asp net pdf viewer user control c# : Break pdf documents SDK application API wpf html web page sharepoint PHYS101_OpenStaxCollege_College-Physics94-part1851

One theory that takes various factors into account was advanced by Edwin Land (1909 – 1991), the creative founder of the Polaroid Corporation.
Land proposed, based partly on his many elegant experiments, that the three types of cones are organized into systems calledretinexes. Each
retinex forms an image that is compared with the others, and the eye-brain system thus can compare a candle-illuminated white table cloth with its
generally reddish surroundings and determine that it is actually white. Thisretinex theory of color visionis an example of modified theories of color
vision that attempt to account for its subtleties. One striking experiment performed by Land demonstrates that some type of image comparison may
produce color vision. Two pictures are taken of a scene on black-and-white film, one using a red filter, the other a blue filter. Resulting black-and-white
slides are then projected and superimposed on a screen, producing a black-and-white image, as expected. Then a red filter is placed in front of the
slide taken with a red filter, and the images are again superimposed on a screen. You would expect an image in various shades of pink, but instead,
the image appears to humans in full color with all the hues of the original scene. This implies that color vision can be induced by comparison of the
black-and-white and red images. Color vision is not completely understood or explained, and the retinex theory is not totally accepted. It is apparent
that color vision is much subtler than what a first look might imply.
PhET Explorations: Color Vision
Make a whole rainbow by mixing red, green, and blue light. Change the wavelength of a monochromatic beam or filter white light. View the light
as a solid beam, or see the individual photons.
Figure 26.14Color Vision (http://cnx.org/content/m42487/1.4/color-vision_en.jar)
26.4Microscopes
Although the eye is marvelous in its ability to see objects large and small, it obviously has limitations to the smallest details it can detect. Human
desire to see beyond what is possible with the naked eye led to the use of optical instruments. In this section we will examine microscopes,
instruments for enlarging the detail that we cannot see with the unaided eye. The microscope is a multiple-element system having more than a single
lens or mirror. (SeeFigure 26.15) A microscope can be made from two convex lenses. The image formed by the first element becomes the object for
the second element. The second element forms its own image, which is the object for the third element, and so on. Ray tracing helps to visualize the
image formed. If the device is composed of thin lenses and mirrors that obey the thin lens equations, then it is not difficult to describe their behavior
numerically.
Figure 26.15Multiple lenses and mirrors are used in this microscope. (credit: U.S. Navy photo by Tom Watanabe)
Microscopes were first developed in the early 1600s by eyeglass makers in The Netherlands and Denmark. The simplestcompound microscopeis
constructed from two convex lenses as shown schematically inFigure 26.16. The first lens is called theobjective lens, and has typical magnification
values from
to
100×
. In standard microscopes, the objectives are mounted such that when you switch between objectives, the sample remains
in focus. Objectives arranged in this way are described as parfocal. The second, theeyepiece, also referred to as the ocular, has several lenses
which slide inside a cylindrical barrel. The focusing ability is provided by the movement of both the objective lens and the eyepiece. The purpose of a
microscope is to magnify small objects, and both lenses contribute to the final magnification. Additionally, the final enlarged image is produced in a
location far enough from the observer to be easily viewed, since the eye cannot focus on objects or images that are too close.
CHAPTER 26 | VISION AND OPTICAL INSTRUMENTS S 939
Break pdf documents - Split, seperate PDF into multiple files in C#.net, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
Explain How to Split PDF Document in Visual C#.NET Application
cannot select text in pdf; break pdf into smaller files
Break pdf documents - VB.NET PDF File Split Library: Split, seperate PDF into multiple files in vb.net, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
VB.NET PDF Document Splitter Control to Disassemble PDF Document
break a pdf file into parts; break pdf
Figure 26.16A compound microscope composed of two lenses, an objective and an eyepiece. The objective forms a case 1 image that is larger than the object. This first
image is the object for the eyepiece. The eyepiece forms a case 2 final image that is further magnified.
To see how the microscope inFigure 26.16forms an image, we consider its two lenses in succession. The object is slightly farther away from the
objective lens than its focal length
f
o
, producing a case 1 image that is larger than the object. This first image is the object for the second lens, or
eyepiece. The eyepiece is intentionally located so it can further magnify the image. The eyepiece is placed so that the first image is closer to it than
its focal length
f
e
. Thus the eyepiece acts as a magnifying glass, and the final image is made even larger. The final image remains inverted, but it is
farther from the observer, making it easy to view (the eye is most relaxed when viewing distant objects and normally cannot focus closer than 25 cm).
Since each lens produces a magnification that multiplies the height of the image, it is apparent that the overall magnification
m
is the product of the
individual magnifications:
(26.12)
m=m
o
m
e
,
where
m
o
is the magnification of the objective and
m
e
is the magnification of the eyepiece. This equation can be generalized for any combination
of thin lenses and mirrors that obey the thin lens equations.
Overall Magnification
The overall magnification of a multiple-element system is the product of the individual magnifications of its elements.
Example 26.5Microscope Magnification
Calculate the magnification of an object placed 6.20 mm from a compound microscope that has a 6.00 mm focal length objective and a 50.0 mm
focal length eyepiece. The objective and eyepiece are separated by 23.0 cm.
Strategy and Concept
This situation is similar to that shown inFigure 26.16. To find the overall magnification, we must find the magnification of the objective, then the
magnification of the eyepiece. This involves using the thin lens equation.
Solution
The magnification of the objective lens is given as
(26.13)
m
o
= –
d
i
d
o
,
where
d
o
and
d
i
are the object and image distances, respectively, for the objective lens as labeled inFigure 26.16. The object distance is
given to be
d
o
=6.20 mm
, but the image distance
d
i
is not known. Isolating
d
i
, we have
(26.14)
1
d
i
=
1
f
o
1
d
o
,
where
f
o
is the focal length of the objective lens. Substituting known values gives
(26.15)
1
d
i
=
1
6.00 mm
1
6.20 mm
=
0.00538
mm
.
We invert this to find
d
i
:
(26.16)
d
i
=186 mm.
940 CHAPTER 26 | VISION AND OPTICAL INSTRUMENTS
This content is available for free at http://cnx.org/content/col11406/1.7
C# PDF Convert: How to Convert MS PPT to Adobe PDF Document
RasterEdge.com is specializing in documents and images conversion WriteLine("Fail: can not convert to PDF, file type unsupport"); break; case ConvertResult
can't select text in pdf file; pdf splitter
C# PDF Convert: How to Convert Office Excel to Adobe PDF
sheet size will keep unchanged for conversion among documents. WriteLine("Fail: can not convert to PDF, file type unsupport"); break; case ConvertResult
combine pages of pdf documents into one; break pdf file into multiple files
Substituting this into the expression for
m
o
gives
(26.17)
m
o
=−
d
i
d
o
=−
186 mm
6.20 mm
=−30.0.
Now we must find the magnification of the eyepiece, which is given by
(26.18)
m
e
=−
d
i
d
o
,
where
d
i
and
d
o
are the image and object distances for the eyepiece (seeFigure 26.16). The object distance is the distance of the first
image from the eyepiece. Since the first image is 186 mm to the right of the objective and the eyepiece is 230 mm to the right of the objective,
the object distance is
d
o
′=230 mm−186 mm=44.0 mm
. This places the first image closer to the eyepiece than its focal length, so that
the eyepiece will form a case 2 image as shown in the figure. We still need to find the location of the final image
d
i
in order to find the
magnification. This is done as before to obtain a value for
1/d
i
:
(26.19)
1
d
i
=
1
f
e
1
d
o
=
1
50.0 mm
1
44.0 mm
=−
0.00273
mm
.
Inverting gives
(26.20)
d
i
′=−
mm
0.00273
=−367 mm.
The eyepiece’s magnification is thus
(26.21)
m
e
=−
d
i
d
o
=−
−367 mm
44.0 mm
=8.33.
So the overall magnification is
(26.22)
m=m
o
m
e
=(−30.0)(8.33)=−250.
Discussion
Both the objective and the eyepiece contribute to the overall magnification, which is large and negative, consistent withFigure 26.16, where the
image is seen to be large and inverted. In this case, the image is virtual and inverted, which cannot happen for a single element (case 2 and
case 3 images for single elements are virtual and upright). The final image is 367 mm (0.367 m) to the left of the eyepiece. Had the eyepiece
been placed farther from the objective, it could have formed a case 1 image to the right. Such an image could be projected on a screen, but it
would be behind the head of the person in the figure and not appropriate for direct viewing. The procedure used to solve this example is
applicable in any multiple-element system. Each element is treated in turn, with each forming an image that becomes the object for the next
element. The process is not more difficult than for single lenses or mirrors, only lengthier.
Normal optical microscopes can magnify up to
1500×
with a theoretical resolution of
–0.2μm
. The lenses can be quite complicated and are
composed of multiple elements to reduce aberrations. Microscope objective lenses are particularly important as they primarily gather light from the
specimen. Three parameters describe microscope objectives: thenumerical aperture
(NA)
, the magnification
(m)
, and the working distance. The
NA
is related to the light gathering ability of a lens and is obtained using the angle of acceptance
θ
formed by the maximum cone of rays focusing
on the specimen (seeFigure 26.17(a)) and is given by
(26.23)
NA=nsinα,
where
n
is the refractive index of the medium between the lens and the specimen and
α=θ/2
. As the angle of acceptance given by
θ
increases,
NA
becomes larger and more light is gathered from a smaller focal region giving higher resolution. A
0.75NA
objective gives more
detail than a
0.10NA
objective.
CHAPTER 26 | VISION AND OPTICAL INSTRUMENTS S 941
VB.NET PDF Page Insert Library: insert pages into PDF file in vb.
Forms. Support adding PDF page number. Offer PDF page break inserting function. Free SDK library for Visual Studio .NET. Independent
split pdf into individual pages; c# print pdf to specific printer
C# PDF Page Insert Library: insert pages into PDF file in C#.net
Ability to add PDF page number in preview. Offer PDF page break inserting function. Free components and online source codes for .NET framework 2.0+.
break password on pdf; pdf split file
Figure 26.17(a) The numerical aperture
(NA)
of a microscope objective lens refers to the light-gathering ability of the lens and is calculated using half the angle of
acceptance
θ
. (b) Here,
α
is half the acceptance angle for light rays from a specimen entering a camera lens, and
D
is the diameter of the aperture that controls the light
entering the lens.
While the numerical aperture can be used to compare resolutions of various objectives, it does not indicate how far the lens could be from the
specimen. This is specified by the “working distance,” which is the distance (in mm usually) from the front lens element of the objective to the
specimen, or cover glass. The higher the
NA
the closer the lens will be to the specimen and the more chances there are of breaking the cover slip
and damaging both the specimen and the lens. The focal length of an objective lens is different than the working distance. This is because objective
lenses are made of a combination of lenses and the focal length is measured from inside the barrel. The working distance is a parameter that
microscopists can use more readily as it is measured from the outermost lens. The working distance decreases as the
NA
and magnification both
increase.
The term
f/ #
in general is called the
f
-number and is used to denote the light per unit area reaching the image plane. In photography, an image
of an object at infinity is formed at the focal point and the
f
-number is given by the ratio of the focal length
f
of the lens and the diameter
D
of the
aperture controlling the light into the lens (seeFigure 26.17(b)). If the acceptance angle is small the
NA
of the lens can also be used as given
below.
(26.24)
f/#=
f
D
1
2NA
.
As the
f
-number decreases, the camera is able to gather light from a larger angle, giving wide-angle photography. As usual there is a trade-off. A
greater
f/ #
means less light reaches the image plane. A setting of
f/16
usually allows one to take pictures in bright sunlight as the aperture
diameter is small. In optical fibers, light needs to be focused into the fiber.Figure 26.18shows the angle used in calculating the
NA
of an optical
fiber.
Figure 26.18Light rays enter an optical fiber. The numerical aperture of the optical fiber can be determined by using the angle
α
max
.
Can the
NA
be larger than 1.00? The answer is ‘yes’ if we use immersion lenses in which a medium such as oil, glycerine or water is placed
between the objective and the microscope cover slip. This minimizes the mismatch in refractive indices as light rays go through different media,
generally providing a greater light-gathering ability and an increase in resolution.Figure 26.19shows light rays when using air and immersion lenses.
942 CHAPTER 26 | VISION AND OPTICAL INSTRUMENTS
This content is available for free at http://cnx.org/content/col11406/1.7
C# TWAIN - Query & Set Device Abilities in C#
device.TwainTransferMode = method; break; } if (method == TwainTransferMethod.TWSX_FILE) device.TransferMethod = method; } // If it's not supported tell stop.
pdf print error no pages selected; pdf split
C# TWAIN - Install, Deploy and Distribute XImage.Twain Control
RasterEdge.XDoc.PDF.dll. device.TwainTransferMode = method; break; } if (method == TwainTransferMethod.TWSX_FILE) device.TransferMethod = method; } // If it's
reader split pdf; pdf separate pages
Figure 26.19Light rays from a specimen entering the objective. Paths for immersion medium of air (a), water (b)
(n=1.33)
, and oil (c)
(n=1.51)
are shown. The
water and oil immersions allow more rays to enter the objective, increasing the resolution.
When using a microscope we do not see the entire extent of the sample. Depending on the eyepiece and objective lens we see a restricted region
which we say is the field of view. The objective is then manipulated in two-dimensions above the sample to view other regions of the sample.
Electronic scanning of either the objective or the sample is used in scanning microscopy. The image formed at each point during the scanning is
combined using a computer to generate an image of a larger region of the sample at a selected magnification.
When using a microscope, we rely on gathering light to form an image. Hence most specimens need to be illuminated, particularly at higher
magnifications, when observing details that are so small that they reflect only small amounts of light. To make such objects easily visible, the intensity
of light falling on them needs to be increased. Special illuminating systems called condensers are used for this purpose. The type of condenser that is
suitable for an application depends on how the specimen is examined, whether by transmission, scattering or reflecting. SeeFigure 26.20for an
example of each. White light sources are common and lasers are often used. Laser light illumination tends to be quite intense and it is important to
ensure that the light does not result in the degradation of the specimen.
Figure 26.20Illumination of a specimen in a microscope. (a) Transmitted light from a condenser lens. (b) Transmitted light from a mirror condenser. (c) Dark field illumination
by scattering (the illuminating beam misses the objective lens). (d) High magnification illumination with reflected light – normally laser light.
We normally associate microscopes with visible light but x ray and electron microscopes provide greater resolution. The focusing and basic physics is
the same as that just described, even though the lenses require different technology. The electron microscope requires vacuum chambers so that the
electrons can proceed unheeded. Magnifications of 50 million times provide the ability to determine positions of individual atoms within materials. An
electron microscope is shown inFigure 26.21. We do not use our eyes to form images; rather images are recorded electronically and displayed on
computers. In fact observing and saving images formed by optical microscopes on computers is now done routinely. Video recordings of what occurs
CHAPTER 26 | VISION AND OPTICAL INSTRUMENTS S 943
C# TWAIN - Specify Size and Location to Scan
foreach (TwainStaticFrameSizeType frame in frames) { if (frame == TwainStaticFrameSizeType.LetterUS) { this.device.FrameSize = frame; break; } } }.
break pdf into separate pages; cannot print pdf no pages selected
C# TWAIN - Acquire or Save Image to File
RasterEdge.XDoc.PDF.dll. if (device.Compression != TwainCompressionMode.Group4) device.Compression = TwainCompressionMode.Group3; break; } } acq.FileTranfer
split pdf files; break a pdf file
in a microscope can be made for viewing by many people at later dates. Physics provides the science and tools needed to generate the sequence of
time-lapse images of meiosis similar to the sequence sketched inFigure 26.22.
Figure 26.21An electron microscope has the capability to image individual atoms on a material. The microscope uses vacuum technology, sophisticated detectors and state of
the art image processing software. (credit: Dave Pape)
Figure 26.22The image shows a sequence of events that takes place during meiosis. (credit: PatríciaR, Wikimedia Commons; National Center for Biotechnology Information)
Take-Home Experiment: Make a Lens
Look through a clear glass or plastic bottle and describe what you see. Now fill the bottle with water and describe what you see. Use the water
bottle as a lens to produce the image of a bright object and estimate the focal length of the water bottle lens. How is the focal length a function of
the depth of water in the bottle?
26.5Telescopes
Telescopes are meant for viewing distant objects, producing an image that is larger than the image that can be seen with the unaided eye.
Telescopes gather far more light than the eye, allowing dim objects to be observed with greater magnification and better resolution. Although Galileo
is often credited with inventing the telescope, he actually did not. What he did was more important. He constructed several early telescopes, was the
first to study the heavens with them, and made monumental discoveries using them. Among these are the moons of Jupiter, the craters and
mountains on the Moon, the details of sunspots, and the fact that the Milky Way is composed of vast numbers of individual stars.
Figure 26.23(a) shows a telescope made of two lenses, the convex objective and the concave eyepiece, the same construction used by Galileo.
Such an arrangement produces an upright image and is used in spyglasses and opera glasses.
944 CHAPTER 26 | VISION AND OPTICAL INSTRUMENTS
This content is available for free at http://cnx.org/content/col11406/1.7
Figure 26.23(a) Galileo made telescopes with a convex objective and a concave eyepiece. These produce an upright image and are used in spyglasses. (b) Most simple
telescopes have two convex lenses. The objective forms a case 1 image that is the object for the eyepiece. The eyepiece forms a case 2 final image that is magnified.
The most common two-lens telescope, like the simple microscope, uses two convex lenses and is shown inFigure 26.23(b). The object is so far
away from the telescope that it is essentially at infinity compared with the focal lengths of the lenses (
d
o
≈ ∞
). The first image is thus produced at
d
i
=f
o
, as shown in the figure. To prove this, note that
(26.25)
1
d
i
=
1
f
o
1
d
o
=
1
f
o
1
.
Because
1/ ∞ =0
, this simplifies to
(26.26)
1
d
i
=
1
f
o
,
which implies that
d
i
f
o
, as claimed. It is true that for any distant object and any lens or mirror, the image is at the focal length.
The first image formed by a telescope objective as seen inFigure 26.23(b) will not be large compared with what you might see by looking at the
object directly. For example, the spot formed by sunlight focused on a piece of paper by a magnifying glass is the image of the Sun, and it is small.
The telescope eyepiece (like the microscope eyepiece) magnifies this first image. The distance between the eyepiece and the objective lens is made
slightly less than the sum of their focal lengths so that the first image is closer to the eyepiece than its focal length. That is,
d
o
is less than
f
e
, and
so the eyepiece forms a case 2 image that is large and to the left for easy viewing. If the angle subtended by an object as viewed by the unaided eye
is
θ
, and the angle subtended by the telescope image is
θ
, then theangular magnification
M
is defined to be their ratio. That is,
M=θ′/θ
. It
can be shown that the angular magnification of a telescope is related to the focal lengths of the objective and eyepiece; and is given by
(26.27)
M=
θ
θ
=−
f
o
f
e
.
The minus sign indicates the image is inverted. To obtain the greatest angular magnification, it is best to have a long focal length objective and a
short focal length eyepiece. The greater the angular magnification
M
, the larger an object will appear when viewed through a telescope, making
more details visible. Limits to observable details are imposed by many factors, including lens quality and atmospheric disturbance.
The image in most telescopes is inverted, which is unimportant for observing the stars but a real problem for other applications, such as telescopes
on ships or telescopic gun sights. If an upright image is needed, Galileo’s arrangement inFigure 26.23(a) can be used. But a more common
arrangement is to use a third convex lens as an eyepiece, increasing the distance between the first two and inverting the image once again as seen
inFigure 26.24.
CHAPTER 26 | VISION AND OPTICAL INSTRUMENTS S 945
Figure 26.24This arrangement of three lenses in a telescope produces an upright final image. The first two lenses are far enough apart that the second lens inverts the image
of the first one more time. The third lens acts as a magnifier and keeps the image upright and in a location that is easy to view.
A telescope can also be made with a concave mirror as its first element or objective, since a concave mirror acts like a convex lens as seen inFigure
26.25. Flat mirrors are often employed in optical instruments to make them more compact or to send light to cameras and other sensing devices.
There are many advantages to using mirrors rather than lenses for telescope objectives. Mirrors can be constructed much larger than lenses and
can, thus, gather large amounts of light, as needed to view distant galaxies, for example. Large and relatively flat mirrors have very long focal lengths,
so that great angular magnification is possible.
Figure 26.25A two-element telescope composed of a mirror as the objective and a lens for the eyepiece is shown. This telescope forms an image in the same manner as the
two-convex-lens telescope already discussed, but it does not suffer from chromatic aberrations. Such telescopes can gather more light, since larger mirrors than lenses can be
constructed.
Telescopes, like microscopes, can utilize a range of frequencies from the electromagnetic spectrum.Figure 26.26(a) shows the Australia Telescope
Compact Array, which uses six 22-m antennas for mapping the southern skies using radio waves.Figure 26.26(b) shows the focusing of x rays on
the Chandra X-ray Observatory—a satellite orbiting earth since 1999 and looking at high temperature events as exploding stars, quasars, and black
holes. X rays, with much more energy and shorter wavelengths than RF and light, are mainly absorbed and not reflected when incident perpendicular
to the medium. But they can be reflected when incident at small glancing angles, much like a rock will skip on a lake if thrown at a small angle. The
mirrors for the Chandra consist of a long barrelled pathway and 4 pairs of mirrors to focus the rays at a point 10 meters away from the entrance. The
mirrors are extremely smooth and consist of a glass ceramic base with a thin coating of metal (iridium). Four pairs of precision manufactured mirrors
are exquisitely shaped and aligned so that x rays ricochet off the mirrors like bullets off a wall, focusing on a spot.
946 CHAPTER 26 | VISION AND OPTICAL INSTRUMENTS
This content is available for free at http://cnx.org/content/col11406/1.7
Figure 26.26(a) The Australia Telescope Compact Array at Narrabri (500 km NW of Sydney). (credit: Ian Bailey) (b) The focusing of x rays on the Chandra Observatory, a
satellite orbiting earth. X rays ricochet off 4 pairs of mirrors forming a barrelled pathway leading to the focus point. (credit: NASA)
A current exciting development is a collaborative effort involving 17 countries to construct a Square Kilometre Array (SKA) of telescopes capable of
covering from 80 MHz to 2 GHz. The initial stage of the project is the construction of the Australian Square Kilometre Array Pathfinder in Western
Australia (seeFigure 26.27). The project will use cutting-edge technologies such asadaptive opticsin which the lens or mirror is constructed from
lots of carefully aligned tiny lenses and mirrors that can be manipulated using computers. A range of rapidly changing distortions can be minimized by
deforming or tilting the tiny lenses and mirrors. The use of adaptive optics in vision correction is a current area of research.
Figure 26.27An artist’s impression of the Australian Square Kilometre Array Pathfinder in Western Australia is displayed. (credit: SPDO, XILOSTUDIOS)
26.6Aberrations
Real lenses behave somewhat differently from how they are modeled using the thin lens equations, producingaberrations. An aberration is a
distortion in an image. There are a variety of aberrations due to a lens size, material, thickness, and position of the object. One common type of
aberration is chromatic aberration, which is related to color. Since the index of refraction of lenses depends on color or wavelength, images are
produced at different places and with different magnifications for different colors. (The law of reflection is independent of wavelength, and so mirrors
do not have this problem. This is another advantage for mirrors in optical systems such as telescopes.)Figure 26.28(a) shows chromatic aberration
for a single convex lens and its partial correction with a two-lens system. Violet rays are bent more than red, since they have a higher index of
refraction and are thus focused closer to the lens. The diverging lens partially corrects this, although it is usually not possible to do so completely.
Lenses of different materials and having different dispersions may be used. For example an achromatic doublet consisting of a converging lens made
of crown glass and a diverging lens made of flint glass in contact can dramatically reduce chromatic aberration (seeFigure 26.28(b)).
Quite often in an imaging system the object is off-center. Consequently, different parts of a lens or mirror do not refract or reflect the image to the
same point. This type of aberration is called a coma and is shown inFigure 26.29. The image in this case often appears pear-shaped. Another
common aberration is spherical aberration where rays converging from the outer edges of a lens converge to a focus closer to the lens and rays
CHAPTER 26 | VISION AND OPTICAL INSTRUMENTS S 947
closer to the axis focus further (seeFigure 26.30). Aberrations due to astigmatism in the lenses of the eyes are discussed inVision Correction, and
a chart used to detect astigmatism is shown inFigure 26.8. Such aberrations and can also be an issue with manufactured lenses.
Figure 26.28(a) Chromatic aberration is caused by the dependence of a lens’s index of refraction on color (wavelength). The lens is more powerful for violet (V) than for red
(R), producing images with different locations and magnifications. (b) Multiple-lens systems can partially correct chromatic aberrations, but they may require lenses of different
materials and add to the expense of optical systems such as cameras.
Figure 26.29A coma is an aberration caused by an object that is off-center, often resulting in a pear-shaped image. The rays originate from points that are not on the optical
axis and they do not converge at one common focal point.
Figure 26.30Spherical aberration is caused by rays focusing at different distances from the lens.
The image produced by an optical system needs to be bright enough to be discerned. It is often a challenge to obtain a sufficiently bright image. The
brightness is determined by the amount of light passing through the optical system. The optical components determining the brightness are the
diameter of the lens and the diameter of pupils, diaphragms or aperture stops placed in front of lenses. Optical systems often have entrance and exit
pupils to specifically reduce aberrations but they inevitably reduce brightness as well. Consequently, optical systems need to strike a balance
between the various components used. The iris in the eye dilates and constricts, acting as an entrance pupil. You can see objects more clearly by
looking through a small hole made with your hand in the shape of a fist. Squinting, or using a small hole in a piece of paper, also will make the object
sharper.
So how are aberrations corrected? The lenses may also have specially shaped surfaces, as opposed to the simple spherical shape that is relatively
easy to produce. Expensive camera lenses are large in diameter, so that they can gather more light, and need several elements to correct for various
aberrations. Further, advances in materials science have resulted in lenses with a range of refractive indices—technically referred to as graded index
(GRIN) lenses. Spectacles often have the ability to provide a range of focusing ability using similar techniques. GRIN lenses are particularly important
at the end of optical fibers in endoscopes. Advanced computing techniques allow for a range of corrections on images after the image has been
collected and certain characteristics of the optical system are known. Some of these techniques are sophisticated versions of what are available on
commercial packages like Adobe Photoshop.
948 CHAPTER 26 | VISION AND OPTICAL INSTRUMENTS
This content is available for free at http://cnx.org/content/col11406/1.7
Documents you may be interested
Documents you may be interested