13.Плоско-параллельные пластинки, призмы
Оптические призмы являются одним из основных элементов при создании оптических систем и оптических приборов. Призмы широко используются в оптических приборах различного назначения, таких как наблюдательные оптические приборы (телескопы, бинокли, микроскопы и другие), оптические приборы для регистрации изображений на электронных приёмниках, сложные многофункциональные оптические приборы. Оптические призмы в зависимости от их оптической конструкции функционально позволяют:
– изменять ход лучей в оптических приборах;
– изменять направление оптической оси системы;
– изменять направление линии оптического визирования;
– оборачивать оптические изображения;
– использовать их в качестве отражателей;
– уменьшать габариты оптических систем;
– разделять пучки лучей в оптических системах;
– объединять поля в оптических системах;
– вращать в оптических системах изображения;
– компенсировать в оптических системах поворот изображения;
– разлагать белый свет в спектр;
– получать поляризованный свет.
Прямоугольные призмы служат для изменения направления лучей света и для отражения (рисунок 1.7) .
Оборачивающие призмы служат для поворота изображения на 180º. Дело в том, что практически любая оптическая система (бинокль, подзорная труба, микроскоп), имеющая объектив и окуляр передает изображение повернутое слева на право и сверху вниз. Для оборачивания изображения в «нормальное» для нас положение в данных приборах служат соответствующие призмы (рисунок 1.7, в) или призменные системы.
Во многих оптических приборах различных конструкций применяются однотипные оптические детали в виде плоскопараллельных пластин. Они используются для защитных целей, для предметных стекол, компенсационных стекол, светофильтров, сеток зеркал.
А – поворачивающая прямоугольная призма; б – отражающая прямоугольная призма; в – оборачивающая призма (призма Дове)
Рисунок 1.7 – Ход лучей в призмах
Ход лучей света через плоскопараллельную платину показан на рисунке 1.8.
Рисунок 1.8 – Ход лучей в плоскопараллельной пластине
14. Линзы. Основные характеристики линз
Линзы – это прозрачные для света тела, ограниченные хотя бы с одной стороны сферической или иной поверхностью вращения.
Линзы могут быть положительные (выпуклые, фокусирующие, собирающие) и отрицательные (вогнутые, рассеивающие). По форме образующих их поверхностей существует шесть типов линз: три положительные и три отрицательные (рисунок 1.9).
Линзы, имеющие одну поверхность плоской (план-форма), это плосковыпуклые и плосковогнутые линзы (рисунок 1.9, а, 1.9, г).
Линзы, имеющие различные знаки радиусов кривизны поверхности (би-форма), это двояковыпуклые и двояковогнутые линзы (рисунок 1.9, б, 1.9, д).
Линзы имеющие одинаковые знаки радиусов кривизны, это выпукло-вогнутые и вогнуто-выпуклые линзы (рисунок 1.9, в, 1.9, е). Они называются менисками.
а – плоско-выпуклая; б – двояковыпуклая; в – выпукло-вогнутая; г – плоско-вогнутая; д – двояковогнутая; е – вогнуто-выпуклая
Основными характеристиками линз являются: фокусное расстояние и световой диаметр (рисунок 1.10).
Световой диаметр, это диаметр линзы, через который проходит световой поток. Так как часть линзы не участвует в формировании светового потока, а служит для закрепления в оправке оптического прибора, то диаметр самой линзы d не равен световому диаметру dсв.
Если на положительную линзу направить параллельные лучи света, то они соберутся в некоторой точке F называемой фокусом, а расстояние от фокуса до некоторой плоскости линзы называется фокусным расстояние f.Фокусное расстояние является основной геометрической характеристикой линзы. Оно не зависит от диаметра линзы, а зависит только от радиуса кривизны сферической поверхности образующей линзу.
а)
б)
а – положительная линза; б – отрицательная линза
Рисунок 1.10 – Основные характеристики линз