луча, приходит в точку B 1 . Иногда такой луч, проходящий через центр
линзы, за его «несгибаемость» называют побочной оптической осью . Теперь построим изображение предметаAB в рассеивающей линзе. Для этого пустим луч из точкиB параллельно главной оптической оси. Пре-
ломившись в линзе, он пойдёт вверх
так, как будто был испущен из фо- По этой причине логично предположить, что весь фитохром должен находиться в верхней части растения, в его воздушной части. Но это предположение не соответствует действительности. Было установлено, например, что в случае овса значительная часть фитохрома сосредоточена в подземной части указанного растения, то есть в том месте, где, по-видимому, его присутствие абсолютно бессмысленно. Особенно большое количество фитохрома содержится в небольшом набухании, расположенном на очень небольшом расстоянии ниже поверхности почвы на корнях растения. |
|||||||
шёл не преломляясь |
|||||||
Воображаемую часть лу- |
|||||||
ча от фокуса до линзы обозначим |
|||||||
пунктирной линией. Другой луч В этот момент его концентрация примерно в 10 раз больше, чем в соседних частях растения. Следует отметить, что в травах, таких как овес, узел под поверхностью почвы является основным местом, где происходит интенсивное разделение клеток, которое связано с ростом растения. Это обстоятельство делает понятным тот факт, что рост травы и таких растений, как овес, продолжается даже после того, как он получил воздушную часть. Высокая концентрация фитохрома в узле необходима для поддержания высокой скорости биохимических реакций, приводящих к образованию новых клеток. |
|||||||
пустим через оптический центр О |
|||||||
линзы. Изображение B 1 точкиB бу- |
|||||||
лежать на пересечении этого Но фитохром не может инициировать биохимические реакции в отсутствие света. Ну, каким образом свет переходит в подземную часть завода? завод? Оказалось, что этот «световод», который ведет свет к подземной части растения, вмешивается в его основу. Ячейки стебля образуют параллельные колонны, в которых они помнят структуру промышленных световодов. Интегральные части травянистого растения и расположение клеток в его стволе. Если эта колонка подсвечивается, наблюдая ее с помощью микроскопа, то заметили, что ее стены в этом случае остаются темными, а внутренняя часть каждой ячейки интенсивно освещена. Чтобы определить способность луча проводить свет, вырежьте его кусочком, слегка его искривив. Если, сделав это, мы осветим один конец стебля тонким лучом интенсивного света, другой конец также начинает излучать свет. Различные растения дифференцируются благодаря способности вести свет к своим корням таким образом. |
|||||||
Луча с воображаемой (пунктирной |
|||||||
линией). Изображение точки A ле- |
|||||||
жит на пересечении вертикальной линии, проходящей через B 1 , с главной оптической осью.
Однако даже этот короткий световод вполне достаточен, чтобы обеспечить свет для подземной части травянистого растения. Световоды, создаваемые промышленностью, состоят из огромного количества тонких стеклянных нитей, которые идут параллельно. Такие световоды обвиняют очень важное свойство: их способность вести свет сохраняется даже в случае расщепления их по всей длине. «Живые» световоды имеют одно и то же свойство. Интересен тот факт, что хитин, коэффициент преломления которого почти такой же, как у стекла, используется для изготовления контактных линз, которые так необходимы людям, страдающим близорукостью.
§7. Поперечное увеличение
Линзы, зеркала или более сложные оптические инструменты обладают
некоторыми общими свойствами. При рассмотрении этих свойств удобно называть рассматриваемые инструменты оптическими систе-
мами (ОС). Пусть стрелкаAB расположена перед (ОС) перпендикулярно её главной оптической оси. Пусть, далее,A 1 B 1 – изображение этой стрелки (рис. 7.1).
Ученые говорят, что контактные линзы из хитина, которые не являются чем-то совершенно чуждым человеку, будут полностью безвредными и не вызовут аллергических реакций у пациентов. Существование нескольких омматидий, которые смотрят параллельно и, благодаря этому, возбуждаются одним и тем же точечным источником света, по-видимому, не соответствуют оптимальной структуре глаза, а только увеличивают его размер.
Эдильберто Мехиа 1, Хорхе Мехиа 2, Хайме Дельгадо 3, Оскар Авилес 4, Дарио Амайя 5. Доктор технических наук, Государственный университет Кампинаса, Бразилия. Профессор, факультет мехатроники, военный университет Нуэва-Гранада. В статье показана конструкция и изготовление мехатронного устройства, способного выполнять измерение силы и скорости в задаче резки, выполняемой скальпелем. Было проведено исследование, основанное на методе конечных элементов, для регистрации силы, необходимой для разрушения ткани, с теоретической ссылкой в качестве параметра сравнения результатов, полученных в проведенных тестах на срез.
Определение. Поперечным увеличением оптической системы называется отношение длины изображения предметаA 1 B 1 к длинеAB самого
предмета. Здесь важно запомнить, что предмет лежит в плоскости, перпендикулярной к главной оптической оси системы. Будем обозначать такое увеличение буквой Г.
Выведем формулы для поперечного увеличения тонкой линзы. Пусть расстояние от стрелки AB до линзы равноa , а расстояние от линзы до её
Устройство было соединено в качестве рабочего инструмента с промышленным роботизированным плечом, запрограммированным с помощью процедуры поперечной резки. Все испытания проводились на одной и той же ткани и с той же рутиной, чтобы сделать измерение повторяемости разреза. Полученные результаты были записаны в таблицах для целей статистического анализа и графического представления. В этой статье показано проектирование и изготовление мехатронного устройства, способного измерять силу и скорость в режущей работе, выполняемой скальпелем.
изображения A 1 B 1 –b (рис. 7.2). Из подобия треугольниковABO иA ′ B ′ O ′ следует, что:
2010-2011 уч. год., № 5, 8 кл. Физика. Тонкие линзы.
Г = | A′ B′ | ||||
Для Г можно получить и другие выражения. Из подобия треугольниковABC иODC получим:
Было сделано исследование, основанное на методе конечных элементов, для регистрации силы, необходимой для разрушения ткани, имеющей теоретическую основу, в качестве эталона результатов, полученных при испытаниях на резку. Устройство было прикреплено в качестве рабочего инструмента к промышленной роботизированной руке, запрограммированной с помощью процедуры пересечения. Все тесты проводились на одной и той же ткани и с той же самой процедурой для измерения повторяемости резания. Результаты были записаны в таблицах для целей статистического анализа и графического представления.
Г = | |||||||||||||||||||||
a − F |
|||||||||||||||||||||
A′ B′ Все эссе будут проводиться на том же уровне, что и ротина, для измерения повторяемости резания. Результаты регистрируются в таблицах с целью статистического анализа и графического представления. Разрез является процедурой, при которой это делается отверстие ткани, кожа или слизистые оболочки, чтобы достичь более глубоких уровней, или очерчивание массовых поражений и сделать, таким образом, сама мишенью хирургическое вмешательство, о чем свидетельствует медицинский словарь команды персонала. Элементами, используемыми для такого рода процедур, являются скальпель, электрокаутер и ножницы. | b − F | ||||||||||||||||||||
Г = | |||||||||||||||||||||
Для собирающей линзы в таблице 1 приведены качественные характеристики изображения плоского предмета, зависящие от отношения расстояний a иF .
Скальпель - инструмент расщепления или распознавания тонких, заостренных, одного или двух разрезов. Электрокаутер является тупым или точечным электродом, подключенным к генератору с высокочастотным током, с которым одновременно достигаются резка, коагуляция и гемостаз. Ножницы представляют собой рычаг первого двойного порядка, состоящий из двух металлических листов, острых с внутренней стороны и сочлененных по оси своими концами. Хотя электрокоагуляция и ультразвуковое вскрытие являются предпочтительными методами резки в хирургии, существуют обстоятельства, при которых требуется использование скальпеля.
Таблица 1. |
|||
Изображение уве- |
|||
Расстояние от | Изображение | Изображение дей- |
|
прямое или | ствительное или | личенное или |
|
предмета Резка скальпелем позволяет лучше идентифицировать поля без искажений клеток. Роботизированная хирургия - это взаимодействие между хирургом и роботом, что позволяет выполнять различные виды хирургических процедур с большими преимуществами по сравнению с обычными хирургическими вмешательствами. Пациенты, перенесшие хирургическое вмешательство с помощью хирургических роботов, обеспечили более быстрое восстановление и меньшее количество послеоперационных травм; В дополнение к этому, косметическое воздействие снижается из-за того, что робот допускает минимально инвазивные хирургические процедуры, с меньшей оперативной травмой и большей точностью, устраняя человеческие толчки. | перевёрнутое | уменьшенное |
|
a < F | увеличенное |
||
F < a< 2 F | перевёрнутое | действительное | увеличенное Внутри хирургической робототехники одной из наиболее важных областей является сенсорная, которая позволяет хирургу воссоздать среду, в которой проводится хирургическая процедура. Одной из наиболее важных переменных для воссоздания является сила, которая позволяет хирургу почувствовать, что делает робот. Исследовательские группы, принадлежащие высшим учебным центрам, разработали различные методы анализа силы в задачах резания. Они провели эксперименты с пещерой свиньи, чтобы измерить силы взаимодействия ткани и режущего инструмента с различными скоростями резания. В то же время они разработали автоматизированный лапароскопический зажим и оборудование для резки тканей, чтобы охарактеризовать разрез и захват при минимально инвазивной хирургии; Зажим способен генерировать силу обратной связи, которая может ощущаться через устройство тактильного интерфейса, позволяющее пользователю ощущать жесткость удерживаемой ткани. |
a > 2 F | перевёрнутое | действительное | уменьшенное |
С помощью построения убедитесь в правильности данной таблицы.
§8. Примеры решения задач
Задача 8.1. Луч света, выходящий из воды (n 1 = 4/3), падает на её поверхность под предельным углом полного отражения. Выйдет ли луч в
Отделы биомедицинской инженерии, электрическая, механическая и вычислительного Университет Джона Хопкинса, Балтимор, разработали аналитическую модель, основанный на концепции механического контакта и механика разрушения для расчета сил, приложенных к ножницам для разрезания блок материала, из модели, которая связывает крутящий момент и угол; измеренные данные умножаются на коэффициент, который зависит от положения режущей кромки и кривой листьев.
Была смоделирована геометрия скальпеля и части мягких тканей; Механические свойства материалов, описанные в разделе 2, были включены в каждую из геометрий, чтобы иметь теоретическое обоснование для сравнения и подтверждения результатов, полученных экспериментально.
© 2011, ФЗФТШ при МФТИ. Составитель: Слободянин Валерий Павлович
2010-2011 уч. год., № 5, 8 кл. Физика. Тонкие линзы.
воздух, если на поверхности воды налить слой кедрового масла(n 2 = 1,52)?Решение. Запишем условие прохождения луча света через воду, кедровое масло и (возможно) воздух. Согласно формуле (5.1) предыдущего за-
Элементами, на которых сосредоточен анализ, являются те, в которых есть прямой контакт во время задачи резки, в этом случае лезвие скальпеля и мягких тканей, обладающее физическими и механическими свойствами, аналогичными свойствам кожи человека. Нержавеющая сталь представляет собой стальной сплав с содержанием хрома не менее 10%, он устойчив к коррозии, учитывая, что хром или другие металлы, которые он содержит, имеют большое сродство к кислороду и реагируют с ним, образуя пассивирующий слой, что позволяет избежать коррозии железа.
Мягкие ткани отличаются по качеству и физико-механическим характеристикам. Как сократительные, так и неконтрактирующие ткани являются совместимыми и эластичными, но сократительные ткани также сокращаются. Сократимость - это способность мышцы сокращаться и создавать напряжение в полной мере. Дистилляция - это способность мышечной ткани растягиваться в ответ на внешнюю приложенную силу. Чем слабее силы, вырабатываемые в мышце, тем больше степень растяжения. С другой стороны, эластичность - это сопротивление деформации, и она противоположна разжижимости.
дания, n 1 sinφ Кр.1 =n 2 sinφ 2 = sin90˚ = 1.
Следовательно, луч света, проникший в плёнку из кедрового масла, будет падать на границу раздела масло-воздух под угломφ 2 (предельным углом для кедрового масла), а это значит, что он и в этом случае не выйдет в воздух.
Задача 8.2. Перед рассеивающей линзойL 1 с известным диаметромD находится точечный источникS , не лежащий на главной оптической оси этой линзы (рис. 8.1). Постройте изображениеS 1 источника. Покажите штриховкой область, из которой наблюдатель может видеть изображение
Эластичность относится к свойствам ткани, чтобы вернуться к своей неизменной длине после ее деформации. Чем больше эластичность мягких тканей, тем больше должна быть сила, способная производить удлинение. Ткань с низкой эластичностью не выдерживает растягивающей силы, как высокоэластичная ткань, и будет требовать меньше силы, чем более эластичная ткань, подвергнутая той же степени деформации. Кроме того, мягкие ткани с высокой эластичностью менее восприимчивы к травмам, таким как растяжения и напряжения.
Мягкие ткани не совсем эластичны. Вне пределов их упругости они не могут вернуться к своей первоначальной длине после удаления растягивающей силы. Разница между исходной длиной и новой длиной называется величиной постоянной деформации и аналогична небольшому растяжению или скручиванию. Таким образом, когда страдает легкое растяжение или скручивание, ткани не возвращаются к своей первоначальной длине после удаления чрезмерного натяжения.
S 1 . Решение. Порядок построения изображения в рассеивающей линзе описан в §6. Наблюдателю, который видит сквозь линзу изображениеS 1 , будет казаться, что лучи, не преломляясь, идут от изображенияS 1 . Штриховкой (рис. 8.2) отмечена искомая область. Из других мест изображениеS 1 увидеть нельзя.
Задача 8.3. Тонкая линза создаёт изображениеS 1 точечного источникаS (рис. 8.3).AA 1 – главная оптическая ось линзы. Восстановите положение
© 2011, ФЗФТШ при МФТИ. Составитель: Слободянин Валерий Павлович
2010-2011 уч. год., № 5, 8 кл. Физика. Тонкие линзы.
линзы. Собирающая или рассеивающая эта линза?
Решение. Проведём через точкиS 1 иS прямую до пересечения с главной оптической осью. Эта прямая – побочная оптическая ось (см. §6). Следовательно, точкаО пересечения оптических осей – оптический центр линзы. Плоскость линзы перпендикулярна главной оптической оси. Проведём из точкиS луч (1) параллельно главной оптической оси. Преломившись в линзе, он должен пройти через её фокус. Кроме того, этот луч (или его продолжение) должен пройти через точкуS 1 (изображение точкиS ). Т. к. черезS 1 проходит воображаемое продолжение луча, то изображение мнимое, прямое, увеличенное, а линза собирающая (см. таблицу 1).
: Главная оптическая ось собирающей линзы перпендикулярна стрелке AB и проходит через её середину. Изображение стрелки рас- полагается в фокальной плоскости линзы, фокусное расстояние которой равно F . Найдите расстояние между стрелкой и её изображением.... : Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: На главной оптической оси рассеивающей линзы с фокусным рас- стоянием F находится точечный источник света S . Найдите расстояние x от источника до ближайшего фокуса линзы, если оно равно рас- стоянию от этого фокуса до изображения источника.... : Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Стрелка AB перпендикулярна главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Расстояние от стрелки до экрана, на котором полу- чилось её чёткое изображение, равно L 81 см. Если линзу передви- нуть вдоль её главной оптической оси на расстояние l 9 см, то изоб- ражение вновь окаже... : Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: Перед положительной линзой с фокусным расстоянием F находится полубесконечная лента шириной h . Лента протянута вдоль главной оптиче- ской оси линзы, как показано на рис. 12. Расстояние от ближайшего края ленты до линзы равно a, причём a > F , Вы- числите площадь изображения ленты.... : Здравствуйте! Очень сильно прошу помощи в следующих вопросах: 1) какая сила действует на диполь, электрический момент которого 10 ^ -10 кл * м, если он расположен в вакууме на расстоянии 50 см от точечного заряда 0,5 * 10 ^ -4 кл вдоль линий напряженности? 2) электрический момент диполя молекулы воды 6,2 * 10 ^ -30 кл * м. Учитывая тот факт, ... : Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: для точечной сварки сетчатки глаза с сосудистой оболочкой используется лазер, шо генерирует световые импульсы с длиной волны 640 мм, продолжительностью 25 мс, средней мощностью 0,5 Вт в импульсе. какая энергия может видлитися в импульсе и сколько фотонов в нем...Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Главная оптическая ось собирающей линзы перпендикулярна стрелке AB и проходит через её середину. Изображение стрелки рас- полагается в фокальной плоскости линзы, фокусное расстояние которой равно F . Найдите расстояние между стрелкой и её изображением.
Дата отправки: 12.06.2017, 21:15
Вопрос задал: (Посетитель)
Всего ответов: 1
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
На главной оптической оси рассеивающей линзы с фокусным рас- стоянием F находится точечный источник света S . Найдите расстояние x от источника до ближайшего фокуса линзы, если оно равно рас- стоянию от этого фокуса до изображения источника.
Дата отправки: 12.06.2017, 21:18
Вопрос задал: (Посетитель)
Всего ответов: 1
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Стрелка AB перпендикулярна главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Расстояние от стрелки до экрана, на котором полу- чилось её чёткое изображение, равно L 81 см. Если линзу передви- нуть вдоль её главной оптической оси на расстояние l 9 см, то изоб- ражение вновь окажется чётким. Каково фокусное расстояние линзы?
Дата отправки: 12.06.2017, 21:20
Вопрос задал: (Посетитель)
Всего ответов: 1
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
Перед положительной линзой с фокусным расстоянием F находится полубесконечная лента шириной h . Лента протянута вдоль главной оптиче- ской оси линзы, как показано на рис. 12. Расстояние от ближайшего края ленты до линзы равно a, причём a > F , Вы- числите площадь изображения ленты.
Дата отправки: 12.06.2017, 21:24
Вопрос задал: (Посетитель)
Всего ответов: 1
Здравствуйте! Очень сильно прошу помощи в следующих вопросах:
1) какая сила действует на диполь, электрический момент которого 10 ^ -10 кл * м, если он расположен в вакууме на расстоянии 50 см от точечного заряда 0,5 * 10 ^ -4 кл вдоль линий напряженности?
2) электрический момент диполя молекулы воды 6,2 * 10 ^ -30 кл * м. Учитывая тот факт, что этот диполь создан положительным и отрицательным зарядами, равными заряда электрона 1,6 * 10 ^ -19кл, найти длину диполя
3) предмет расположен на расстоянии 105 см перед объективом фотоаппарата, что имеет фокусное расстояние 50 мм. Где должна располагаться фотопленка?
4) наибольшее расстояние, с которой человек без очков может прочитать текст, 1 м, а наименьшая - 30 см. На сколько меняется оптическая сила глаз при переводе из одной расстояния на другую
5) определить предельный угол преломления камфоры, если падающий луч под углом 40, преломляется в ней под углом 24
Дата отправки: 13.06.2017, 12:49
Вопрос задал: (Посетитель)
Всего ответов: 1
Консультирует (Модератор):
Здравствуйте, adept89!
Цитата: adept89
3). расстояние между пластинами воздушного конденсатора с площадью 50 см2 равна 3 см. Конденсатор был заряжен до напряжения 200 В и отключен от источника тока. Найти работу, которую нужно осуществить для раздвижения пластин на расстояние 10 см
М 2 - площадь пластин плоского конденсатора,
м - начальное расстояние между пластинами,
м - конечное расстояние между пластинами,
В - напряжение между обкладками конденсатора,
Ф/м - электрическая постоянная,
- диэлектрическая проницаемость воздуха.
Если конденсатор был заряжен и отключен от источника напряжения, то заряд на его пластинах не изменяется при изменении расстояния между пластинами. Изменение электрической энергии конденсатора определяется механической работой, совершённой при изменении расстояния между пластинами. Чтобы увеличить расстояние между пластинами, к ним нужно приложить внешнюю силу, компенсирующую силу притяжения пластин друг к другу. Внешняя сила совершает положительную механическую работу равную увеличению энергии электрического поля конденсатора. Если - соответственно начальная и конечная энергии поля, то
Увеличение энергии электрического поля конденсатора обусловлено тем, что при изменении расстояния между пластинами напряжённость электрического поля конденсатора не изменяется (см. ), а объём, занятый полем, увеличивается в раз. Значит, и энергия электрического поля конденсатора увеличивается во столько же раз, то есть
