- •Содержание
- •Введение
- •Волновой процесс и его характеристики
- •Показатель преломления среды
- •Оптическая длина пути. Принцип Ферма
- •Оптические материалы
- •1.1. Основные законы
- •1.2. Предмет и изображение. Оптические детали. Оптическая система
- •1.3. Пространство предметов и пространство изображений
- •1.4. Правила обозначений и знаков
- •2. Теория идеальной оптической системы
- •2.1. Основные положения теории идеальной оптической системы
- •2.2. Кардинальные точки и элементы оптической системы
- •2.2.1. Кардинальные точки оптической системы
- •2.3. Типовые оптические детали
- •2.3.1. Линзы. Тонкая линза
- •2.3.3. Призмы
- •2.3.4. Оптический клин
- •2.3.5. Зеркала
- •2.5. Основные формулы для сопряженных точек и отрезков
- •2.6. Увеличения идеальной оптической системы
- •3.1. Виды диафрагм
- •3.1.1. Апертурная диафрагма
- •3.1.2. Полевая диафрагма
- •3.1.3. Определение световых диаметров элементов оптической системы
- •3.2. Типовые оптические системы. Ограничение пучков лучей
- •3.2.1. Глаз как оптическая система и приемник излучения
- •3.2.2. Телескопические системы
- •3.2.3. Телеобъектив
- •3.2.4. Зрительная труба с внутренней фокусировкой. Зрительная труба прямого изображения
- •3.2.5. Лупа (окуляр)
- •3.2.6. Микроскоп
- •3.2.7. Фотообъектив
- •3.2.8. Коллиматор
- •4. Оптика параксиальных лучей
- •4.1. Преломление лучей сферической поверхностью
- •4.2. Параксиальные лучи
- •4.3. Инварианты для параксиальной области
- •4.5. Вспомогательные лучи
- •5. Понятие об аберрациях
- •5.2. Изображение точки реальной оптической системой
- •5.3. Классификация аберраций
- •5.4. Хроматические аберрации
- •5.5. Монохроматические аберрации
- •5.5.1. Сферическая аберрация
- •5.5.2. Меридиональная Кома
- •5.5.3. Астигматизм и кривизна поля изображения
- •5.5.4. Дисторсия
- •6. Лабораторные работы
- •6.1. Погрешности измерений и их свойства
- •6.1.2. Абсолютные и относительные погрешности
- •6.1.4. Прямые и косвенные измерения
- •6.6. Контрольные вопросы к лабораторным работам
- •6.6.1. Вопросы для защиты лабораторной работы № 1
- •6.6.2. Вопросы для защиты лабораторной работы № 2
- •6.6.3. Вопросы для защиты лабораторной работы № 3
- •7. Типовые задачи по геометрической оптике
- •7.1. Построение хода луча, преломляющегося на отдельной поверхности
- •7.1.2. Построение хода луча через сферическую преломляющую поверхность
- •7.4. Задачи с решениями на построение изображений
- •7.5. Задачи с решениями на ограничение пучков лучей
- •7.6. Задание для расчетно-графической работы
- •7.8. Задачи для домашнего задания
- •Литература
щий положение изображения (т.А'2) относительно заднего фокуса (т.F2) второй линзы.
Огрезок a J, определяющий положение изображения (т..4 от носительно второй линзы, можно определить по формуле
Ъ = fi + z'2= 30 - 7,87 = 22,17.
Однако формулой Ньютона при определении положения изо бражения пользуются редко.
2.6.Увеличения идеальной оптической системы
Вгеометрической оптике различают линейное (Р), угловое (у), продольное (а) и видимое (Г) увеличения.
Линейное увеличение р — это отношение величины изображе ния у' к величине предмета у (рис.2.41), при этом отрезки у и у' лежат в сопряженных плоскостях, перпендикулярных оптической оси: Р = у /у.
Для одной тонкой линзы в однородной среде линейное увели чение можно выразить через координаты сопряженных точек:
Р = ~/А = -И Г = а'/а.
Рис. 2.41. Определение линейного и углового увеличениий.
Общее увеличение системы из "р" тонких линз равно:
(3 = (о, Ai)(fl2M)-(<ip/flp) = Pip2---Pi-"Pp-
Угловым увеличением у называется отношение тангенсов углов между оптической осью и сопряженными лучами в пространствах изображений и предметов соответственно (рис.2.41):
у = tga' / tga, а так как tga = h/a; tga' = h/a,
то у = а/а' и принимая во внимание, что
а ' / а = f Z z = z'/f
найдем
66
у = a / a ' = z / f ' = f / z ' .
Для линзы в однородной среде: у = 1/р.
Узловые точки — это сопряженные точки, в которых угловое увеличение yN=1. Для тонкой линзы в однородной среде узловые точки совпадают с главными, а луч, идущий через совмещенные главные точки, не преломляется (рис.2.5). Это свойство узловых точек используется для построения изображений.
Продольным увеличением а называют отношение изображения бесконечно малого продольного отрезка dz' к длине этого отрезка dz' (рис.2.42), a = dz'/dz
Дифференцируя формулу Ньютона(2.4) по z и z\ имеем z&z + z'dz. = 0, откуда а = — z/z.
Можно доказать, что продольное увеличение связано с линей ным и угловым увеличениями следующими зависимостями:
а = р2 (для системы в однородной среде) и а у = р. Видимым увеличением Г называется отношение тангенса угла
ю', под которым глаз видит изображение у \ даваемое оптической системой, к тангенсу угла со, под которым глаз видит предмет у без системы (рис. 2.43); Г = tgco’/tgco.