4. Оптическая сила тонкой линзы и построение изображения в линзах

F – фокусное расстояние

– относительный показатель преломления

- абсолютные показатели преломления линзы( ) и окружающей среды ( ).

– радиусы кривизны поверхностей линзы.

Если R>0, то поверхность выпуклая, если R<0, то вогнутая.

Оптическая сила D измеряется в диоптриях (дптр)=

Построение изображения предмета в линзах осуществляется с помощью следующих лучей:

1. луча, проходящего через оптический центр линзы и не изменяющего своего направления;

2. луча, идущего параллельно главной оптической оси; после преломления в линзе этот луч (или его продолжение) проходит через второй фокус линзы;

3. луча выходящего из фокуса линзы; после преломления в ней он выходит из линзы параллельно ее главной оптической оси.

изображений в собирающей линзе: действительное , увеличенное, перевернутое и расположено за двойным фокусным расстоянием.

Предмет между фокусом и линзой

изображений в собирающей линзе: мнимое , увеличенное, прямое и расположено на пересечении преломленных лучей.

Предмет за фокусом

изображений в рассеивающей линзе: мнимое , уменьшенное, прямое и расположено между фокусом и линзой.

5. Аберрации оптических систем

Любые оптические системы обладают погрешностями.

1. Сферическая аберрация. Если расходящийся пучок света падает на линзу, то параксиальные лучи после преломления пересекаются в точке S' (на расстоянии OS' от оптического центра линзы), а лучи, более удаленные от оптической оси, — в точке S", ближе к линзе. В результате изображение светящейся точки имеет вид расплывчатого пятна.

2. Кома. Если через оптическую систему проходит широкий пучок света, исходящий из точечного источника, расположенного не на оптической оси, то получаемое изображение этой точки будет иметь вид освещенного пятнышка, напоминающего кометный хвост.

3. Астигматизм. Погрешность, обусловленная неодинаковостью кривизны оптической поверхности в разных плоскостях сечения падающего на нее светового пучка, называется астигматизмом.

4. Дисторсия. Погрешность, связанная с неодинаковостью точек предмета, находящихся на разных расстояниях от главной оптической оси.

5. Хроматическая аберрация. Связана с тем, что если падает пучек белого цвета, то его монохроматические лучи фокусируются в разных точках. Изображение будет по краям окрашено, т.е. размыто.

6. Фотометрия. Энергетические величины фотометрии

Фотометрия — раздел оптики, занимающийся вопросами измерения интенсивности света и его источников.

В фотометрии используются следующие величины:

1. энергетические — характеризуют энергетические параметры оптического излучения безотносительно к его действию на приемники излучения;

2. световые — характеризуют физиологические действия света и оцениваются по воздействию на глаз или другие приемники излучения.

Энергетические характеристики:

1. Энергетическая сила света – это величина равная отношению потока излучения источника к телесному углу в пределах которого это излучение распространяется. Единица энергетической силы света — ватт на стерадиан (Вт/ср).

Телесный угол – это угол вершина которого находится в центре сферы.

Поток излучения – это мощность излучения определяется отношением энергии переносимой излучением к времени переноса.

Время переноса больше периода электромагнитных колебаний.

2. Энергетическая светимость – это поверхностная плотность потока излучения. Ват/м²

3. Энергетическая яркость – это величина равная отношению энергетической силы света элемента излучающей поверхности к площади проекции этого элемента на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения.

4. Энергетическая освещенность - характеризует величину потока излучения, падающего на единицу освещаемой поверхности. (Вт/м²).