ПРЕЗЕНТАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СВЕТОВЫХ

ПРЕЗЕНТАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СВЕТОВЫХ ПРИБОРОВ Подготовила АД 09 -2 Цуприк Елена

ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (МЕТОДЫ РАСЧЁТА), СОВОКУПНОСТИ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ (ЛИНЗ, ЗЕРКАЛ, ПРИЗМ, ПЛАСТИНОК, ДИСПЕРГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ), ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБРАЗУЮЩИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКИЕ ПРЕДМЕТОВ НА ПРИЁМНИКАХ СВЕТОВОЙ ЭНЕРГИИ (ГЛАЗ, СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ СЛОЙ, ФОТОЭЛЕМЕНТ И Т. Д. ) ИЛИ ПРЕОБРАЗУЮЩИЕ ПО ЗАДАННЫМ ЗАКОНАМ ПУЧКИ СВЕТОВЫХ ЛУЧЕЙ (ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ).

Изображение оптическое Изображение оптическое, картина, получаемая в результате действия оптической системы на лучи, испускаемые объектом, и воспроизводящая контуры и детали объекта. Практическое использование И. о. часто связано с изменением масштаба изображений предметов и их проектированием на поверхность (киноэкран, фотоплёнку, фотокатод и т. д. ). Основой зрительного восприятия предмета является его И. о. , спроектированное на сетчатку глаза. Максимальное соответствие изображения объекту достигается, когда каждая его точка изображается точкой. Иными словами, после всех преломлений и отражений в оптической системе лучи, испущенные светящейся точкой, должны пересечься в одной точке. Однако это возможно не при любом расположении объекта относительно системы. ( оптические рисунки, поп – арт)

Апертура (от лат. apertura — oтверстие), действующее отверстие оптической системы, определяемое размерами линз или диафрагмами. Угловая А. — угол a между крайними лучами конического светового пучка, входящего в оптическую систему (см. рис. ). Числовая А. равна nsina/2, где n — показатель преломления среды, в которой находится предмет. Освещённость изображения пропорциональна квадрату числовой А. Разрешающая способность прибора (минимальное расстояние между 2 близлежащими точками, при котором они всё ещё видны отдельно) пропорциональна А. Так как числовая А. пропорциональна n, то для её увеличения рассматриваемые предметы часто помещают в жидкость с большим показателем преломления (в т. н. иммерсионную жидкость).

Поле зрения оптической системы, часть пространства (плоскости), изображаемая этой системой. Величина П. з. определяется входящими в систему деталями (такими, как оправы линз, призм и зеркал, диафрагмы и пр. ), которые ограничивают пучок лучей света. Различают измеряемое в угловых единицах угловое П. з. систем, предназначенных для наблюдения за очень (практически — бесконечно) удалёнными объектами (телескопы, зрительные трубы, многие фотографические аппараты), и измеряемое в мм или см. линейное П. з. систем, в которых расстояние до объекта невелико (например, микроскопов). Оптическая система с углом поля зрения 280°

Увеличение оптическое Увеличение оптическое, отношение линейных или угловых размеров изображения предмета, получаемого с помощью оптической системы, к соответствующим размерам предмета. Характеризуя наиболее употребительные осесимметричные (то есть обладающие оптической осью) системы, различают линейное, угловое и продольное У. о. Линейное (поперечное) увеличение b — отношение длины l' изображения отрезка, перпендикулярного оптической оси системы, к длине этого отрезка l: b = l'/l/, , При b > 0 (направления l и l ' совпадают) изображение называется прямым: при b < 0 (l и l ' антипараллельны) — обратным или перевёрнутым: при |b|<1 — уменьшенным; при |b| >1 — увеличенным. Этим видом У. о. характеризуют, например, фотографические аппараты. Угловое увеличение g — отношение тангенса угла наклона u' луча к оптической оси в пространстве изображений к тангенсу угла наклона u сопряжённого ему луча в пространстве предметов: (g= tg u' / tg u (это важнейшая характеристика многих оптических приборов, например луп и окуляров). Продольное увеличение a — отношение длины отрезка Dx', отложенного вдоль оптической оси системы в пространстве изображений, к сопряжённому ему отрезку Dх в пространстве предметов: a = Dx'/Dx.

Разрешающая способность (в оптике) Разрешающая способность (разрешающая сила) оптических приборов, характеризует способность этих приборов давать раздельные изображения двух близких друг к другу точек объекта. Наименьшее линейное или угловое расстояние между двумя точками, начиная с которого их изображения сливаются, называется линейным или угловым пределом разрешения. Обратная ему величина обычно служит количественной мерой Р. с. Вследствие дифракции света на краях оптических деталей даже в идеальной оптической системе (т. е. безаберрационной; см. Аберрации оптических систем) изображение точки есть не точка, а кружок с центральным светлым пятном, окруженным кольцами (попеременно тёмными и светлыми в монохроматическом свете, радужно окрашенными — в белом свете). Теория дифракции позволяет вычислить наименьшее расстояние, разрешаемое системой, если известно, при каких распределениях освещённости приёмник (глаз, фотослой) воспринимает изображения раздельно. Согласно Рэлею (1879), изображения двух точек одинаковой яркости ещё можно видеть раздельно, если центр дифракционного пятна каждого из них пересекается краем 1 -го тёмного кольца другого (рис. ). В случае самосветящихся точек, испускающих некогерентные лучи, при выполнении этого критерия Рэлея наименьшая освещённость между изображениями разрешаемых точек составит 74% своего максимального значения, а угловое расстояние между центрами дифракционных пятен (максимумами освещённости) Dj = 1, 21 l. ID, где l — длина волны света, D — диаметр входного зрачка оптической системы (см. Диафрагма в оптике).

Параксиальный пучок лучей (от пара. . . и лат. axis — ось) света, пучок лучей, распространяющихся вдоль оси центрированной оптической системы и образующих очень малые углы с осью и нормалями к преломляющим и отражающим поверхностям системы. Основные соотношения, описывающие образование изображений оптических в центрированных (осесимметричных) системах, строго справедливы только для П. п. л. в предельном случае бесконечно малых углов. В частности, лишь П. п. л. точку изображают точкой, прямую — прямой и плоскость — плоскостью. Только в изображениях, создаваемых такими лучами, отсутствуют все аберрации оптических систем (кроме хроматической аберрации в линзовых системах). На практике, однако, под П. п. л. обычно понимают пучок лучей, проходящих под конечными — до нескольких градусов — углами, для которых отступления от строгих соотношений настолько малы, что ими можно пренебречь (критерии малости различны в разных конкретных случаях). Область вокруг оптической оси системы, в которой лучи можно считать параксиальными, тоже называется параксиальной, или областью Гаусса. См. также статьи Зеркало, Кардинальные точки оптической системы, Линза и литературу при этих статьях.

Объектив Объектив, обращенная к объекту часть оптической системы или самостоятельная оптическая система, формирующая действительное изображение оптическое объекта. Это изображение либо рассматривают визуально в окуляр, либо получают на плоской (реже искривленной) поверхности (фотографического свето-чувствительного слоя, фотокатода передающей телевизионной трубки или электроннооптического преобразователя, матового стекла или экрана). Конструктивно О. могут быть разделены на три класса: наиболее распространённые линзовые (рефракторы, диоптрические); зеркальные (рефлекторы, катоптрические); зеркальнолинзовые (катадиоптрические; подробно о них см. в ст. Зеркально-линзовые системы). По назначению О. делятся: на О. зрительных труб и телескопов, которые дают уменьшенное изображение; О. микроскопов —увеличенное изображение; фотографические и проекционные О. , дающие в зависимости от конструкции и способа применения уменьшенное или увеличенное изображение.

Объективы микроскопов отличает расположение в непосредственной близости от объекта. Их фокусные расстояния невелики — от 30— 40 мм до 2 мм. К основным оптическим характеристикам О. микроскопов относятся: числовая апертура А, равная n 1 sin u 1, где n 1 — преломления показатель среды, в которой находится объект, u 1 — половина угла раствора светового пучка, попадающего в О. из точки объекта, лежащей на оптической оси О. ; линейное увеличение b; линейные размеры 2 l поля зрения, резко изображаемого О. ; расстояние от плоскости объекта до плоскости изображения.