1 / 28

Kapitel 8 Wellenoptik

Kapitel 8 Wellenoptik. Wieso können wir sehen. Kapitel 9 Licht. gelber Fleck. Hornhaut. blinder Fleck. 2. Kapitel 9 Licht. Lichtsinneszellen Stäbchen & Zapfen. Aderhaut. Netzhaut. Leder - haut. Pigmentschicht. Umwandlung Licht in elektrische Impulse.

kalila
Download Presentation

Kapitel 8 Wellenoptik

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Kapitel 8 Wellenoptik Wiesokönnenwirsehen

  2. Kapitel 9 Licht gelber Fleck Hornhaut blinder Fleck 2

  3. Kapitel 9 Licht Lichtsinneszellen Stäbchen & Zapfen Aderhaut Netzhaut Leder- haut Pigmentschicht UmwandlungLicht in elektrische Impulse Deetjen/Speckmann 3

  4. Kapitel 9 Licht Zellen der Netzhaut Sehnerv Fovea 3. Neuron Ganglienzellen Sehnerv GlaskörpervomAuge Zapfen:Farbsehen höchsteDichte in der Fovea (gelber Fleck) ca 6 Milo. (Schwellwert) Stäbchen: Hell/Dunkel höchsteEmpfindlichkeit ca 120 Mio 2. Neuron BipolareZellen Erregung Lichteinfall 1. Neuron Zapfen und Stäbchen Pigmentepithel 4

  5. Kapitel 9 Licht Struktur der Sehzellen Membranscheibchen (täglicherneuert) Stäbchen einige tausend Membran- scheibchen Membran (Rhodopsin) (Zilium: hierwachsen neueScheibchen nach) 5

  6. Kapitel 9 Licht Sehpigment der Stäbchen Rhodopsinisteingebettet in die Doppellipidmembran Rhodopsin Lipidmembran Retinal Opsin 6

  7. Kapitel 9 Licht Sehfarbstoff Sehfarbstoff: Rhodopsin Pikosekunden => => Opsin und Retinal werdengetrennt HöchsteEmpfindlichkeitbei ~ 500 nm (Dämmerungssehen, blaugrün) 7

  8. Kapitel 9 Licht Zapfen • Rotzapfen: langwellig - Maximum bei ca. 570nm • Grünzapfen: mittelwellig - Maximum bei 540 nm • Blauzapfen: kurzwellig - Maximum bei 430 nm In jedemZapfenkommtnureinSehfarbstoffvor (unterschiedlicheAminosäuresequenzenimOpsin) Zapfen befinden sich primär im Zentrum. Im Gelben Fleck stehen ca. 300.000 Zapfen und keine Stäbchen mehr. Zapfen sprechen erst ab einer gewissen Helligkeit an. Darunter reagieren nur die Stäbchen. Deswegen sind in der Nacht „alle Katzen grau“.

  9. Kapitel 9 Licht Farbe Lichtreizt die dreiRezeptoren B; G; R Je größer die Summer je hellererscheint das Licht Der Farbtonergibtsichdurch die relativenErregungen, b, g, r RGB Red 255 Green 0 Blue 0 mit b + g + r =1 Weiß: additive MischunggleicherIntensität der Farben Rot, Grün und Blau RGB (255, 255, 255) 9 Weiß: b = g = r = 1/3 => gleichmäßigeErregung der dreiRezeptoren

  10. Kapitel 9 Licht Farbe: Additive Farbmischung In der additiven Farbmischung wird Licht gemischt => Intensitätenaddierensich Der Farbtonergibtsichdurch die relativenErregungen, b, g, r Erzeugung von Gelb: - LichteinerbestimmtenWellenlänge (λ = 580 nm) - Überlagerung von rot und grün • Jedes Pixel auf einem Monitor besteht aus drei unterschiedlichen • Leuchtstoffen, die den drei RGB-Farben entsprechen. 10

  11. Kapitel 9 Licht Farbe: SubtraktiveFarbmischung - In der subtraktiven Farbmischung werden Stoffe gemischt. - Wasserfarbe, Farbfilter,… "schlucken„ (absorbieren) einenTeil des Spektrums des weißenLicht mitdem der Gegenstandbeleuchtetwird. => Komplementärfarbeerscheint reflektiertes L. Licht absorbiertesLicht reflektiertes L. Licht • Ein roter Gegenstand absorbiert die Farben • Grün und Blau und reflektiert das Rot absorbiertesLicht • In der subtraktiven Farbmischung werden die • CMY-Farben Cyan (C), Magenta (M) und Yellow (Y) gemischt.

  12. Kapitel 9 Licht Photon einfallendes Photon wird absorbiert Emission Absorption emittiertes Photon angeregter Zustand Kern Elektron niedrigerer Energie- zustand Grund- zustand Kern Elektron emittiertes Photon einfallendes Photon wirdabsorbiert 12

  13. Kapitel 9 Licht Farbstoffe - Farbstoffehabenbegrenzte und intensive Absorptionsbereiche imSichtbaren - AbsorbierteFreqenzen = Übergänge des Systems zwischen verschiedenenEnergiezuständen - AusgedehnteSystemekonjugierterDoppelbindungen (chromophoreGruppen) Dibenzorhodamine Rhodamin 13

  14. Kapitel 9 Licht Absorption <-> Emission NormalisierteIntensität E = hν = hc/λ => Verschiebungzugrößeren Wellenlängen Wellenlänge (nm) Rhodamin Detektion Anregung Intensität Intensität Wellenlänge (nm) Wellenlänge (nm)

  15. Kapitel 9 Licht Photon < 10-8 s VereinfachteDarstellung Emission Absorption E2 E2 – E1 = hν E1 Grund- zustand Kern 15 15 Spontane Emission: Elektronen fallen zufällig und unabhängigvoneinander wieder in ihrenGrundzustandzurück Stimulierte Emission: AlleangeregtenElektronen fallen gleichzeitig in den Grundzustandzurück

  16. Kapitel 9 Licht Laser LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Lichtverstärkungdurchstimulierte Emission von Strahlung Verstärker von Lichtstrahlen, der selbstzurAnregunggelangtist. 16

  17. Kapitel 9 Licht Helium-Neon Laser (Gaslaser) • - Seit 1961 • - Modellaser • He:Ne 10:1, 10mbar Helium • 0.5 to 25 mW Kathode Laser- strahl Anode => beschleunigteElektronen Helium-Neon Gas e- s Teildurchlässiger Spiegel Glaszylinder Anregung des HeliumsdurchbeschleunigteElektronen

  18. Kapitel 9 Licht Helium-Neon Laser 20.61eV 20.66eV 3.39µm He-Ne Stöße 1.96 eV 632.8 nm 2 3S0 18.70 eV Anregung durch Kollosion mit Elektronen nach 10-3 s 3s 2 1S0 1s ^ 1.96 eV = 633nm 2p daΔE = hν = hc/λ Neon Helium h: PlanckscheKonstante h = 6.626 x 10-34 Js

  19. Kapitel 9 Licht Stimulierte Emission Vor Emission während Emission nach Emission AngeregterZustand hν hν hν hν Photon Grundzustand Atom im angeregtenZustand Atom im Grundzustand E2 – E1 = ΔE = hν = hc/λ 19

  20. Kapitel 9 Licht Femptosekundenlaser y1 λ - Δλ y2 λ y3 λ + Δλ y1+y2 + y3 Schwebung Ziel: möglichstscharfe Maxima => Lichtpulse GeschickteÜberlagerung von Wellen Vorteil: - LichtpulsemitextremhoherEnergie - keinErwärmen der Umgebung 20 http://www.femto-lasik-pro.com/femto-lasik/laser_statt_messer.html

  21. Kapitel 9 Licht Extinktion µ Abschwächung der Lichtstrahlen bei Transmission durchein Medium dI = - µ / ds Schichtdicked • Extinktionsetztsichzusammenaus • Absorptiondes LichtsdurchMoleküle / Atome des Mediums • (Richtungs- und Polarisationsabhängigkeit der Absorption) • Streuungdes Lichts an den Molekülen / Atomen des Mediums • Auch die StreuungistPolarisationsabhängig • Beispiel: Himmelsblau/Abendrot)

  22. Kapitel 9 Licht Extinktion Anzahl Filter Intensität 0 100 68 50 38 30

  23. Kapitel 9 Licht Extinktion I=I0 e-µ/d Beer LambertschesExtinktionsgesetz

  24. Kapitel 8 Wellenoptik Gefahren der Laserstrahlung Laserschutz

  25. Kapitel 9 Licht Pupillendurchmesser Bestrahlungsstärke 7 mm 610 W/m2 300 µW Bildgröße: bmin = 800µm 1,3 1012W/m2 100 W bmin = 10µm 1 m E (Laser, 100W) E (Glühbirne, 100W) = 2 *109 Verhältnis der Bestrahlungsstärken: 25

  26. Kapitel 9 Licht Katarakt (grauer Star) bezeichnet eine Trübung der Augenlinse 26

  27. Kapitel 9 Licht 3000 315 780 100 Wellenlänge in nm Transmission der Hautschichten in % • - (100-280nm): starke Absorption, dringt nur in dünne Oberflächenschicht ein • - UVB (280-315nm): Erytheme (Hautrötung), Schwellwert ca. 0,1 J/cm² • - UVA (315-380nm): direkte Pigmentierung der Haut, Schwellwert ca. 10 J/cm² • VIS (380-780nm): größte Eindringtiefe, photochemische Prozesse, therm. • Wirkungen • IRA (780-1400nm) und IRB (1400-3000nm): Eindringtiefe wird kleiner, • Verbrennungen • - IRC (ab 3000nm-1mm): Absorption an der Hautoberfläche, Verbrennungen 27

  28. Kapitel 9 Licht CO2 Laser fokussiert Beim Überprüfen, ob Schutzgas strömt war der Laser bereits eingeschaltet . • Zwischen 45°C und 80°C tritt der Gewebetod ein • (Koagulation = Eiweißgerinnung) • Die Temperatur von 100°C wird trotz weiterer Energiezufuhr so lange • gehalten bis das Wasser des Gewebes verdampft ist • ab 150°C tritt Karbonisierung ein • ab 300°C vergast das Gewebe 28

More Related