Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
шпоры на модуль 1 (Восстановлен).docx
Скачиваний:
5
Добавлен:
20.08.2019
Размер:
644.82 Кб
Скачать

Построение изображений

Найдем изображение точки A. Для этого необходимо построить хотя бы два вспомогательных луча, на пересечении которых и будет находиться точка (рис.5). Вспомогательный луч 1 можно провести через точку A параллельно оптической оси. Тогда в пространстве изображений луч 1΄ пройдет через задний фокус оптической системы. Вспомогательный луч 2 можно провести через точку А и передний фокус оптической системы. Тогда в пространстве изображений луч 2΄ пойдет параллельно оптической оси. На пересечении лучей 1΄ и 2΄ будет находиться изображение точки A. Теперь в точке пересекаются все лучи (1-2-3), выходящие из точки A.

Рисунок 5 – Построение изображения точки

Построим теперь ход луча r (рис.6).

1 способ. Можно построить вспомогательный луч, параллельный данному и проходящий через передний фокус (луч 1). В пространстве изображений луч 1΄ будет идти параллельно оптической оси. Так как лучи r и 1 параллельны в плоскости предметов, то в пространстве изображений они должны пересекаться в задней фокальной плоскости. Следовательно, луч пройдет через точку пересечения луча 1΄ и задней фокальной плоскости.

2 способ. Можно построить вспомогательный луч, идущий параллельно оптической оси и проходящий через точку пересечения луча r и передней фокальной плоскости (луч 2). Соответствующий ему луч в пространстве изображений (луч ) будет проходить через задний фокус. Так как лучи r и 2 пересекаются в передней фокальной плоскости, в пространстве изображений они должны быть параллельными. Следовательно, луч пойдет параллельно лучу 2΄.

Рисунок 6 – Построение хода луча

31 .

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).

  Рис.4.4.1. Пучки лучей.

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).

  Рис.4.4.2. Действительный и мнимый фокус.

Все рассмотренные здесь пучки являются двухпараметрическими (показатель преломления фиксирован, положение фокуса зависит от оптического вектора  , 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.

Астигматический пучок

Частным случаем негомоцентрического пучка является астигматический пучок. Бесконечно узкий астигматический пучок имеет два локальных (местных) фокуса – сагиттальный фокус   и меридиональный фокус  . Широкий астигматический пучок имеет две плоскости симметрии, которые взаимно перпендикулярны – меридиональную и сагиттальную. Каустика представляет собой две полоски (вертикальная и горизонтальная) (рис.4.4.4). У широкого астигматического пучка поверхность волнового фронта – поверхность двоякой кривизны, то есть волновой фронт имеет торическую форму.

  Рис.4.4.4. Астигматический пучок.

Расстояние между точками   и   – это мера астигматизма. Это расстояние называют продольным астигматизмом  . Если  , то пучок будет гомоцентрическим. Совокупность лучей астигматического пучка называют конусом Штурма.

Задний фокус - это точка на оптической оси в пространстве изображений, сопряженная с бесконечно удаленной плоскостью в пространстве предметов. Задняя фокальная плоскость - плоскость, перпендикулярная оптической оси и проходящая через задний фокус. Закон Ламберта (закон косинусов) - плоская поверхность, имеющая одинаковую яркость по всем направлениям, излучает свет, сила которого изменяется по закону косинуса