие к блестящим открытиям. Основ­ го из основных методов исследования в ные его труды были опубликованы позд­ астрофизике. Открытия Ньютоном интернее. Величайший труд Ньютона — «Мате­ ференции и периодических свойств свематические начала натуральной филосо­ та были фундаментальными для оптики фии» (сокращённо «Начала») — был из­ и в конечном счёте привели к пониманию природы изображения в телескопе. дан в 1687 г. В нём сформулированы основные понятия и принципы механи­ Первый маленький отражательный телеки в виде трёх законов: закона инерции, скоп Ньютона стал прообразом мощных закона изменения импульса пропорци­ рефлекторов нашего времени. Наконец, онально приложенной силе, закона ра­ от ньютоновской механики и теории всемирного тяготения был совершён переход венства действия и противодействия. На их основе Ньютон вывел законы дви­ к релятивистской механике А. Эйнштейна и современной космологии. Вклад Ньютожения тел в поле центральных сил не только в вакууме, но и в сопротивляю­ на в естествознание навсегда вошёл в сокровищницу человеческого разума. щейся среде. [стр. 270 ⇒]

Сферическая аберрация простой линзы объект находится на главной оптической оси системы. Распределение освещённости в пятне рассеяния таково, что в центре получается острый максимум при быстром уменьшении освещённости к краю пятна. У зеркального объектива этот дефект устраняется переходом от сферической формы зеркала к параболической: параболоид не обладает сферической аберрацией, он строит точечное изображение далёкого источника, лежащего на оптической оси. Сферическая аберрация линзового объектива устраняется корректировкой («ретушью») поверхности линзы или переходом от одиночной линзы к сложной многолинзовой системе. СФЕРИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ - раздел астрономии, разрабатывающий математические методы решения задач, связанных с изучением видимого расположения и движения космических тел (звёзд, Солнца, Луны, планет, искусственных спутников Земли и др.) на небесной сфере, в частности разработка теоретических основ счёта времени. СФЕРИЧЕСКАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ, или сферический компонент, — элемент структуры спиральных галактик; представляет сферическую или эллипсоидальную область, заполненную относительно старыми звёздами, движущимися по вытянутым орбитам и сильно концентрирующимися к центру, совпадающему с центром диска галактики. Обычно простирается значительно дальше диска и подразделяется по радиусу (в порядке удаления от центра и уменьшения плотности) на ядро, балдж, гало и корону. Единственным структурным элементом сферической составляющей являются шаровые скопления звёзд, встречающиеся во всем её объёме, за исключением ядра. Межзвёздный газ в ней крайне разрежен и горяч. СЦИНТИЛЛЯЦИИ - вспышки света, возникающие при прохождении через некоторые вещества ионизирующего излучения - рентгеновских и гамма-лучей, частиц космических лучей. СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР - детектор ионизирующего излучения (рентгеновских и гамма-лучей, космических лучей). В сцинтилляционных детекторах используются кристаллы йодистого натрия... [стр. 383 ⇒]

У этого телескопа главное зеркало установлено чуть наклонно, так что точка фокуса находится вне приходящего параллельного пучка лучей, на краю входной апертуры телескопа. Таким образом, телескоп системы Гершеля позволяет обходиться без вторичного зеркала, что заметно уменьшает потери света. Эта система была изобретена в ту эпоху, когда зеркала телескопов изготавливали из зеркальной бронзы. Свежеотполированное металлическое зеркало имеет коэффициент отражения не более 60%, поэтому телескоп с двумя металлическими зеркалами, например системы Ньютона или Кассегрена, доносил до наблюдателя только 36% приходящего света. Хотя наклон главного зеркала вносит сильные аберрации и существенно ухудшает качество изображения, возможность получить выигрыш по собранному свету была в то время доминирующим фактором. Для снижения влияния аберраций Гершель строил свои телескопы с небольшими относительными отверстиями (1:10 и менее). Несмотря на явное несовершенство, с этими телескопами удалось совершить немало замечательных открыТЕЛЕСКОП ГЕРШЕЛЯ... [стр. 386 ⇒]

Излучение обыч ных источников света обладает сложным спектральным составом, что приводит к возникновению хроматической аберрации, которой в особенности страдают однолинзовые объективы. Различают два типа хроматической аберрации: продольную и поперечную. Продольная хроматическая аберрация (так называемый хроматизм положения фокуса) состоит в том, что для лучей разного цвета фокальные плоскости располагаются на разном расстоянии от линзы, т. е. пересекают оптическую ось в разных местах, поэтому изображение светлой точки выглядит на экране концентрическим набором цветных кружков (при люХРОМАТИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ... [стр. 429 ⇒]

В последние годы жизни престарелый Эйлер не переживал ни больших несчастий, ни крупных неприятностей в Академии, ни горестных потерь. Жизнь его текла спокойно и внешне однообразно вплоть до последнего дня. В 1783 году Эйлер скончался. «Ребенок на коленях, кошка на спине», — таким вспоминали его окружающие. По воспоминаниям современников Эйлер был всегда ровен и благожелателен к молодым математикам и своим ученикам. Окружающие видели в нем не только великого математика, но и большого человека. § 11.9. Оптика микроскопов в трудах Эйлера Математики, побуждаемые чисто теоретическим интересом, в середине XVIII века стали разрабатывать принципы расчета оптической схемы микроскопа средствами геометрической оптики с целью ее оптимизации. Эйлер, кроме математики, интересовался и геометрической теорией микроскопа. Работы по оптике сведены им в единую систему в третьем томе «Диоптрики», опубликованной в 1771 году в Петербурге. Эйлер пытался решить задачу уменьшения аберраций путем расчета кривизны поверхностей, апертурных углов и взаимных расстояний между линзами. При этом имелось в виду, что все линзы изготовлены из одного сорта стекла, а именно из крона. Эйлер ставил задачу найти такие параметры оптической схемы, при которых возможно создать микроскоп, свободный от аберраций и обладающий увеличением до 4000 крат! В настоящее время известно, что максимальное видимое увеличение светового микроскопа составляет около 1500 крат, а с «натягом» - до 2500 крат. § 11.10. Солнечный микроскоп В середине XVIII века физики Петербургской Академии Наук проявили повышенный интерес к солнечному микроскопу (рис. 11.3.). Солнечный микроскоп изобрел Либеркюн (1711 - 1756), принцип работы которого заключался в том, что пучок солнечных лучей направлялся на экран через конденсор, объект и объектив (микроскоп проходящего света). На экране в затемненной комнате зрители наблюдали изображение объекта. При рассматривании микроскопических картин у присутствующих возникало чувство восторга! Эйлер впервые поднял вопрос об устройстве солнечного микроскопа для непрозрачных объектов, т.е. о разработке солнечного микроскопа отраженного света. Его доклад на эту тему был представлен на конференции Академии Наук в 1750 году. Спустя одиннадцать лет после представления Эйлером проекта, а именно в 1761 году, академик Ф.Т.У. Эпинус (1724 - 1802) представил проект солнечного микроскопа, в котором идее Эйлера придал практически осуществимый вид. [стр. 133 ⇒]

Рис. 3.15. Схематическое изображение сферической абберации Второй формой аберрации хрусталика является хроматическая аберрация, схематически представленная на рис. 3.15,б. Причиной хроматической аберрации является то, что, будучи однородным по своему составу телом, хрусталик более сильно преломляет коротковолновый (так называемый «голубой») свет, нежели длинноволновый («красный»). 3.10. Астигматизм В идеале преломляющие поверхности роговицы и хрусталика должны иметь безупречно сфериче... [стр. 29 ⇒]

Знакомство с доктором Нанао Камадой Масао Томонага Медицинский инст ит ут по изучению последст вий ат омной бомбардировки и Кафедра высших исследований в медицине, ст омат ологии и фармакологии, Университ ет Нагасаки Мы искренне рады, что многолетние исследования лейкемии доктором Камадой увенчались выходом в свет цветного атласа по диагностике лейкемии. Д-р Камада первым в Японии начал исследовать хромосомы в гематологии вскоре после идентификации 46 хромосом человека. Как известно, в начале 60-х в Филадельфии (США) была открыта Ph-хромосома (филадельфийская) миелоидной лейкемии, что явилось серьезным прорывом в дальнейших исследованиях рака крови. Это открытие мировой значимости привело д-ра Камаду к решению начать карьеру исследователя хромосом. После этого он посвятил себя исследованию хромосомных аберраций при лейкемии у людей, переживших атомную бомбардировку, и сделал много открытий, связанных с этим заболеванием. В частности, он установил, что у людей, подвергшихся действию радиации, частота хромосомных аберраций и число типов хромосомных аберраций больше, чем при обычной лейкемии, что свидетельствует о нестабильности кроветворных клеток при воздействии радиации. Наиболее значительным достижением д-ра Камады при исследовании лейкемии явилось впервые выдвинутое им предположение, что хорошо дифференцированная острая миелоидная лейкемия (ОМЛ M2) связана со специфической хромосомной аберрацией (8;21), лежащее, как отмечено в этой книге, в основе классификации ВОЗ. Д-р Камада провел ряд исследований, в том числе на стабильной клеточной линии (Kasumi-1), которые выявили генетическую форму этого заболевания. В конце концов, это привело к открытию гибридного гена AML1-MTG8 и к установлению нозологической единицы болезни, определяемой генотипом, что признано мировым достижением. Позже было установлено, что ген AML1 является ключевым и имеет решающее значение на ранней стадии дифференцировки кроветворных стволовых клеток. Д-р Камада, проводя свои исследования в гематологии, в частности, в области лейкемии, собрал данные по многим больным лейкемией, использованные в этом цветном атласе. Мы убеждены, что, благодаря этому атласу, для большего числа исследователей станет более понятной сущность морфологических, хромосомных и генетических изменений при лейкемии, и они обратятся к гематологии. [стр. 5 ⇒]

Как обыкновенный, так сказать, обиходный взгляд на природу, основанный на непосредственном наблюдении без всякой определенной и предвзятой цели, так точно и научное наблюдение приводят оба к одинаковому воззрению, что и растения и животные постоянны в своих формах, что лошадь от самого своего рождения до смерти, хотя и называется в молодости жеребенком, все таки остается лошадью, пшеница—пшеницею, дуб—дубом; что и рождается от них, какой бы длинный ряд поколений ни взять, все же таки лошадь, пшеница, дуб, что в какие бы страны мы их ни перевозили и каким бы условиям ни подвергали, если только они при них вообще могут существовать, то все же остаются лошадью, пшеницею и дубом. Но очевидность бывает обманчива. В этом сильнейшим образом утверждает нас пример с полнейшею очевидностью навязывающегося нам явления, восхождения и захождения светил, перемены дня и ночи. В противность очевидности, этим явлениям было придано другое объяснение, которое было принято всеми задолго до того времени, когда были открыты факты, несогласные с неподвижностью земли (параллаксы звезд, аберрация света, падение тяжести в сторону, к востоку, от вертикальной линии, и опыты Фуко с маятником). Какое-нибудь понимание происхождения органических форм требовалось, в некотором отношении, еще настоятельнее нашим умом, чем понимание движения небесных светил. Для этого последнего сама очевидность давала уже объяснение, хотя и ложное. Приняв движение земли, собственно говоря, мы не объяснили себе вновь необъясненного, а только переменили одно объяснение на другое. Постоянство же органических форм заставляет, как невежественного, так и ученого человека прибегать, вместо объяснения, непосредственно к основной первоначальной причине всякого бытия, что и выражается словом — создание. Объяснить это постоянство можно очевид2... [стр. 2 ⇒]

Однако наверняка происхождения цветов не знал никто. Получалось, что чистый белый свет становился окрашенным при столкновении с веществом — при отражении от цветного предмета либо при прохождении через окрашенную жидкость или стекло- Представители следующего после Декарта поколения ученых, три светила европейской науки — Христиан Гюйгенс, Роберт Бойль и Роберт Гук, — продолжали выдвигать все новые теории. Никто из них не слыхал об Исааке Ньютоне — на то не было никаких причин. И по правде говоря, Гуку вообще лучше было бы никогда не слышать это имя. Похожий на сутулого тролля Гук был настолько известен своими элегантными опытами, что удостоился чести стать первым куратором экспериментов в Лондонском королевском обществе, образование которого ознаменовало начало научной революции. Будучи одним из первых исследователей микромира, Гук делал точнейшие зарисовки увиденного: вошь и блоха, увеличенные до размеров монстра, плесень, которая казалась чудесными цветами из тропического влажного леса, — все это и многое другое стало иллюстрациями в его знаменитой книге «Микрография». Изучая под увеличительным стеклом кусок пробки, он исследовал лабиринты пустот, впервые назвав их клетками. Будучи выдающимся изобретателем, он создал воздушный насос и помог Бойлю сформулировать обратную зависимость между объемом и давлением газа. Так появился закон Бойля. Существует также и закон, носящий его, Гука, имя. Этот закон очень точно описывает природу упругости: твердое тело деформируется пропорционально прилагаемой к нему силе. Сам Гук называл его «ceiiinosssttuv», что расшифровывалось как «Ut tensio sic vis» (каково растяжение, такова и сила). (Чтобы утвердить за собой приоритет и предупредить кражу интеллектуальной собственности, он первоначально опубликовал результаты своих исследований в виде латинской анаграммы.) Гук был уверен, что ему удалось разгадать загадку цвета и света. Белый — основной, а остальные цвета — это аберрации: «Синий — это воздействие на сетчатку глаза косого, рассеянного импульса света, который начинается со своей слабейшей части и завершается сильнейшей». Красный и синий можно смешать и, разбавив, получать различные смешанные цвета. У Гюйгенса и Бойля были свои собственные теории, которые, к сожалению, в основании имели все то же объяснение цвета как окрашенного света. Начав с нуля, Ньютон тщательно проанализировал наблюдения, сделанные до него, и добавил к общей картине некоторые собственные. Кусочек золотой фольги, тонкий настолько, что кажется почти прозрачным, отражает желтый свет. Но если разместить его между «вашим глазом и свечой», отмечал Ньютон, то проходящий через фольгу свет становится синим. Если взять древесину под названием lignum nephriticum, которую аптекари продают как лекарство от печени, разрезать ее на тонкие пластины и настоять в воде, то «настой (помещенный в прозрачный фиал) отражает синие лучи и пропускает желтые». То же справедливо и в отношении некоторых плоских стекол: «…они кажутся одного цвета, когда на них глядишь сверху, и совсем другого цвета, когда глядишь сквозь них». Но это аберрации. «В целом же, тела, которые кажутся глазу одного цвета, такого же цвета и остаются в любом положении». Вынужденный из-за чумы вести жизнь затворника, он изучал мир словно слепец, который... [стр. 27 ⇒]

Рис. 1.13. Схема расположения линз в объективе фотоаппарата изображение − по краям оно будет искажаться (это называется аберрацией). Пучок света должен идти прямо на сенсор, не рассеиваясь по пути. В какой-то мере этому способствует ирисовая диафрагма − круглая пластинка с дыркой посередине, состоящая из нескольких лепестков. Но сильно закрывать диафрагму нельзя − из-за этого уменьшается количество света, попадающее на сенсор (что и используется при определении нужной экспозиции). Если же собрать последовательно несколько линз с различными характеристиками, то искажения, даваемые ими вместе, будут гораздо меньше, чем аберрации каждой из них в отдельности. Чем больше линз − тем меньше аберрации и тем меньше света попадает на сенсор. Ведь стекло не пропускает весь свет − какая-то часть рассеивается и отражается. Чтобы линзы пропускали как можно больше света, на них наносят специальное просветляющее напыление 9. Если посмотреть на объектив камеры, 46... [стр. 46 ⇒]

Возможность существования недоплеровского компонента в диполе КМФ бросает вызов всей идее пекулярного движения. Как будет сказано ниже, материальный мир Вселенной развивается через последовательность Больших Взрывов. Таким образом, объяснение происхождения галактик с синим смещением является естественным: галактики от предшествующего Большого взрыва имеют возможность появляться с синим смещением в связи с тем, что их радиальные скорости могут стать отрицательными. Таким образом, если наша галактика движется со скоростью V0 по направлению к галактике предшествующего Большого Взрыва, имеющей меньшую скорость, Vp, тогда эта галактика окажется с синим смещением. Скорость нашей галактики располагается в нижнем пределе распределения скорости галактик, так что Vp ≈ V0. В этой связи, эффект синего смещения невелик по величине и числовым показателям. Угловой радиус пятна галактик с синим смещением должен быть также небольшим, приблизительно arccos(Vp /V0). Таким образом, полученный вектор абсолютной скорости Солнечной системы должен быть направлен в сторону Скопления Девы. Указание вектора в этом направлении близко к плоскости эклиптики и соответствует положению точки осеннего равноденствия в сентябре. Необходимо отметить, что в противоположном направлении расположено созвездие Ориона. Результаты экстракорпоральной организации обработки биологической информации могут затрагивать перемещение живых систем в пространстве, производя при этом эффект, аналогичный астрономической аберрации при произведении наблюдений в телескоп. Как описывается в Приложении Б, предполагается, что такая «аберрация» вызывает знаменитый эффект лунной иллюзии – увеличение воспринимаемого размера луны и прочих небесных объектов, когда они находятся низко над горизонтом. Лунная иллюзия представляет собой психологический эффект, а не эффект преломления света, как было бы уместно предположить. И на лунную иллюзию, как оказалось, воздействуют астрономические условия совпадения с абсолютной скоростью Земли, которая определяется ее вращением вокруг Солнца, и медленного перемещения по направлению к Скоплению Девы Солнечной системы. Примечательно, что в наиболее впечатляющей форме эта иллюзия может проявиться в середине сентября (примерно за неделю до дня осеннего равноденствия) – так называемое Полнолуние перед осенним равноденствием. Что касается других небесных объектов, их увеличение на горизонте наиболее ярко выражено у созвездия Ориона. 2. Вселенная как гигантское устройство по обработке информации. Свойства информационной инфраструктуры материального мира должны быть в гармонии с огромным количеством уже имеющихся знаний о физической Вселенной. Как сказал Ричард Фейнман: «Проблема создания чего-то нового, но при этом соответствующего всему, что уже было раньше, представляет крайнюю сложность». Можно даже сказать, что это практически невозможно, если придерживаться принципа восходящего анализа – постепенного объединения существующих концепций. Великие вещи не происходят при небольших корректировках. Удача приходит при использовании нисходящего проектирования, которое способно обнаружить скрытый полнофункциональный принцип. 2.1. Правило клеточных автоматов взаимной синхронизации В середине девятнадцатого столетия с установлением волновой теории света пришло представление о понятии вселенского эфира, как об «изначальной среде», которая считалась окончательным местом происхождения всех физических явлений. Попытки понимания Природы с точки зрения механики эфира связывались с расширением сферы его функционирования за пределами осязаемой материи. Эфир представлялся в качестве «истинного механизма жизни и разума», который может быть приспособлен к «религиозному» взгляду на природу (см., напр., Пауэрз Дж., «Философия и новая физика» «Мэтьюэн и Ко.», Лондон и Нью-Йорк, 1985 г.). [стр. 23 ⇒]

Следствие анормального люциферического переживания — разрыв личности, открывает душу человека воздействиям другого рода сил, обосновывать которые мне так уже не по дороге; но сказать кратко о них я должен: это силы ариманические; они продукты другого рода промахов духовных существ; действие их обратное действию существ люциферических; они создатели аберрации другого рода; когда мы глядим на прозрачную световую среду, подостланную средой непрозрачной, например на воду, в которой темнеют ее пронизывающие лучи, мы переживаем эти лучи в оттенках синего цвета, сгущающегося во тьму; и мы приписываем свет — тьме, нечто высшее — низшему; мы как бы вдавливаем духовное начало в недуховное: и происхождение цвет а, т. е. освещенной светом, свет съедающей среды обратно выводим из свойств непрозрачной более глубокой среды; так духовное начало аберрацией Аримана как бы вдавливается в душевное, душевное — в телесное: более тонкое, астральное тело в эфирное, это последнее в физическое; Ариман как бы приклеивает мысль, как духовное начало, к мозгу, заставляет ее быть функцией мозга; и практический мат ериализм является последним следствием ариманизации; неправомерное оббжение личности (герой, полубог) — следствие люциферизации; неправомерное оживбтнение — следствие ариманизации; и понятно, что быстрая ариманизация есть следствие быстрой люциферизации как появление пепла есть следствие сгорания; личность, раздутая до вола, в процессе разрыва оказывается только клочками (спираль* * Смотри об этом мой «Кризис мысли». [стр. 80 ⇒]

Допустим теперь (хотя это и представляется нам крайне маловероятным), что отпечатки микроорганизмов в метеоритах действительно имеют космическое происхождение. Мы не будем обсуждать здесь первую гипотезу Бернала, которая нам кажется столь же маловероятной, как и тривиальной. Значительно больший интерес представляет вторая его гипотеза. Можно ли представить выбрасывание из Земли в космическое пространство отдельных зародышей жизни? Совершенно очевидно, что этот вопрос имеет самое прямое отношение к гипотезе панспермии. Поэтому мы коротко коснемся современного состояния этой гипотезы. Как известно, еще в 1907 г. известный шведский химик Сванте Аррениус высказал предположение, что жизнь на Земле не возникла из неживой субстанции, а была занесена в виде спор микроорганизмов из других миров. Такие споры могут как угодно долго выносить холод космического пространства. Для них не страшен господствующий там высокий вакуум. Под воздействием светового давления споры могут совершать грандиозные космические путешествия — от планеты к планете и от звезды к звезде. Попадая при благоприятных условиях на какую-нибудь подходящую планету, они оживают и дают начало жизни на ней. Против гипотезы панспермии в том виде, в каком она была сформулирована, выдвигался ряд возражений преимущественно философского характера. Между тем сама по себе эта идея никоим образом не противоречит философии материализма. Почему обязательно надо считать, что жизнь на Земле возникла из неживой субстанции, а не была занесена в виде спор? Более того, исходя из представления о множественности обитаемых миров, вполне логично исследовать вопрос об обмене живыми организмами между планетами, об «опылении» одной планеты другой. Только научный анализ этой проблемы с привлечением новейших результатов, полученных в астрономии, биологии и сопредельных с ними науках, позволит отмести или «утвердить в правах гражданства» гипотезу панспермии. Попытка такого анализа была сделана Саганом. Он считает, что отдельные микроорганизмы могут быть выброшены за пределы планеты электрическими силами. В случае, если размеры микроорганизмов находятся в пределах 0,2—0,6 мкм (т. е. близки к длинам волн видимого света), давление излучения звезды выбросит их за пределы данной планетной системы. Такие малые размеры имеют споры и вирусы. Световое давление от звезды не сможет «выталкивать» организмы как больших, так и меньших размеров. В конечном итоге, из-за совместного действия гравитационного притяжения и светового давления звезды такие организмы выпадут на ее поверхность (это известное «явление Пойнтинга — Робертсона» *). Согласно вычислениям Сагана, выброшенные из Земли споры могут достигнуть орбиты Марса уже через несколько недель, орбиты Нептуна — через несколько лет, а до ближайших к нам звезд они долетят за несколько десятков тысяч лет. Чтобы пересечь Галактику, им потребуется несколько сотен миллионов лет. Мы полагаем, однако, что в последнем случае сроки будут значительно больше вычисленных Саганом. Он исходит из того, что споры в межзвездном пространстве движутся почти прямолинейно со средней скоростью в несколько десятков километров в секунду. В действительности споры должны двигаться так же, как и частицы межзвездной пыли, к которым они близки по размерам и массе. *) Вследствие аберрации света сила светового давления на движущееся тело будет иметь составляющую, направленную против движения, что приведет к непрерывному торможению сил. Это и есть эффект Пойнтинга — Робертсона. По этой причине, например, обращающиеся вокруг Солнца пылинки, размеры которых больше 0,5 мкм, будут непрерывно выпадать на Солнце. Для частиц, размеры которых меньше 0,5 мкм (но больше 0,2 мкм), сила светового давления превышает силу гравитационного притяжения. Такие частицы будут выталкиваться за пределы Солнечной системы. 196... [стр. 193 ⇒]

Это умножение дистанцировании — типичная когнитивная стратегия в мире затрудненного зрительного восприятия. Неуверенность персонажей отражает типичную ситуацию инструментального зрения как зрения, обращенного на иллюзию. Особенно характерна эта ситуация для ранней истории оптических приборов — микроскопа и телескопа. Многие врачи вообще отрицали способность микроскопа иметь дело с реальностью. Знаменитый французский анатом XVIII века Ксавье Биша, например, считал, что лишь наблюдения невооруженного глаза заслуживают доверия. Это мнение разделял создатель френологии Франц Йозеф Галль. История аберраций зрения, связанных с микроскопом, весьма показательна50. Так, в XVIII веке одно время была популярна предложенная Антони ван Левенгуком еще в 1684 году теория о строении нервов из шарообразных тел-глобул. Микроскопические исследования Эверарда Хоума (Everard Home) подтверждали глобулярное строение клеток мозга и нервов, и лишь после усовершенствования микроскопа в 1820-х годах эта теория была отвергнута Томасом Ходкином (Thomas Hodkin), а глобулы были отнесены к оптическим иллюзиям, сферической аберрации, создававшейся линзами объектива до изобретения ахроматического микроскопа 51 . Между прочим, сам открыватель глобул Хоум выражал скептицизм по поводу эпистемологической надежности микроскопа: «Вряд ли следует подчеркивать, что части тела животных не приспособлены для изучения сквозь сильно увеличивающие стекла; когда же они предстают увеличенными в сто раз по сравнению с их естественными размерами, нельзя полагаться на их видимость»52. 50 Анализ эпистемологической неуверенности, связанной с ранним использованием оптики в науке, был дан в многочисленных публикациях Vasco Ronchi: The General Influence of the Development of Optics in the Seventeenth Century on Science and Technology. — In: Vistas in Astronomy, № 9. Ed. by Arthur Beer, Oxford, Pergamon Press, 1968, pp. 123—133; The Influence of the Early Development of Optics on Science and Philosophy. — In: Galileo: Man of Science. Ed. by Ernan McMullin. New York, Basic Books, 1967, pp. 195—206. См. также главу об этом в книге: Wilson Catherine. The Invisible World. Early Modern Philosophy and the Invention of the Microscope. Princeton, Princeton University Press, 1995, pp. 215-250. 51 Ранние микроскопы и телескопы страдали от двух видов искажений — сферической аберрации, связанной с тем, что лучи в центре линзы отклоняются меньше, чем у краев, и хроматической, связанной с тем, что края линзы преломляют свет как призма и создают цветовые ореолы. 52 Cit. in: Clarke Edwin and Jacyna L.S. Nineteenth-century Origins of Neuroscientific Concepts. Berkeley—Los Angeles—London, University of California Press, 1987, p. 59. [стр. 36 ⇒]

Терминология, относящаяся к оптике Аберрация оптическая — ошибка, вызванная отклонением свойств реальной оптической системы от свойств идеальной. Аберрация сферическая — нарушение резкости изображения за счет неравномерного преломления лучей света реальной оптической системой (Урмахер Л. С, Айзенштат Л. И., 1982); или неодинаковое отклонение лучей света при прохождении через сферическую линзу вследствие разницы в преломлении краев и центра. Аберрация хроматическая — нарушение резкости изображения за счет разложения белых лучей света на цветные составляющие (дисперсия); или проще — неодинаковое отклонение оптическими средами лучей света с разной длиной волны. Астигматическая линза — линза, имеющая два различных фокуса для парааксиальных лучей, проходящих в перпендикулярных плоскостях. Астигматическая линза имеет два значения оптической силы, и одна из ее преломляющих поверхностей имеет вид тороида. Астигматические линзы называют сфероцилиндрическими, тороидальными и битороидальными. Асферическая линза — линза, у которой хотя бы одна поверхность имеет асферическую форму. Асферические поверхности получаются при вращении вокруг оси кривых, имеющих форму окружности, параболы, гиперболы, эллипса. Афокальная линза — линза, у которой задняя вершинная рефракция равна нулю. Дисперсия — разложение призмой (линзой) луча белого света на основные цвета спектра. Дисторсия — искажение формы объекта очковыми линзами за счет различной степени увеличения на разных расстояниях от оптического центра линзы. Дифракция — нарушение закона прямолинейного распространения света (разложение его на составляющие) при прохождении его через активные... [стр. 215 ⇒]

В архитектурном творчестве вопрос об образной выразительности строений в принципе должен быть решен так, чтобы их оригинальный эмоциональный ряд и стиль выявлялись в соответствии с требованиями оформления, обусловливаемыми типами архитектурных строений. И когда речь идет о сходных по своим функциям строениях, каждое из них должно иметь свойственный ему архитектурно-образный ряд по его расположению и выполняемой им социальной роли. Архитектор должен обращать пристальное внимание на яркое выявление образной выразительности спланированного строения и вместе с тем искать новые, оригинальные гаммы образной выразительности строений, соответствующие велению течения времени, искать и совершенствовать такие, которые отличаются современным ритмом и национальной спецификой, созвучными мироощущению и вкусу своего народа. Следует продуманно вводить коррекцию в связи со зрительной аберрацией. Аберрация возникает, главным образом, в силу особенности зрения и перелома света. Нужно правильно понимать особенности явлений оптического обмана, разрабатывать и применять соответствующие им технические приемы проектирования. Это гарантирует создание замечательной архитектурной формы. Контрастность, масштабность и ряд других приемов гармонии возникли и развивались на основе особенностей явлений аберрации. Приемы гармонизации разработаны с учетом явлений оптического обмана. От их использования зависит решение вопроса о выборе приемов проектирования. Стало быть, в архитектурной планировке явления аберрации служат важнейшей предпосылкой для удачного применения приемов проектирования. Архитектор должен конкретно изучать явления аберрации, возникающие в построении архитектурных форм, и умело использовать их в соответствии с характером объекта. Архитектурное сооружение имеет свои пространственновременные особенности. Поэтому для обеспечения яркой гармонич126... [стр. 127 ⇒]

1 2 . Сущ ествуют ли телескопы-рефлекторы без вторичного зеркала? 2 .1 3 . Какой вид оптических аберраций присущ только линзовым объективам? 2 .1 4 . Как должен быть устроен линзовый объектив, сво бодный от хроматической аберрации? 2 .1 5 . Возможны ли плоские объективы? 2 .1 6 . Для чего нужен окуляр в визуальном телескопе? Возможен ли визуальный телескоп без окуляра? 2 .1 7 . В визуальных телескопах передний фокус окуляра совпадает с задним фокусом объектива. При этом из окуляра выходит параллельный пучок лучей. Каким образом наблюдатель тем не менее видит изображение небесного объекта? 2 .1 8 . Визуальны й телескоп дает мнимое изображение. Как из такого телескопа сделать окулярную камеру, при помощи которой можно получить действительное изображение небесного тела? 2 .1 9 . Можно ли получить действительное изображение небесного светила без использования оптики? 2 20. Чему равны фокусное расстояние и масштаб изображения камеры-обскуры? 2 .2 1 . Почему сущ ествуют понятия максимального и минимального угловых увеличений визуального телескопа? 2 .2 2 . О казывает ли свет космических объектов давление на объективы оптических телескопов? 2 .2 3 . О казывает ли свет космических объектов давление на окуляры визуальных телескопов? 2 .2 4 . О казывает ли световое давление космический объект, излучающий в рентгеновском диапазоне? 2 .2 5 . Звезды находятся так далеко, что их угловой диаметр чрезвычайно мал. Почему тем не менее звезды при визуальных и фотографических наблюдениях представляются в виде объектов с измеримыми дисками? 2 .2 6 . Как угловой диаметр звезды зависит ог диаметра объектива телескопа? 2 27. Почему звезды с большим блеском на фотографических снимках имеют больший диаметр? Почему визуально они кажутся большими по сравнению со слабыми з в е з дам и? 2 .2 8 . С вет от звезд испы тывает дифракцию на оправе объектива телескопа. Какая это дифракция: Фраунгофера или Ф р ен ел я? 2 .2 9 . Почему в изображении звезды наблюдаются интерференционные кольца, хотя свет самой звезды является пространственно некогерентным? 2 .3 0 . Можно ли получить интерферометрическую картину от двух звезд ? от одной звезд ы ?... [стр. 12 ⇒]

10 . Решение фотометрического парадокса лежит в рамках теории расширяющ ейся Вселенной. Число звезд в М етагалактике конечно. Метагалактика ограничена так называемым космологическим горизонтом — расстоянием, которое свет проходит за время, прошедшее с момента Большого взрыва. Доля неба, покрываемая звездам и, ничтожно мала. К тому же, вследствие расширения В с е ленной, в спектрах звезд разбегающихся галактик наблюдается красное смещ ение, что приводит к уменьшению мощности излучения в оптическом диапазоне. 1 .1 1 . Вселенная иерархична, т. е. она представляет совокупность систем разного порядка. Однако средняя плотность вещ ества в Метагалактике очень мала и силы тяготения не могут удержать систем ы высокого порядка от разрушения. 1.12. На блеск светила влияет его движение по лучу зр ения наблюдателя. Вследствие эффекта Доплера освещ енность от удаляющихся объектов будет уменьшаться, а от приближающихся объектов — увеличиваться. Реальным этот эффект оказывается для разбе! ающихся галактик. 1.13. О годичной аберрации света Аберрационный эллипс звезда описывает за один год. 1.14. Если бы скорость света зависела от длины волны, то при открытии звезды темным краем лунного диска она в первый момент казалась бы красной, а в последний момент — фиолетовой. 1.15 . Наблюдение поляризации света звезд, Луны, планет. 1.16 . Если вспыхнувшая звезда, например новая, находится внутри туманности, то движение фронта световой волны наблюдается как расширение светящ ейся сферы. 1 .1 7 . Для этого необходимо, чтобы данный объект (планета или черная дыра) входил в со став тесной двойной си стем ы , а второй объект пред ставлял собой видимую звезду. Из-за движ ения обоих объектов вокруг центра м асс видимый компонент показывает периодические уклонения на небесной сф ере. Такой же метод прим еняется и при наблюдениях линейчатого спектра. 1 .1 8 . Необходимо провести спектральные наблюдения близких звезд диска Галактики. Лучевые скорости звезд по радиус-вектору центра Галактики будут равны нулю, также будут отсутствовать лучевы е скорости в направлении апекс -антиапекс галактического вращения. По направлениям, сдвинутым на 45е от данных направлений, наоборот, лучевые скорости будут максимальны. 1.19 . Электромагнитные волны возникают вследствие у скоренного движения зарядов. Очевидно, что для возникновения гравитационных волн необходимо ускоренное движение космических тел, которое наиболее велико в тесных 3 гу-.1... [стр. 66 ⇒]

Математическая обработка полученной совокупности «срезов» (подобно реконструкции, выполняемой компьютером рентгеновского томографа) позволяет характеризовать не только состояние сферичности передней поверхности, оптической силы, размеров и толщины роговицы, но и «профиль» задней поверхности роговицы. Представителями таких замечательных приборов являются: The Orbscan topographer (Bausch & Lomb, Rochester, NY), The Advanced Shape Technology Refractive Algorithm, известный под торговой маркой «ASTRAmax» (LASERSIGHT, USA). Последним достижением в комплексном исследовании переднего отдела глаза стал разработанный фирмой WaveLight AG (Германия) инновационный прибор Allegro Oculyser, основанный на технологии Pentacam - ротационном трехмерном сканировании. Allegro Oculyser представляет исчерпывающую информацию о состоянии переднего отдела глаза (от передней поверхности роговицы до задней поверхности хрусталика), обеспечивает широкий спектр и наивысшую точность измерения при рефракционных вмешательствах и интраокулярной хирургии. Прибор идеально совместим с лазерными системами Allegretto Wave, что позволяет производить topography-guided абляцию. Аберрометрия в исследовании оптических сред глаза Человеческому глазу, как и любой «неидеальной» оптической системе, свойственны оптические дефекты – аберрации, которые снижают качество зрения, искажая изображение на сетчатке. Под аберрацией понимается любое угловое отклонение узкого параллельного пучка света от точки идеального пересечения с сетчаткой в центре фовеолы, при его прохождении через всю оптическую систему глаза [70]. Количественная и качественная оценка аберраций производится с помощью приборов, называемых аберрометрами. В наших исследованиях использовался современный аберрометр Allegro Analyzer, производства фирмы WaveLight AG (Германия), работающий на принципе М. Tscherning’а. Прибор состоит из двух каналов – входного и выходного. Главное назначение входного канала – создание на сетчатке исследуемого глаза изображения множества регулярно расположенных световых точек. Для создания такого изображения используется YAG-лазер с удвоением частоты излучения (исходящей в видимой части спектра λ=532 нм), зеленый луч которого проходит через коллиматор и, приобретя параллельное направление, освещает маску со 168 отверстиями в ней, расположенными в форме квадрата. Именно эта решетка и проецируется специальным затвором в течение 40 мс на сетчатку. Отраженное от сетчатки изображение 34... [стр. 34 ⇒]

Рис. 3.8. Сложные многолинзовые конденсорные системы могут быть заменены линзами Френеля (рис. 2.77, рис. 2.79). Особенностью линз Френеля является большой угол охвата 2σ к ≥ 100 o и хорошее исправление сферической аберрации. 3.2.3. Расчет конденсора на минимум сферической аберрации. Конденсор помещается между источником света и диапозитивом и непосредственно не участвует в образовании изображения на экране, поэтому необходимости в коррекции аберраций конденсора, казалось бы, нет. Однако, при наличии у конденсора большой сферической аберрации могут возникнуть два нежелательных явления:... [стр. 76 ⇒]

Рис. 2. Сферическая аберрация в двояковыпуклой линзе Как видим, широкий пучок света не фокусируется линзой: чем дальше от главной оптической оси расположен падающий луч, тем ближе к линзе он пересекает главную оптическую ось после преломления. Это явление называется сферической аберрацией и относится к недостаткам линз — ведь хотелось бы всё же, чтобы линза сводила параллельный пучок лучей в одну точку1 . Весьма приемлемой фокусировки можно добиться, если использовать узкий световой пучок, идущий вблизи главной оптической оси. Тогда сферическая аберрация почти незаметна — посмотрите на рис. 3. [стр. 2 ⇒]

Он определяет количество световой энергии, перехваченной прибором, что оказывается решающим фактором при наблюдении слабо светящихся или очень удалённых небесных тел. Кроме того, с ростом диаметра объектива снижаются так называемые дифракционные искажения (вызванные волновой природой света) наблюдаемой картины. Максимальный диаметр объектива современного рефрактора чуть более 1 м, рефлектора — свыше 10 м1. Ограничения на размер объектива — технологические. Трудно изготовить большую линзу, удовлетворив всем требованиям к чистоте (отсутствие пузырьков, вкраплений и т. п.) и однородности стекла. Большое зеркало изготовить легче, но оно обладает значительно меньшей жёсткостью. Как следствие возникают существенные температурные деформации, прогибы под действием силы тяжести, вибрации за счёт тряски фундамента обсерватории и т. п. Принципиальным недостатком рефрактора по сравнению с рефлектором является наличие хроматической аберрации. Такие аберрации возникают из-за того, что показатель преломления любого вещества зависит от длины волны падающего света (т. е. от его цвета). Стало быть, фокусное расстояние линзы зависит от длины падающей волны. Если на вход рефрактора поступает параллельный пучок, состоящий из волн разных длин, то в фокальной плоскости, относящейся к средней длине волны, получается не точка, а цветное пятнышко, и изображение объекта оказывается размытым. Впрочем, используя комбинации линз из различных сортов стекла, удаётся значительно уменьшить хроматические аберрации. В общем, каждый из рассмотренных типов телескопов имеет свои преимущества и недостатки и оба типа используются в астрономии2. [стр. 14 ⇒]

Телескопический ход лучей реализуется в зрительных трубах – астрономической трубе Кеплера и земной трубе Галилея. Тонкие линзы обладают рядом недостатков, не позволяющих получать высококачественные изображения. Искажения, возникающие при формировании изображения, называются аберрациями. Главные из них – сферическая и хроматическая аберрации. Сферическая аберрация проявляется в том, что в случае широких световых пучков лучи, далекие от оптической оси, пересекают ее не в фокусе. Формула тонкой линзы справедлива только для лучей, близких к оптической оси. Изображение удаленного точечного источника, создаваемое широким пучком лучей, преломленных линзой, оказывается размытым. Хроматическая аберрация возникает вследствие того, что показатель преломления материала линзы зависит от длины волны света λ. Это свойство прозрачных сред называется дисперсией. Фокусное расстояние линзы оказывается различным для света с разными длинами волн, что приводит к размытию изображения при использовании немонохроматического света. В современных оптических приборах применяются не тонкие линзы, а сложные многолинзовые системы, в которых удается приближенно устранить различные аберрации. Формирование собирающей линзой действительного изображения предмета используется во многих оптических приборах, таких как фотоаппарат, проектор и т. д. [стр. 7 ⇒]

Для светового микроскопа длина волны в среднем 0,55 мм, апертура (А1) у каждого объектива своя, например, для МИ 90x А1 = 1,25, А2 – апертура конденсора, А2 = 0,95. Расстояние между двумя точками объекта, разрешаемое объективом, при этом будет: d = 0,55/2,20 = 0,2 мкм. Чем меньше длина волны используемого света, тем больше разрешающая способность объектива, тем меньшей величины объект можно увидеть. У в е л и ч е н и е м и к р о с к о п а (Vмикр) – величина, определяемая произведением увеличения объектива (Vоб.) на увеличение окуляра (Vок): Vоб ∙ Vок = Vмикр 1.3. Понятие об аберрации и способы её устранения Увеличение объекта с помощью линз со сферическими поверхностями имеет два недостатка. Во-первых, точка объекта приобретает вид не точки, а кружка. Этот дефект называется сферической аберрацией. Причина его в неравномерном преломлении краевых и центральных лучей, в результате чего краевые лучи пересекаются ближе к линзе, чем центральные. Точка при этом распределяется в пространстве между местами пересечения лучей и превращается в кружок. Во-вторых, при увеличении объекта с помощью линз он приобретает окраску, которой на самом деле не имеет. Это хроматическая аберрация, вызванная неравномерным преломлением коротковолновых лучей (синефиолетовый спектр) и длинноволновых (оранжево-красный). Специальная конструкция объективов с применением коррекционных линз со строго пропорциональными спектрами дала возможность получить объективы-ахроматы, т.е. устраняющие окраску. Они содержат, кроме фронтальной, до 6 коррекционных линз. Микроскоп МБИ-1 снабжён такими объективами. Более совершенные объективы устраняют не только хроматическую, но и сферическую аберрацию и называются апохроматами. В них содержится до 10-12 коррекционных линз, изготовленных из специального стекла. На оправе таких объективов есть обозначение «АПОХР». Кроме того, в лучших объективах делается коррекция на ровность поля зрения, т.е. на одинаковую четкость изображения в любом месте поля зрения. Это особенно важно при фотографировании объекта. Такие объективы носят название планхроматы (от лат. план – полностью) и имеют на оправе обозначение «ПЛАН». При использовании объективов «АПОХР» или «ПЛАН» применяют компенсационный окуляр с обозначением «КОМП». 25... [стр. 25 ⇒]

Оптическая часть микроскопа включает: 1) объектив; 2) окуляры; 3) осветительное устройство. Объективы. Основная оптическая часть любого микроскопа – объектив. Он состоит из сложной центрированной системы линз, дающей возможность получить правильное, увеличенное обратное изображение предмета. Передняя линза объектива (сферическая или полусферическая), производящая увеличение изображения, называется фронтальной. Лежащие за ней линзы – коррекционные – исправляют изображение, устраняя недостатки – артефакты (аберрации), создаваемые фронтальной линзой. Фокусное расстояние линзы для лучей разной длины волны различно. Поэтому при исползовании немонохроматического света формируемое линзой изображение предмета имеет окрашенные края. Подобный феномен известен как хроматическая аберрация; ее устраняют ахроматические и апохроматические объективы. Различие оптических свойств центральной и периферической частей сферической линзы обусловливает сферические аберрации; их устраняют апохроматические объективы. В настоящее время для устранения этого недостатка применяют специальные объективы – планахроматы и планапохроматы. В бактериологической практике наиболее широко применяются объективы: апохроматы, ахроматы и планохроматы. Такое подразделение объективов проведено по характеру исправления аберраций, т. е. дефектов изображения оптических систем. Наилучшим объективом считают планапохромат с высокой числовой апертурой. При использовании апохроматических объективов почти полностью отсутствует хроматическая аберрация, т. е. разложение белого цвета на составные части спектра. Следовательно, создаются условия для наиболее правильной передачи окраски объекта. Это свойство обеспечивается за счет усложнения оптики (до 10–12 линз) и применения особых стекол различного химического состава. Более распространенными являются ахроматы, в которых хроматическая аберрация устранена частично. Эти объективы содержат до шести линз и дают изображение, наиболее резкое в центре. При микроскопировании цветных объектов с помощью ахроматов вокруг изображения может получиться желтоватый или зеленоватый фон. При микрофотографировании целесообразно применять планохроматы. Планохроматы полностью устраняют искривление поля зрения вплоть до краёв (рис. 1). [стр. 11 ⇒]

1. Преломление Преломление есть изменение скорости света, когда он входит в среду. Так, свет движется медленнее в стекле, чем в воздухе, и отношение двух скоростей, а более точно, отношение скорости света в вакууме к его скорости в стекле есть число, которое называется коэффициентом преломления (п) стекла. Во всех системах линз микроскопов свойство преломления стекла используется для фокусировки света и корректировки аберраций в линзах, а также для того, чтобы передать увеличенное изображение препарата в глаз. Коэффициент преломления зависит от длины волны света (Я). Он возрастает с уменьшением длины волны (синий свет) и убывает с увеличением длины волны (красный свет). Это различие в зависимости от длины волны света имеет большое значение. Белый свет, проходя через линзу, сфокусируется в серии фокусов, в соответствии с длинами волн составляющих цветов, причем синие лучи окажутся ближе к линзе (для них фокусное расстояние короче), чем красные (их фокусное расстояние длиннее). Расстояние между этими фокусами есть величина хроматической аберрации линзы. Распределение коэффициентов преломления-света в зависимости от длины волны называется дисперсией к является характеристикой материала линзы. Стекла с различной дисперсией используются для коррекции аберраций в системах линз. Явление дисперсии можно использовать для исследования некоторых образцов — например для выявления в препарате волокон асбеста. [стр. 7 ⇒]

Угол, под которым луч света преломляется в веществе, зависит от угла падения. Так, луч света, падающий на стекло перпендикулярно его поверхности, не преломляется, в то время как луч, падающий под острым углом, отклоняется от своего направления в плоскости, перпендикулярной поверхности стекла (называемой нормалью). В случае линзы такой луч пройдет через фокус на другой стороне линзы. Различие в фокусных расстояниях для лучей, проходящих вблизи оси линзы и вблизи ее краев, есть величина сферической аберрации линзы. Линза для объектива выбирается таким образом, чтобы она имела минимальную хроматическую и минимальную сферическую аберрации. Рис. 1.2. Покровное стекло, преломление света и числовая апертура А. В левой части нет покровного стекла. Краевой луч идет под углом (а); NA=sin α. В правой части есть покровное стекло; лучи преломляются на границе стекло— воздух. Б. Слева — граница раздела стекло — воздух для сухого объектива. Справа — граница раздела стекло — масло для гомогенной иммерсии, при которой NA гораздо больше, чем в случае сухого объектива. В. Пунктирная линия указывает на видимое положение краевых лучей, идущих из препарата при двух различных по толщине покровных стеклах. Следует отметить, что препарат, заключенный в заливочную среду, может влиять на эффективность конуса света, попадающего на него из конденсора. Угол, под которым свет падает на стекло, важен для объяснения концепции критического угла. Если свет падает под слишком острым углом, то он полностью отражается и не входит в стекло, а свет, выходящий из стекла в воздух, может в этих условиях отразиться внутрь и остаться в стекле (рис. 1.2, Л). Обе эти возможности могут реализоваться, когда свет собирается от препарата объективом и при освещении препарата через конденсор. В некоторых случаях конус света может быть полностью использован только в том случае, когда с целью избежать влияния границы раздела стекло — воздух используют иммерсионное масло, имеющее тот же показатель преломления, что и стекло (рис. 1.2, Б). Так, например, иммерсионное масло иногда необходимо наносить между фронтальной поверхностью линзы конденсора и нижней поверхностью предметного стекла, но более часто масляную иммерсию используют для объективов. Для некоторых линз применяются другие иммерсионные жидкости, например вода в случае флуоресцентных или интерференционных объективов. 2.1.1. Числовая апертура На рис. 1.2 изображен угол между крайними лучами пучка света, входящего в линзу объектива. Половина этого угла обозначена как а. Величина данного угла, как можно видеть, зависит от расстояния между линзой и препаратом и от размера линзы. Эти соотношения обычно объединяют и выражают как sin a. На рис. 1.2, Л справа пространство между линзой и образцом заполнено воздухом (n = 1). Таким образом, sin a есть числовая апертура (NA) объектива. Для сухих систем величина NA ограничена критическим углом конуса световых лучей, выходящего из покровного стекла препарата. Как правило, ее величина для сухих систем не превосходит 0,95. Если между объективом и препаратом находится иммерсионное масло, за счет чего система, через которую проходит свет, становится гомогенной, то может быть использован значительно более широкий пучок света (рис. 1.2, Б). Величина светособирающей способности системы обозначается попрежнему как NA, но теперь она представляет собой произведение показателя преломления иммерсионной среды на sin a. В современных объективах максимальная величина NA обычно составляет 1,3. Конденсоры также имеют определенную величину NA, которая служит характеристикой максимального угла для пучка света, выходящего из верхней линзы конденсора на препарат. Конденсоры с большой NA дают широкий пучок света. Большая числовая апертура, отсутствие сферической и хроматической аберраций и плоское поле зрения — вот цели, к которым стремятся изготовители объективов. Эти свойства определяют в основном стоимость последних. Сухие объективы с большой числовой апертурой весьма тщательно исправлены от аберраций, и для работы с ними требуются покровные стекла строго определенной толщины. Разъяснения к этому представлены на рис, 1.2,5. Для слишком толстых покровных стекол объектив будет недоисправлен, а для слишком тонких — переисправлен. Некоторые объективы имеют коррекционную оправу для установки на различную толщину покровного стекла, но другие требуют строго определенной толщины его, в соответствии со своей NA и увеличением. Дальнейшие подробности будут рассмотрены в разд. 5.2.3 гл. 3. Для того чтобы определить возможности вашего микроскопа, проведите проверку, предлагаемую в табл. 1.2. [стр. 8 ⇒]

5.2.1. Числовая апертура и увеличение объективов Как отмечалось ранее в разд. 4.1 гл. 1, чем больше NA объектива, тем более мелкие детали он может разрешать. Если посмотреть на паспортные данные объективов, то можно видеть, что увеличение и апертура не связаны строго между собой. Так, например, существуют объективы 40/0,65; 40/1,3 и 100/1,3. Первые два дают изображения, сходные по размерам,, однако второй позволяет различить более мелкие детали. Два последних объектива, масляно-иммерсионные, имеют одинаковое разрешение, но объектив 40 позволяет наблюдать большую площадь препарата (при меньшем увеличении) по сравнению с объективом 100. Объективы следует выбирать, исходя, главным образом, из их апертуры, а следовательно, из разрешающей способности, а не из увеличения. В настоящее время многие микроскопы снабжены системами переменного увеличения, которые позволяют изменять конечное увеличение приблизительно вдвое. Кроме того, при печати можно давать дополнительное фотоувеличение. Из трех упомянутых выше объективов при прочих равных характеристиках автор рекомендовал бы для получения качественных фотомикрографий объектив 40/1,3. 5.2.2. Исправление аберраций Объективы для микроскопов подразделяются на несколько типов в зависимости от степени исправления хроматической и сферической аберраций. Эти типы можно в свою очередь подразделить в соответствии с тем, насколько объективы свободны от кривизны поля зрения, каковы их увеличение и числовая апертура, являются ли они сухими или иммерсионными. Простейшие объективы — это ахроматы, которые сводят синие и красные лучи в один фокус, несколько отличающийся от фокуса для зеленого света. Даваемое ими изображение может иметь слабо заметные цветные кольца, окрашенные в зависимости от фокусировки в зеленый или пурпурный цвет. Ахроматы исправлены в отношении сферической аберрации только для зеленых лучей. Они сравнительно дешевы и пригодны для визуальных наблюдений. Для фотомикрографии их следует использовать по возможности вместе с монохроматическим зеленым светофильтром (например, Wratten 58 фирмы Kodak) или интерференционным зеленым фильтром. Тогда они дают сравнительно хорошие результаты. Флюоритовые объективы (названные так потому, что в них стоят линзы из минерала флюорита), или полуапохроматы, лучше исправлены в отношении хроматической аберрации, чем ахроматы. Благодаря этому они выпускаются с относительно большей (при данном увеличении) апертурой и дают более качественное и контрастное изображение. Простота конструкции и большая светосила делают флюоритовые объективы удобными для флуоресцентной микроскопии. Они также могут быть с успехом использованы для фотомикрографии. Апохроматы представляют собой наиболее скорректированные объективы, у которых практически полностью исправлена хроматическая аберрация, а сферическая аберрация исправлена не для одного, а для двух цветов. Эти объективы дают высококачественное изображение и более всего подходят для качественной фотомикрографии, особенно в цвете. Такие объективы сложны в изготовлении, поэтому в микроскопах многих фирм добиваются коррекции вторичной хроматической аберрации с помощью специальных «компенсационных» окуляров. По этой причине полностью исправленная система состоит из объектива и соответствующего окуляра. Для объективов, изготовленных различными фирмами, а иногда и для разных объективов, выпускаемых одной фирмой, нужны различные окуляры. В некоторых случаях полная коррекция аберраций проведена в самом объективе. Обычно практикуемая в лабораториях беспорядочная замена оптических элементов, очевидно, не может дать хороших результатов. Если нет уверенности в целесообразности той или иной замены, то следует обратиться к инструкциям изготовителя. 5.2.3. Сухие объективы и толщина покровного стекла Объективы рассчитаны на то, чтобы наблюдать препарат через материал определенной толщины и с определенным показателем преломления, и чем больше апертура объектива, тем важнее соблюдать данные условия. Если использовать объектив не так, как рекомендуется, то качество изображения ухудшится из-за неполной коррекции сферической аберрации. Для большинства сухих объективов (то есть рассчитанных на воздушную прослойку между препаратом и фронтальной линзой) требуется покровное стекло «№ Р/2» толщиной 0,17 мм, и последнее число выгравировано на их оправе. Некоторые объективы, маркированные Эпи (Epi), 0, или просто «—», рассчитаны на работу с непокрытым препаратом, другие, наоборот, могут быть использованы при работе с культуральными флаконами и рассчитаны на толщину их стенок до 2 мм. В некоторых специальных случаях, например в цитогенетике, используются препараты без покровных стекол (гл.9). Для наблюдения таких препаратов может быть с успехом использован объектив Zeiss Epiplan 80/0,95, который более известен среди специалистов по материаловедению, нежели среди биологов. Небольшие отклонения в толщине покровного стекла, как правило, несущественны для объективов с апертурой менее 0,65, но имеют значение для сухих объективов с большой апертурой (0,75—0,95). Эти объективы часто имеют коррекционную оправу, которая позволяет добиваться максимальной коррекции... [стр. 48 ⇒]

Тем не менее следует помнить, что, если при фотографировании препаратов требуется большая глубина резкости, разрешение может уменьшаться за счет других факторов, например за счет толщины самого препарата, и тогда нет необходимости в применении объективов с большой апертурой. 5.2.6. Кривизна поля зрения Многие объективы дают изображение, в котором центральная часть и периферия не могут быть сфокусированы одновременно. При визуальной микроскопии это не является помехой, однако для фотомикрографии такие изображения непригодны. Данная проблема не очень существенна, если используются сравнительно толстые срезы, поскольку кривизна поля зрения приводит лишь к тому, что резкими оказываются детали, лежащие на разных уровнях, но в случае тонких срезов, которые все чаще используются в настоящее время, эти изображения непригодны для фотомикрографии. Чтобы решить данную проблему, фирмы-изготовители выпускают специальные объективы с минимальной кривизной поля зрения, которые отмечены приставкой «План» (Plan), например Планахромат и Планапохромат. План-объективы специально рекомендуются для фотомикрографии, и их следует всегда использовать с окулярами, рекомендуемыми фирмой-изготовителем. 5.2.7. Типы конденсоров Для фотомикрографии рекомендуются конденсоры с наиболее полно исправленными сферической и хроматической аберрациями. За счет своего высокого качества они обеспечивают большую точность настройки, более высокий контраст (благодаря уменьшению количества рассеянного света) и более равномерное освещение поля зрения. Эти преимущества особенно заметны при цветной фотомикрографии. Типы конденсоров варьируют от простейших двухлинзовых типа Аббе, неисправленных в отношении сферической и хроматической аберраций, и апланатических, исправленных в отношении сферической аберрации, до апланатических ахроматических, исправленных в отношении сферической и хроматической аберраций и дающих наилучшие результаты. Из-за аберраций простейшие конденсоры дают нерезкое, имеющее цветную кайму изображение полевой диафрагмы, что не позволяет точно установить освещение по Кёлеру. Более того, из-за своей ограниченной апертуры они не могут дать необходимого освещения для объективов с большой апертурой, что не позволяет полностью воспользоваться потенциальной разрешающей способностью последних. Наиболее исправленные конденсоры, как правило, рассчитаны на то, что при использовании апертуры 1,0 и больших апертур между их фронтальной линзой и предметным стеклом наносится иммерсионное масло. Применение иммерсии на конденсоре, хотя она и загрязняет его, рекомендуется для получения наилучших результатов при фотомикрографии с использованием высокоапертурных объективов. При использовании объективов с малым увеличением (как правило, меньше 10) могут возникнуть трудности с освещением всего большого поля зрения с помощью стандартных конденсоров. Эта проблема часто вынуждает микроскопистов совершать одну из самых существенных ошибок в микроскопии, а именно опускать конденсор ниже правильного положения, снижая тем самым качество изображения. Для работы с объективами малого увеличения некоторые конденсоры снабжены откидывающейся верхней линзой, а у некоторых микроскопов имеется дополнительная линза, размещаемая под конденсором. В других микроскопах есть дополнительные линзы между коллектором и конденсором, расположенные в основании станины микроскопа. Все указанные системы служат для увеличения изображения полевой диафрагмы, создаваемого конденсором в плоскости образца. Так, конденсор, имеющийся у автора, освещает в плоскости препарата пятно диаметром 1,5 мм, если верхняя линза введена в ход лучей, и пятно диаметром 5 мм при откинутой линзе. В случаях, когда верхняя линза не откидывается, того же эффекта можно достичь, вывернув ее. Если фотомикрография на малом увеличении применяется в лаборатории постоянно, то желательно иметь специальный длиннофокусный конденсор. 5.2.8. Чистка линз Наилучший способ иметь чистые линзы — это предохранять их от загрязнения. Многие оптические стекла значительно мягче, чем оконное стекло, и их просветляющее покрытие очень чувствительно к абразивам. Поэтому чистка оптических поверхностей неизбежно сопряжена с риском повредить полировку линз. В связи с этим можно дать ряд полезных советов: 1) все оптические элементы, когда они не используются, должны быть закрыты. При использовании даже простейшего полиэтиленового чехла потребность в очистке значительно уменьшается; 2) следует очень внимательно следить за тем, чтобы при смене препаратов иммерсия не попала на сухие объективы; 3) следует избегать загрязнений канадским бальзамом и другими заливочными средами со свежеприготовленных препаратов. Их очень трудно удалить, особенно после того, как они застынут; 4) никогда не ставьте иммерсионный объектив на стол «вверх ногами», не удалив предварительно с него все масло, которое может затечь внутрь объектива; 5) никогда не разбирайте объектив для чистки самостоятельно. До тех пор, пока вы не достигнете... [стр. 50 ⇒]

Смотреть страницы где упоминается термин "аберрация света": [58] [83] [132] [217] [241] [244] [245] [7] [8] [48] [50] [58] [143] [122] [135] [144] [273] [282] [369] [382] [65] [2] [7] [7] [8] [9] [3] [16] [98] [103] [103] [104] [105] [117] [117] [118] [35] [4] [48] [12] [13] [1] [127] [142] [19] [1] [1] [1] [1] [1]