Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Практикум1_г.docx
Скачиваний:
120
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
6.02 Mб
Скачать

Физическая оптика

изучает явления, связанные с волновой природой света.

Дисперсия -  зависимость показателя преломления n вещества от длины волны λ света. Следствие Дисперсии - разложение в спектр пучка белого света при прохождении сквозь призму.

Для веществ, прозрачных в данной области спектра, n увеличивается с уменьшением λ, чему и соответствует распределение цветов в спектре. Изучение этого спектра привело И. Ньютона (1672) к открытию Дисперсии света.

Дифракция Д.света - явления, наблюдающиеся при распространении света мимо резких краёв непрозрачных или прозрачных тел, сквозь узкие отверстия. При этом происходит нарушение прямолинейности распространения света, т. е. отклонение от законов геометрической оптики. Вследствие Д. с. при освещении непрозрачных экранов точечным источником света на границе тени, где, согласно законам геометрической оптики, должен был бы происходить скачкообразный переход от тени к свету, наблюдается ряд светлых и тёмных дифракционных полос. Поскольку дифракция свойственна всякому волновому движению, открытие Д. явились одним из основных доказательств волновой природы света.

Интерференция света– совместное действие двух или нескольких пучков света, при котором пучки могут усиливать или ослаблять друг друга в зависимости от соотношения между фазами взаимодействующих световых волн.

Поляризация света– выделение колебаний световых волн, идущих в одной плоскости, из колебаний, происходящих во всех плоскостях, путем отражения, преломления или пропускания света через кристаллические тела. Световые волны поперечны, т.е. перпендикулярны линии распространения и обычно расположены во всех плоскостях. При отражении света от различных неметаллических поверхностей характер движения световых волн меняется – часть отраженного света меняет ориентацию и из естественного света выделяются волны с одним направлением колебаний, т.е. ориентированные в какой-либо одной плоскости.

Линза и система линз

Основой любого объектива является оптическая линза— кусок стекла или другого прозрачного материала со сферическими поверхностями либо сферической и плоской поверхностями. Объектив, как правило, состоит из системы линз (и или зеркал), подобранных специально для уменьшения искажений.

Линзы по характеру действия делятся на собирательные (положительные) и рассеивающие (отрицательные). У положительных осевая толщина больше, чем толщина края, у отрицательных – наоборот.

Собирательные

линзы

Выпуклая

Двояковыпуклая

Выпуклый мениск

Рассеивающие линзы

Вогнутая

Двояковогнутая

Вогнутый мениск

Каждая точка освещаемого предмета отбрасывает лучи во все стороны. Часть этих лучей в виде расходящихся конусообразных пучков попадает на переднюю поверхность линзы. Каждый такой пучок оказывается внутри фотоаппарата пучком сходящимся. В точке схождения лучей оказывается изображение той точки, из которой эти лучи исходят. Изображение всех отдельных точек предмета и составляет изображение предмета в целом.

Преломляющая способность линзы зависит от кривизны поверхностей линзы и от преломляющей способности материала, из которой сделана линза. Место изображения и его размер зависят также и от удаленности предмета.

Свойства линз определяются некоторыми точками, линиями и плоскостями.

  • Радиусами линзыназываются радиусы кривизны ограничивающих линзу сферических поверхностейr1иr2.

  • Главной оптической осьюлинзы называется прямаяО1О2, проходящая через центры кривизны линзы. Главная оптическая ось линзы является ее осью симметрии.В фотографических объективах, состоящих из нескольких линз, крайне важно, чтобы оптическая ось каждой линзы идеально совпадала с оптическими осями всех других линз. Для поддержания надлежащей оптической соосности необходима точная конструкция тубуса объектива .

  • Вершинами линзыназываются точки пересечения поверхностей линзыАиВc её главной оптической осью.

  • Параллельный пучок лучей - группа световых лучей, падающих параллельно оптической оси из бесконечно удаленной точки.

  • Главные плоскости линзы –плоскости, перпендикулярные к главной оптической оси, проходящие через точки К и К, образованные пересечением параллельных лучей, падающих на линзу и продолжением преломленных линзой лучей. Рассмотрим рисунок:

О1О2— главная оптическая ось линзы

Луч А, идущий параллельно главной оптической оси, падает на линзу в точкеВ, преломляется на первой поверхности линзы, идёт внутри линзы от точкиВк точкеС, преломляется на второй поверхности линзы и пересекает главную оптическую ось в точкеF. Таким образом, лучапреломляется в линзе дважды. Реальные оптические системы содержат большее количество линз, и, соответственно, поверхностей преломления — ещё больше. Чтобы упростить моделирование преломления, найдём точкуh, которая является пересечением входящего и выходящего из линзы луча. ПлоскостьHперпендикулярная главной оптической оси и проходящая через точкуh

наз. главной плоскостью линзы

.

  • Главная точка линзы– пересечение главной плоскости линзы с главной оптической осью.

  • Главный фокус линзы– точка на оптической оси, в которой соберется после преломления в линзе направленный на линзу пучок лучей, идущий параллельно главной оптической оси.

  • Фокальная плоскость – проходит перпендикулярно главной оптической оси соответственно через главный передний и задний фокусы. Или это изображение плоскости, бесконечно удаленной от линзы

  • Фокусное расстояние – расстояние от главной точки линзы до главного фокуса вдоль оптической оси. Переднее и заднее фокусное расстояние.

R1иR2– передняя и задняя поверхности объектива;S1иS2– передняя и задняя главные (узловые) точки;F1иF2– передний и задний главные фокусы;H1иH2– главные плоскости объектива (они проходят через точкиS1иS2перпендикулярно главной оптической оси).

Фокусное расстояние линзызависит от коэффициента преломления материала, из которого изготовлена линза и радиусов ее кривизны

(Эту формулу также называют формулой тонкой линзы.) Величина фокусного расстояния положительна для собирающих линз, и отрицательна для рассеивающих. Величинаназываетсяоптической силойлинзы. Оптическая сила линзы измеряется вдиоптриях, единицами измерения которыхм−1.

Фокусное расстояние определяет масштаб изображения. Для случая, когда расстояние до объекта Lмного больше фокусного расстояния f: 1/ m = f/L.

Расстояние от соответствующих главных плоскостей линзы до сопряженных плоскостей (предмета и изображения) и фокусное расстояние данной линзы связаны соотношением (т.наз формулой линзы): 1/а + 1/b = 1/f

а- расстояние от передней главной плоскости до плоскости предмета

b– расстояние от задней главной плоскости до плоскости изображения

f– фокусное расстояние объектива (линзы).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.