3)----Линзы. Тонкая линза. Формула тонкой линзы. Построение изображений в тонких линзах.
Линзы
представляют собой прозрачные тела,
ограниченные двумя поверхностями
преломляющими световые лучи, способные
формировать оптические изображения
предметов. Материалом для линз служат
стекло, кварц, кристаллы, пластмассы и
т.п. По внешней форме линзы делятся на:
Собирающие: 1 — двояковыпуклая 2 — плоско-выпуклая 3 — вогнуто-выпуклая (положительный мениск) Рассеивающие: 4 — двояковогнутая 5 — плоско-вогнутая 6 — выпукло-вогнутая (отрицательный мениск)
Линза называется тонкой, если ее толщина (расстояние между ограничивающими поверхностями) значительно меньше по сравнению с радиусами поверхностей, ограничивающих линзу. (N-1)(1/R1 +1/R2)=1/a+1/b – формула тонкой линзы. N-показатель преломления тонкой линзы, R1 и R2 радиусы кривизны, a-расстояние от предмета до главной плоскости, b – расстояние от изображения до главной плоскости
Расстояния от точки предмета до центра линзы и от точки изображения до центра линзы называются сопряжёнными фокусными расстояниями.
Эти
величины находятся в зависимости между
собой и определяются формулой, называемой
формулой тонкой линзы (открытой Исааком
Барроу): где
—
расстояние от линзы до предмета;
—
расстояние от линзы до изображения;
—
главное фокусное расстояние линзы.
4)----Критерий применимости геометрической оптики. Аберрации оптических приборов.
Общий
критерий применимости геометрической
оптики- d >>λ
.
Критерий
применимости
геометрической оптики
- это
.
Расстояние
от экрана (места наблюдения) до отверстия
(диафрагмы) – L,
размеры
диафрагмы (отверстия) D,
длина
волны
(
Диафрагма—
оптический
прибор, непрозрачная преграда,
ограничивающая поперечное сечение
световых пучков в оптических системах
(микроскоп,фотоаппарат,телескоп,дальномери др.)
|
|
Это сильное неравенство определяет границу применимости геометрической оптики. Узкий пучок света, который в геометрической оптике называется лучом, может быть сформирован только при выполнении этого условия. Таким образом, геометрическая оптика является предельным случаем волновой оптики.
Аберрации оптических систем — ошибки, или погрешности изображения в оптической системе, вызываемые отклонением луча от того направления, по которому он должен был бы идти в идеальной оптической системе. Аберрации характеризуют различного вида нарушения гомоцентричности(сходимость лучей в одной точке) в структуре пучков лучей, выходящих из оптической системы.
Сфери́ческая аберра́ция — нарушение гомоцентричности пучков лучей, прошедших через оптическую систему без нарушения симметрии строения этих пучков
Хромати́ческие аберра́ции заключаются в паразитной дисперсиисвета, проходящего через оптическую систему (фотографическийобъектив,бинокльи т.д.). При этом белый свет разлагается на составляющие его цветные лучи, в результате чего изображения предмета в разных цветах не совпадают в пространстве изображений.
Кома. Если через оптическую систему проходит широкий пучок от светящейся точки, расположенной не на оптической оси, то получаемое изображение этой точки будет в виде освещенного пятнышка, напоминающего кометный хвост.
Дисторсия- погрешность изображения в оптических системах, при которой нарушается геометрическое подобие между объектом и его изображением.Д. возникает в результате того, что линейное увеличение разных частей изображения различно.
Астигматизм — аберрация, при которой изображение точки, находящейся вне оси, и образуемое узким пучком лучей, представляет собой два отрезка прямой, расположенных перпендикулярно друг другу на разных расстояниях от плоскости безаберрационного фокуса (плоскости Гаусса). Возникает вследствие того, что лучи наклонного пучка имеют различные точки сходимости — точки меридионального и сагиттального фокусов бесконечно тонкого наклонного пучка.