Tentamen i Optik för F4 m fl 040112

Alla hjälpmedel utom sådana som innebär kontakt med andra levande varelser är tillåtna. Uppgifterna är inte ordnade i svårighetsgrad. Tänk på att även en ansats på ett tal kan ge delpoäng. 2.5p erfordras för godkänt

1

Ett oftalmologiskt biomikroskop används för att (med ett speciellt belysningssystem som vi inte går in på här) titta in i ögat. Ett sådant har ett objektiv med fokallängd 50mm och ett okular på 20mm fokallängd. Avståndet mellan objektivets bakre huvudplan och okularet´s främre huvudplan är 220mm.

Objektivets har en främre vertex-fokallängd på 90mm.

Hur långt in i ögat kan man se om ögat modelleras med en kula med krökningsradie radie vid hornhinnan 5 mm och brytningsindex 1,3306?

Avståndet hornhinna till näthinna är sådant att en skarp bild av avlägsna objekt erhålles på näthinnan.

2

Har du löst tal 2 rätt upptäcker du att man inte kan se näthinnan som ju ligger ca 20mm in i ögat.

Ett sätt att se näthinnan bygger på att med en kraftigt positiv lins (40D) avbilda näthinnan till en reell luftbild som betraktas av ögonläkaren samtidigt som hon avbildar ögats pupill på sin egen (med samma 40D-lins).

Hur stort blir synfältet (dvs hur stor del av näthinnan ser hon) i följande fall

Ögat inställt på seende på oändligt avstånd.

Avstånd:

Öga med pupill längst framme vid hornhinnan

26,7mm avstånd

40D –lins

400mm avstånd

läkaröga

Linsen har en diameter på 25mm (dvs bländartalet för den är 1)

3

Ett sätt att göra kontaktlinser bygger på att använda zonplattor förångade på vanliga linser. Dessa (zonplattorna) kommer att få omvänd och mycket kraftig dispersion mot vanliga linser dvs deras styrka ökar med stigande våglängd.

Vad skulle deras dispersion motsvarar detta uttryckt  i Abbetal?

4

Antag att vi har en kristall vars dubbelbrytning kan styras optiskt. Den är placerad med optiska axeln 45° mellan korsade polaroider. Ljusets geometriska väg genom kristallen är 5,00mm. Vilket värde ska dubbelbrytningen (neo-no) ha för att det ljus som transmitteras ska se

a/ gult ut

b/ blått ut

?

5

En rad med 10 tätt liggande punkter (se det som en diabild med transmitterade punkter med ogenomskinlig bakgrund)  avbildas genom en diffraktionsbegränsad lins med NA=0,20. Vid vilken linjetäthet (uttryckt i våglängd) faller 1:a ordningens maximum i diffraktionsmönstret från punkterna utanför linsen?

Jämför detta med Rayleighs upplösningskriterium och kommentera ev. skillnader.

6

Vid avbildning av en detaljerad diabild på en skärm inträffar följande tre situationer (i olika fall)

Fall a: Endast den centrala delen av bilden är skarp, men vid omfokusering blir i stället den perifera delen av bilden men inte den centrala, skarp.

 

Fall b: Radiella strukturer i bilden syns skarpt i ett läge, medan omfokusering leder till att strukturer vinkelräta mot linjer från mitten av bilden blir skarpa

 

Fall c: Räta linjer i bildens periferi kröks

 

Vilka aberrationer ligger bakom i de resp fallen. Motivera.