1.3.1. Описание экспериментальной установки и метода

1.3.1.1. Определение фокусного расстояния,

Фокусное расстояние сложного объектива определяется по способу Аббе.

Пусть предмет, линейный размер которого равен у (рис. 6), находится на расстоянии от первого главного фокуса положительной оптической систе­мы. Изображение предмета пусть имеет размер - . Линейное увеличение

. (3)

Если теперь передвинуть предмет в положение, определяемое отрезком , линейное увеличение

, (4)

Из (3) и (4) нетрудно получить

, (5)

где - перемещение предмета.

Передвинув матовый экран на край оптической скамьи и перемещая объек­тив, получить на экране сначала увеличенное изображение сетки осветите­ля, соответствующее расстоянию , а затем уменьшенное , соответству­ющее расстоянию , не менее трех измерений.

Рис. 6

Величина будет равна перемещению объектива из первого положения во второе. По формуле (5) вычислим .

1.3.1.2. Определение положения главных точек

Рис. 7

Для нахождения главных точек системы недостаточно знать фокусное рас­стояние, нужно определить еще положение главных фокусов. Действительно, согласно рис.7, фокусное расстояние есть расстояние от главной точки до главно­го фокуса, положение которого неизвестно. Найдя положения точек и , отложив от них соответствующие величины и , можно найти положения главных точек и .

Для нахождения точек и применяют зрительную трубу, настроен­ную на бесконечность. Если согласно рис.8 сетка осветителя находится в пер­вом главном фокусе объектива 2 , то ее изображение должно быть резко видно в поле зрения трубы 3.

1.3.2. Порядок выполнения работы

Операции выполняются в следующей последовательности: 1. Поместить исследуемый объект между сеткой и зрительной грубой и перемещая его до тех пор, пока в поле зрения трубы не появится отчетливое изоб­ражение сетки, измерить расстояние от передней преломляющей поверхно­сти объектива до первого преломляющей поверхности объектива до первого главного фокуса .

Рис. 8

2. Перевернуть объектив на 180°, получить расстояние (на рисунке не показано) от задней преломляющей поверхности объектива до второго главно­го фокуса .

3. Отложить от первого и второго главных фокусов отрезки и а также и , найти положение главных фокусов и главных точек объектива относительно его крайних преломляющих поверхностей.

В заключении следует начертить в масштабе наружные поверхности объектива, положение его главных плоскостей и главных фокусов.

Контрольные вопросы

1. Дать определение кардинальных точек и кардинальных плоскостей иде­альной оптической системы.

2. Вывести основные уравнения для идеальных оптических систем.

2. Как расположены главные плоскости в положительных и отрицательных системах?

2. При каких условиях узловые точки совпадают с главными?

5. Сформулировать правила построения изображений в идеальных систе­мах.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

2.1. Лабораторная работа