Рис.4.3.5. Инвариант Штраубеля.
Инвариант Штраубеля:
Геометрический фактор остается инвариантным при распространении лучевой трубки через любую последовательность различных сред
(рис.4.3.5).
Инвариант Штраубеля выражает закон сохранения энергии, так как он показывает неизменность лучистого потока.
Из определения яркости можно получить следующее равенство:
d 2Φ = L |
G |
(4.3.9) |
R |
|
|
где LR = nL2 – приведенная яркость, которая инвариантна, как уже было сказано в главе 2.
4.4.Пучки лучей
4.4.1.Гомоцентрические пучки лучей
Гомоцентрические пучки лучей имеют общий центр, то есть все лучи выходят или сходятся в одной точке.
Гомоцентрические пучки лучей могут быть сходящимися (рис.4.4.1.а), расходящимися (рис.4.4.1.б), или параллельными (рис.4.4.1.в).
О
О
a) расходящийся |
б) сходящийся |
в) параллельный |
|
Рис.4.4.1. Пучки лучей. |
|
60
Фокус пучка – это точка, в которой все лучи сходятся или из которой они все выходят. Волновой фронт такого пучка представляет собой сферическую поверхность. В частном случае фокус пучка находится на бесконечности, тогда волновой фронт плоский, а все лучи параллельны.
Фокус, focus (лат.) – очаг, место где горит огонь
Фокус может быть мнимым или действительным. Действительный фокус образован самими лучами, а мнимый – их продолжениями (рис.4.4.2).
действитльный фокус 
мнимый фокус 
Рис.4.4.2. Действительный и мнимый фокус.
Все рассмотренные здесь пучки являются двухпараметрическими (показатель преломления фиксирован, положение фокуса зависит от оптического вектора q , а он имеет два параметра). Кроме таких пучков, существуют пучки, обладающие более сложными свойствами (например, лазерные пучки). Их структура определяется не двумя, а четырьмя параметрами.
4.4.2. Негомоцентрические пучки
Негомоцентрический пучок – это пучок, не имеющий общего фокуса (лучи не пересекаются в одной точке). Волновой фронт такого пучка – не сферической и не плоской формы (рис.4.4.3).
локальный фокус
Рис.4.4.3. Негомоцентрический пучок.
61