Наука о законах распространения света и образования изображений с помощью линз
Призма. Ход лучей. Опыт Ньютона.
Свет, проходя через призму разлагается в спектр и отклоняется к её основанию.
Каждая линза-сочетание призм.
Линза положительная. Ход лучей.
Пучок параллельных лучей после прохождения положительной линзы соберется в одной точкеF–фокусе (действительный).
Линза отрицательная. Ход лучей.
Продолжения параллельных лучей после прохождения отрицательной линзы соберутся в одной точке F”–фокусе (мнимый).
Линза астигматическая. Ход лучей.
Коноид Штурма.
Падающий на астигматическую линзу параллельный пучок лучей преобразуется в фигуру, называемую коноидом Штурма. Вместо фокусной точки лучи собираются в два отрезка прямых, лежащих в плоскости главных сечений. Они называются фокальными линиями(F’ и F””).
Мерой астигматизма является разность преломляющей силы в двух главных сечениях (в диоптриях). Чем больше астигматическая разность, тем больше расстояние между фокальными линиями в коноиде Штурма.
Типы астигматизма.
Геометрическая оптика. Основные законы.
Закон прямолинейного распространения света.
В оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно.
Закон независимости световых лучей.
Световые лучи, встречаясь в пространстве, не взаимодействуют друг с другом.
Закон отражения.
Отраженный от границы раздела двух сред луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром, проведенным к границе раздела в точке падения; угол отражения равен углу падения.
Закон преломления.
Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела в точке падения, лежат в одной плоскости:
Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных сред (n), зависящая только от оптических свойств этих сред.
Свойства света.
Дисперсия. Дифракция. Интерференция.
Показатель преломления
(Коэффициент преломления) – число, характеризующее преломляющую силу прозрачной среды.
Различная оптическая плотность материала (показатель преломления n) характеризуется различным преломлением луча .
Чем выше показатель преломления материала, тем меньше скорость распространения света в линзе и больше преломления света.
Принцип Ферма.
Свет выбирает кратчайший путь между двумя точками.
В однородной среде кратчайшим оптическим путем является прямая линия.
В неоднородной среде кратчайшим оптическим путем может оказаться некоторая кривая (или ломаная) линия, вдоль которой показатель преломления меньше, чем вдоль геометрической прямой. Явление преломления света и искривление световых лучей в неоднородной среде — явление рефракции.
Рефракция.
Основные понятия физической рефракции.
Преломляющая сила оптической системы выражается в диоптриях (D).
Оптические системы.
Аберрация оптической системы.
Ошибка или погрешность изображения в оптической системе, вызываемая отклонением луча от того направления, по он должен был бы идти в идеальной оптической системе.
Аберрации
Аберрация кома.
Внеосевая аберрация-заключается в нарушении гомоцентричности (пересечение в одной точке) наклонного пучка лучей в пространстве изображений с нарушением симметрии строения пучка относительно главного луча.
Сферическая аберрация.
Осевая сферическая аберрация заключается в нарушении гомоцентричности широкого осевого пучка лучей в пространстве изображений с сохранением симметрии строения пучка.
Астигматизм косых (наклонных) пучков.
Точка объекта, не лежащая на оси, воспроизводится на изображении не в виде точки, а в виде эллипса или линии. Лучи света, вышедшие из линзы, формируют вместо точечного изображения 2 линейных отрезка: меридиональное и сагиттальное изображения. Между ними расположен диск наименьшего размытия.
Кривизна поля.
Изображение плоского(перпендикулярного к оптической оси) объекта находится на поверхности, вогнутой либо выпуклой по отношению к объективу, что делает резкость неравномерной по полю изображения.
Дисторсия.
Дисторсия вызвана различием линейных увеличений в центре поля и по краям. Проявляется в искажении формы рассматриваемых крупных предметов (квадрат изображается в виде «подушки» или «бочки»).