Slide 1

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 2

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 3

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 4

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 5

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 6

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 7

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 8

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 9

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 10

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 11

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 12

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 13

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 14

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 15

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 16

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 17

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 18

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 19

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 20

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 21

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 22

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 23

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 24

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 25

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 26

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 27

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 28

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 29

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 30

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 31

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 32

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille


Slide 33

Astronoomia
instrumendid

Mario Mars
Tallinna Tähetorn
[email protected]

Gammakiirguse
astronoomia
Röntgen
astronoomia

Neutriinode
astronoomia

Kosmiliste kiirte
astronoomia

Optiline
astronoomia

Praktiline
astrofüüsika

Ultraviolet
astronoomia
Raadio
astronoomia

Gravitatsioonilainete
astronoomia
Infrapuna
astronoomia

Elektromagnetlained
400 nm
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus

Nähtav valgus
Infrapunane
Mikrolained
Lühilained

Wavelength

Sagedus

Ultravioletkiirgus

Nähtav
spekter

TV and FM Radio
Kesklained

Pikad raadiolained

700 nm

Muud kiirgused
• Kosmilised kiired.
• Neutriinod.

• Gravitatsioonilained.

Kosmiline kiirgus
Maailmaruumis väga kiiresti liikuvate
laenguga osakeste (primaarkiirguse) ja
Maa atmosfääris nende toimel tekkivate
osakeste (sekundaarkiirguse) voog.
Primaarkiirgus pärineb peamiselt
Galaktikast .
Koostis : 90% prootoneid, 7% alfaosakesi, 1% raskemate elementide
aatomituumi, 1% elektrone.

Neutriinod
Neutriinosid arvatakse olevat 1%
universumi massist.
Neutriino allikateks on: Päike, tähed,
kiirendid, Maa, kosmilised kiired, Suur
Pauk, supernoova plahvatused.
Aastal 1932 avastas James Chadwick
neutroni
Juba samal aastal pakkus Lev
Davidovich Landau välja neutrontähtede
olemasolu

Neutriinod
Päike emiteerib 2x10e38 neutriinot sekundis,
Maale jõuab rohkem kui 40 miljardit cm2 kohta
sekundi jooksul.
Neutriinod universumist Suur Pauk umbes 330
neutriinot cm3 kohta
Tähe evolutsioon umbes 0,000006 neutriinot cm3
kohta
Supernoovaplahvatused umbes 0,0002 neutriinot
cm3 kohta

Neutriinode energia
• Suur Pauk 0,0004 eV (nende kiirus on

siiani 2000 km/s).
• Päike kuni 20 MeV sõltuvalt neutriinode
suunast
• Tuumareaktorid keskmine energia 4
MeV (1 MeV kuni 10 MeV).
• Kiirendid 30 MeV kuni 30 GeV

Gravitatsioonilained
Gravitatsiooniline kiirgus tõestati
1970-tel, kui Russell Hulse ja
Joseph Taylor avastasid, et
kaksiksüsteem, mis koosnes
kahest lahestikku asuvast
ülimassiivsest tähest, kiirgas
energiat mille periood väheneb 75
Kaksiksüsteemi pulsar
millisekundit aastas.

Einsteini teooria järgi (1917)
gravitatsioonist põhjustatud
massi kiirendamisel tekib
virvendusena leviv
gravitatsiooniväli ehk
gravitatsioonilained.

Sellised gravitatsioonilained
tekivad neutrontähe paari
korral.
Selline pinnavirvendus tekib
kivi vette kukkumisel

Teleskoobid

Silm

Polarimeetrid

Satelliidid

Interferomeetrid

Astronoomia
instrumendid
Kiirgusvastuvõtjad

Dispergeerivad
seadmed

Inimsilm

• Spektraalselt tundlik: 0,4-0,7 µm
• Eraldusvõime: ~ 1-3 cm 20 m kaugsel
• Heleduse eraldamine:

~16-32 varjundit M/V ehk ~100 värvust

Silma ehitus
Silmalääts

Klaaskeha
Vikerkest

Nägemisnärv

Silmaava
Sarvkest

Võrkkest
Ripskeha
Valgekest

Soonkest

Silma klaaskeha läbimõõt umbes 24mm. Silmaava
läbimõõt muutub kümme korda, pindala 100 korda.

Silma ees- ja tagakambris on vedelik mille
murdumisnäitaja on ligikaudu sama mis veel, klaaskeha
murdumisnäitaja nagu tavalisel klaasil

Optilise süsteemi murdumisnäitajad
Vesivedelik
n = 1,336

Sarvkest
n = 1,376

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Klaaskeha
n = 1,337

Silma optika on keeruline

Sellise nn
gradientläätse
valmistamiseni
jõudis
optikatööstus alles
1976. aastal

Silmalääts
Keskel n = 1,406
Serval n = 1,386

Nägemisrakud
120 miljonit kepikest,

5 miljonit kolvikest.
• Kolvikesed värvustundlikud
annavad terava kujutise, vajavad palju
valgust.
• Kepikesed tundlikumad, annavad
värvitu ähmase kujutise.

silmanärvid

Kolvikesed
Võrkkest koosneb kolvikestest ja kepikestest,
keskel asub rohkem kolvikesi.
Kolvikeste kaugus teineteisest võrkestal on
umbes 5 mikromeetrit. Silm eristab kaht
helendavat punkti, kui nende vahekaugus on 1
kaareminut.
Kolvikestel igal eraldi närv.
Inimene tegutseb keskkonnas, kus valgustatus
muutub 9 suurusjärku.

Kepikesed
Kepikesed asuvad võrkkesta servaaladel.
Kepikestes on valgusundlik aine rodasiin.
Valguse mõjul kaotab tundlikkuse, mis on
taastuv.
Normaalne tundlikkus taastub 20 minutiga,
maksimaalselt taastub üle tunni.
Kepikesed asetsevad kobaratena närvide küljes.

Nägemisvõime
Silma piirheledus täieliku pimedusele
adapteerumise korral on 8 tähesuurust.
Kui silma ava läbimõõt 6mm, siis vastav
energiavoog 123 eV/s, mis on nägemisaistingu lävi.
Lainepikkusel 0,513 mikromeetrit on kvandi energia
2,4 eV ja silm saab umbes 50 kvanti sekundis
Inimene on võimeline eristama 2 nm suurust
muutust valguskiirguses. Seega on inimene
teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150
spektrivärvi.

Inimese silma
nägemistundlikkus on
maksimaalne Päikese
kiirgusmaksimumi
juures

Nähtav spekter

V ärvus
punane
oran ž
kollane
roheline
helesinine
sinine
violetne

 , nm
770-620
620-590
590-580
560-500
500-480
480-450
450-380

L a in e p ik k u s

Inimese nägemine

Nähtavad footonid --> elektrilaeng
Närviimpulsid on elektro-keemilised
Informatsoon edastatakse ajusse

Lihtsustamine
Silmas toimub valguse põhimurdumine õhu ja sarvkesta
lahutuspinnal. Paljude silma optika ülesannete lahendamisel võib
kasutada järgmist asendusskeemi

See lihtsaim asendusskeem omab ainult ühte valgust murdvat
sfäärilist pinda

Silma optilist süsteemi tervikuna võib vaadata muutuva
fookuskaugusega ja muutumatu sügavusega (läätse kaugus
võrkkestast) koondava läätsena. Seepärast annab skeemi veelgi
lihtsustada

Koondav lääts

Normaalne silm
Normaalse silma puhul tekib kaugel asuvate esemete kujutis
võrkkestal silmaläätse ripslihase vähimagi pingeta
Fokaaltasand
Kauge ese

Fookus

Kujutis

Normaalne silm
Lähedal asuva eseme korral surutakse silmalääts kokku ja
fookuskaugus väheneb sedavõrd, et kujutis tekib ikka võrkkestal

Lähedane ese

Fookus läätsele lähemal

Kujutis

Normaalne silm
Silma sellist kohanemist vaadeldava eseme kauguse muutumisele
nimetatakse akommodatsiooniks. Võrdluseks on vaatlusobjekt
kaugel ning lähedal

F

F

Lühinägevus
Lühinägija näeb lähedasi esemeid hästi. Kaugetest esemetest ei
teki kujutis võrkkestal, vaid selle ees, mistõttu lühinägija ei näe
kaugeid esemeid selgelt

Kauge ese

Kujutis

Ebaterav kujutis

Kaugelenägevus
Kaugelenägija näeb kaugeid esemeid hästi. Lähedastest esemetest
tekiks terav kujutis võrkkesta taha, mistõttu lühinägija ei näe
lähedasi esemeid selgelt

Lähedane ese

Ebaterav kujutis

Tekiks kujutis

Lühinägevuse korrigeerimine
Lühinägevuse parandamiseks kasutatakse hajutavate läätsedega
prille

Kaugelenägevuse korrigeerimine
Kaugelenägevuse parandamiseks kasutatakse koondavate
läätsedega prille