ЛАБЫ / ЛР1

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа новых производственных технологий Обеспечивающее подразделение: Отделение материаловедения Направление подготовки: 12.03.02 Оптотехника ООП: Оптико-электронные приборы и системы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Графическое построение хода луча четырьмя способами

через линзу в воздухе

дисциплина «Прикладная оптика»

Томск

Рис. 1. Вариант задания

Способ 1

Мысленно представим, что на линзу падает пучок лучей, параллельных заданному лучу. Пучок параллельных лучей после прохождения через оптическую систему сходится в определённой точке задней фокальной плоскости. Проведём фокальную плоскость через задний фокус. Из пучка выберем луч, ход которого нам известен (луч проходящий через совмещённые главные точки). Т.к. линза расположена в воздухе, то луч проходящий через совмещённые главные точки не будет менять своего направления при прохождении через линзу. Точка пересечения вспомогательного луча с задней фокальной плоскостью и является той точкой, через которую проходят все лучи падающего на систему пучка параллельных лучей, в том числе и заданный луч.

Рис. 2. Способ 1

Способ 2

2

Мысленно представим, что на линзу падает пучок лучей, параллельных заданному лучу. Выделим из пучка параллельных лучей вспомогательный луч, ход которого известен (луч проходящий через передний фокус). Луч, падающий на оптическую систему через передний фокус, выйдет из системы параллельно оптической оси. Точка пересечения вспомогательного луча с задней фокальной плоскостью является той точкой, через которую проходят все лучи падающего на линзу пучка параллельных лучей после преломления линзой, в том числе и заданный луч.

Рис. 3. Способ 2

Способ 3

Проведём через передний фокус линзы переднюю фокальную плоскость. Отметим точку пересечения заданного луча с передней фокальной плоскости. . Мысленно поместим в эту точку точечный источник света, излучающий пучок лучей во все стороны, и из всего пучка выберем вспомогательный луч, ход которого известен (луч проходящий через совмещённые главные точки). Т.к. линза расположена в воздухе, то луч проходящий через совмещённые главные точки не будет менять своего направления при прохождении через линзу. пучок лучей, вышедший из точки, расположенной в передней фокальной плоскости, преобразуется оптической системой в пучок лучей, параллельных друг другу и, в том числе, вспомогательному лучу, ход которого известен. Заданный луч, как

3

один из множества падающих на систему лучей, выйдет из системы также параллельно вспомогательному лучу.

Рис. 4. Способ 3

Способ 4

Проведём через передний фокус линзы переднюю фокальную плоскость. Мысленно поместим в эту точку точечный источник света, излучающий пучок лучей во все стороны, и из всего пучка выберем вспомогательный луч, ход которого известен (луч проходящий параллельно оптической оси). Луч, падающий на систему параллельно оптической оси, после преломления системой пройдёт через задний фокус. пучок лучей, вышедший из точки, расположенной в передней фокальной плоскости, преобразуется оптической системой в пучок лучей, параллельных друг другу и, в том числе, вспомогательному лучу, ход которого известен. Значит, заданный луч, как один из множества падающих на систему лучей, выйдет из системы также параллельно вспомогательному лучу.

4

Рис. 5. Способ 4

5