Оптические детали 1. Плоское зеркало 2.

Оптические детали 1. Плоское зеркало 2. Плоско-параллельная пластинка 3. Преломляющие призмы 4. Призмы полного внутреннего отражения

Плоское зеркало

Плоско-параллельная пластинка h = d(n-1)I 1 n d - толщина плоско- параллельной пластинки; n - показатель преломления пластинки; I 1 - угол падения луча.

Призмы, применяемые в маркшейдерских и геодезических приборах, бывают преломляющие и полного внутреннего отражения. Преломляющая призма - прозрачное тело, ограниченное двумя полированными пересекающимися под углом σ гранями. Линия пересечения граней называется преломляющим ребром, а угол - σ преломляющим углом. Преломляющая призма имеющая с называется оптическим клином.

Преломляющая призма ε = (n-1)(i/1+i 2) ε - угол отклонения луча; n - показатель преломления преломляющей призмы; i 1, i 2 - углы падения; i/1, i/2 – углы преломления.

Оптический клин Преломляющая призма имеющая малый преломляющий угол (σ<60) называется оптическим клином. h=aε=a(n-1)σ h – величина смещения луча; ε - угол отклонения луча; n - показатель преломления преломляющей призмы; σ – угол преломление.

Ахроматический клин Сложный луч S при преломлении призмой разлагается на составные цвета. Для сохранения резкости изображений предметов, рассматриваемых через оптические клинья, возникла необходимость в создании ахроматических оптических клиньев. Ахроматический клин состоит обычно из двух клиньев - одного из крона, другого из флинта. Клинья склеиваются так, чтобы их преломляющие ребра были параллельны, а углы преломления σ1 и σ2 обращены в противоположные стороны. Показатели преломления и величины углов σ1 и σ2 подбираются с таким расчетом, чтобы два цветных луча (например, оранжевый SG и голубой SF ), пройдя через систему, были параллельны.

Призмы полного внутреннего отражения Призмы полного внутреннего отражения представляют собой прозрачные многогранники с полированными гранями. Их применяют для изменения направления лучей, смещения их, оборачивания изображений и четкого разделения поля зрения. К призмам полного внутреннего отражения относятся: трехгранная призма, система призм Порро, ромбическая призма, пентапризма.

Трехгранная призма дает такое же изображение, как и одно зеркало, если отражение происходит от гипотенузной грани (рисунок А) и как система двух зеркал с углом 900 между ними, если отражение происходит от граней-катетов (рисунок Б)

Система призм Порро состоит из двух прямоугольных трехгранных призм, ребра с прямыми углами которых взаимно перпендикулярны. Лучи в системе отражаются от катетных граней. Каждая призма дает полуобращенное изображение, а вся система- изображение, повернутое на 1800. Система Порро применяется в биноклях. В сочетании с объективом он дает прямое изображение.

Ромбическая призма Ромбическая призма дает эффект, подобный системе параллельных зеркал, приводит только к параллельному смещению изображения без изменения их направления.

Пентапризма дает эффект, аналогичный системе из двух зеркал, установленных под углом 450. Она изменяет направление лучей на 900 независимо от угла их падения на входную грань.

Центрированная оптическая система Центрированной оптической системой называется система, центры всех поверхностей которой располагаются на одной прямой. Эта прямая носит название оптической оси системы. Центрированные оптические системы обладают способностью собирать в одну точку лучи параллельные оптической оси.

В точки O, D, B входят лучи АВ, CD, FO // оптической оси (FF/) выйдя из системы эти лучи пересекутся в т. F/ - изображение точки пересечения лучей АВ, CD и FO Лучи АВ, CD, FO // между собой →т. сопряжение лучей т. F ∞ удалена в. Точка F/ , сопряженная с т. F называется задним фокусом. По аналогии для лучей А/ В/, C/ D/ и F/ O/, входящих в систему из пространства изображений // оптической оси, точкой схода сопряженных с ними лучей H 1 F, H 2 F и HF будет точка F , которая называется передним фокусом. Плоскости, проходящие через фокусы перпендикулярно оптической оси называются фокальными. Плоскости проходящие через точки H/1, H/2, H/ и H 1, H 2, H, перпендикулярные оптической оси называются главными плоскостями системы. т H и H/ называются соответственно передней и задней главными точками системы. Расстояние HF называется передним фокусным расстоянием. Расстояние H/ F/ - задним фокусным расстоянием

Отношение фокусных расстояний любой оптической системы равно отношению показателей преломления крайних сред со знаком минус. Если оптическая система находится в однородной среде, например в воздухе, т. е. т. е. фокусные расстояние равны по абсолютному значению, но противоположны по знаку. Отношение - называется оптической силой системы. Если , то оптическая сила: . Если величину фокусного расстояния выразить в мм, то оптическая сила будет определяться по формуле:

Линзы Линза- прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими или одной сферической и одной плоской поверхностями. Линзы по их преломляющему действию делятся на положительные (собирательные) и отрицательные (рассеивающие) . Положительные линзы бывают : двояко выпуклые (а), плоско выпуклые (б) , выпукло вогнутые (положительные мениски) (в).

Линзы Отрицательные линзы: двояковогнутые (а), плоско вогнутые(б), вогнуто-выпуклые (отрицательные мениски) (в). Линза может давать изображение предмета или точки действительное и мнимое. Если изображение точки получается от пересечения лучей, преломленных линзой, то оно действительное, если же изображение ее получается на пересечения лучей, продолженных в обратном их направлении, то оно мнимое.