Оптические системы

Телеобъектив

Если расположить рассеивающую линзу за положительной – удлиняем фокусное расстояние первой линзы и получаем телеобъектив

Схема короткофокусного объктива

Принцип оптических насадок

Аберрации и недостатки линз (погрешности оптических систем)

Сферическая абберация

Точка не точка, а пятно

Лучи периферийные

Лучи пароксиальные (проходящие вблизи оптической оси)

Т. I`1 – периферийне в фокусе – параксиальные размывают изображение

В т. I2 – справедливо обратное

I – лучшее изображение пятно меньшего диаметра представляющее собой кружек рассеивания

КОМА

Если точечный объект смещен относительно оптической оси то имеет место аберрация называемая комой

Наилучшее изображение объекта О будет не точка, а отрезок прямой линии

Все лучи, падающие на внешние части линзы образуют круглое пятно в плоскости перпендикулярной оптической оси (рис б)

Лучи падающие на центральную часть линзы , образуют уменьшенное пятно, центр которого сдвинут относительно центра первого пятна в плоскости

Общий вид получающегося изображения см. на рисунке

Последнее выглядит подобно головы кометы, которую астрономы называют КОМОЙ

При перемещении объекта О в направлении оптической оси, кома уменьшается и вырождается в круг, когда объект достигает оптической оси.

Астигматизм

Т. Вне оптической оси

Сравнение лучей, которые лежат в плоскости определяемой объектом и оптической осью, с лучами в перпендикулярной плоскости, содержащих (попадающих на) оптическую ось показывает, что эти лучи образуют точечные изображения на разных расстояниях от линзы

Лучи которые проходят в плоскости, содержащей точечный объект , собираются в т. А, а лучи проходящие в перпендикулярной плоскости в т. В

Т.е. на практике какая-либо т. Объекта О отражает падающие на нее лучи света, которые линза объектива фокусирует в виде некоторого протяженного объекта, растянутого по вертикали о горизонтали

Наилучшее его горизонтальное изображение мы имеем в т. А

Вертикальное в т.В

А в целом весь объект наилучшим образом будет представлен как эллипс, находящийся в т. I

Кривизна поля изображения

Созданное сферической линзой изображение в плоскости, перпендикулярной оптической оси не является плоским и имеет форму искривленной поверхности

Поверхность может быть выпуклой или по направлению к линзе или от нее в зависимости от вида линзы

Если построить изображение всех точек плоскости подобно как на рис (про астигматизм)

То выясниться, что проекции искривленных изображений возникают по обе стороны (штрих)

От наилучшей проекции (прямая усредненная)

Дисторсия

Диафрагма перед линзой – бочкообразная дисторсия

Диафрагма за линзой – подушка

В каждом случае различные части объекта увеличиваются по разному

Продольная хроматическая аберрация

Показатель преломления зависит от частоты (длины) волны света

Положение изображения следовательно зависит от ЦВЕТА

В следствии того, что фиолетовые лучи отклоняются больше, чем красные фиолетовое формируется ближе к линзе, чем красное

Построение изображения протяженного объекта с использованием хода лучей показывает, что размер фиолетового изображения будет меньше, чем у красного

хроматическая разность увеличения

____________________________________________________________________

Отражения

От поверхности линзы не есть аберрациями, но могут приводить к многим трудностям (два солнца)

Отражение от всех поверхностей оптической системы понижает яркость, контраст, разрешающую способность.

Это явление называют – светорассеивание

Дифракция

Если параллельный пучок света проходит через небольшое отверстие, то можно ожидать, что изображение отверстия на экране будет резким. Однако, если отверстие достаточно мало - на экране кроме освещенного пятна будет видно , несколько концентрических освещенных колец

Это Дифракция .

Мат. Обоснования показывают, что d диаметр колец приблизительно пропорционален расстоянию от диафрагмы до объекта и обратно пропорциональны диаметру отверстия