Ap 1

Célkitűzés: A tulajdonságainak tanulmányozására gyűjtése és diszpergáló lencsék és rendszerek megismerése, a Bessel módszer meghatározása fókusztávolság a lencse.

Lencse nevezett átlátszó világos test által határolt két gömb alakú felületek. A főbb típusai a lencséket az 1. ábrán látható.

Gyűjtés (levegőben):

1 - egy domború lencse,

2 - sík-domború lencse,

3 - a homorú-domború lencse.

A szóró (levegőben):

4 - bikonkáv lencse,

5 - sík-konkáv lencsék,

6 - konvex-konkáv lencsék.

Ez az úgynevezett vékony lencse, amelynek vastagsága sokkal kisebb, mint akár a görbületi sugarak.

Az optikai rendszer neve középre, ha a görbületi középpontja a fénytörési felületek fekszenek egy egyenesen, az úgynevezett fő optikai tengelye a rendszer. A metszéspontja a sík a lencse optikai tengelye az úgynevezett egy vékony lencse optikai középpontja. Bármely vonal áthaladó optikai középpontja a lencse nem esik egybe a fő optikai tengely nevezzük oldalán az optikai tengellyel.

Ha a gyűjtő lencse alá sugarak párhuzamosak a fő optikai tengelyre, akkor megtörik a lencse metszik egy ponton a fő optikai tengely és a fő fókusz az úgynevezett F (ábra. 2). A lencse, két fő hangsúly mindkét oldalán is. Rasstoyaniefot optikai középpontját a fókuszpont az úgynevezett gyújtótávolság. Ha a görbületi sugarak a felületek a lencse azonos és mindkét oldalán a lencse, szerda ugyanaz, a objektív gyújtótávolság azonos.

Ábra. 2. Az útvonal a gyűjtőlencse.

Ha egy szórólencse beeső sugarak párhuzamosak a fő optikai tengelyre, egy ponton, más néven a fő hangsúly, hogy nem metszi a megtört sugarak, valamint azok kiterjesztésére (3. ábra). A hangsúly ebben az esetben az úgynevezett képzeletbeli, és a fókusztávolság negatívnak minősül. A Homorú lencse és a két fő hangsúly mindkét oldalán is.

Ábra. 3. Az útvonal a széttartó lencse.

Az átmenő síkban fókuszpontja a lencse merőleges a fő optikai tengely a fókuszsík és a metszéspont az oldalsó tengely fókuszsíkján nevezzük oldalán hangsúly. Ha a lencse esik egy fénysugár párhuzamos néhány skála után fénytörés vagy szalagokat saját maguk vagy bővítmények (attól függően, hogy milyen típusú lencse) metszik a megfelelő negatív hangsúly. Sugarak keresztül érkező optikai középpontja a lencse vékony, annak irányát gyakorlatilag változatlan marad.

Imaging lencséket. Megépíteni a kép egy világító pont ezen a ponton meg kell, hogy legalább két sugár incidens a lencse, és építeni során a sugárzás. Jellemzően a kiválasztott sugarak párhuzamosak a fő optikai tengely áthalad a fókuszpontja a lencse, vagy áthaladó optikai középpontja a lencse. A metszéspontja a sugárzás vagy a kiterjesztések, ad egy valós vagy virtuális kép pontot. A fényképek szélső pontok kiépítése a szegmens, hogy készítsen egy képet. Ha a világító objektum - egy kis szegmens merőleges a fő optikai tengelyre, akkor a kép is bemutatásra merőleges szakasz a fő optikai tengellyel. A legegyszerűbb módja annak, hogy egy kép előállításához a szegmens, az egyik a két végpontja ami fekszik a fő optikai tengellyel, amely esetben a kép van kialakítva, amelynek másik pontot, és csökkentette merőleges a fő optikai tengelyre (4. ábra). Képalkotó is használható oldalán optikai tengelye és az oldalsó gócok. Attól függően, hogy milyen típusú lencse és a helyzetét a tárgy képest a lencse kép nagyítható vagy kicsinyíthető.

Szimbólumok egy vékony lencse kialakításához használt képek:

↕ - lentikuláris lencse, ↕ - bikonkáv lencse

Ábra. 4a. Épület egy valós kép egy vékony gyűjtőlencse (a tárgy kívül esik a hangsúly).

Ábra. 4b. Épület egy virtuális kép egy vékony gyűjtőlencse (a tárgy között van a hangsúly, és a lencse).

Ábra. 4c. Épület egy virtuális kép egy vékony szórólencse (a tárgy kívül esik a hangsúly).

A képlet a lencse. Jelöli a távolság a tárgy a lencse -s, és a távolság a lencse -s' képet, a vékony lencse képlet írható fel:

ahol R1 és R2 jelentése - görbületi sugara a gömb alakú felületek a lencse, n1 - a törésmutatója az anyag, amelyből a lencse készül, n2 - a törésmutatója a közeg, amelyben a lencse.

Az érték D, az inverz fókusztávolságát a lencse az úgynevezett optikai teljesítménye a lencse és mérjük dioptria. A gyűjtő lencse optikai teljesítmény pozitív, a szórás - negatív.

Egy másik fontos paraméter a lencse - lineáris növekedését G. Azt mutatja, hogy mi az arány a lineáris képméret h „a megfelelő méretre predmetah. Belátható, hogy r = h '/ h = s' / s.

Hátrányai a kép a lencse.

A szférikus aberráció eredményezi, hogy a kép kapott pontok nem pont, és egy kis kört. Ez a hátrány annak a ténynek köszönhető, hogy a sugarak átmenő központi régióban az objektív és a sugarak, ami áthaladt a területükön találkozik egy ponton.

Színhiba figyelhető meg, ha halad a fény az objektíven keresztül kompozit tartalmazó különböző hullámhosszakon. Az törésmutatója függ a hullámhossz. Ez vezet az a tény, hogy a kép szélei egy rózsás színt.

Asztigmatizmus - hiba kép társul a függőség a gyújtótávolság a beesési szög a lencsét. Ez vezet az a tény, hogy a kép pont formája lehet kör, ellipszis szegmensben.

Distortion - a hiánya a kép, amely akkor jelentkezik, ha a keresztirányú nagyítás lencse objektumot belül a látómező különbözőképpen. Ha a növekedés csökken a középponttól a periféria van hordó torzítás, de ha az ellenkezője - a párna torzítás.

Hátrányok képek könnyebben kiküszöbölésére, vagy csökkentésére beállításával a lencserendszer.

Egy egyszerű módszer meghatározására gyújtótávolság a lencse a Bessel módszer. Ez abban a tényben rejlik, hogy egy elegendően nagy távolságban, két lencse pozíció megtalálható Lmezhdu alá a képernyőn, ahol egyértelmű a tárgy képét kapjuk - az egyik esetben, a növekedés a többi - csökken.

Ezek a rendelkezések megtalálhatók megoldásával rendszer két egyenlet:

Kifejezése s'az első egyenlet, és az esetben a kapott expressziós a második, kapunk egy másodfokú egyenlet, amelynek megoldása lehet írva:

Mivel a diszkrimináns ennek az egyenletnek nagyobbnak kell lennie, mint nulla: L 2 - 4Lf≥0, toL≥4f- Csak ilyen feltételek mellett is kap két tiszta kép a téma.

Tól (1) következik, hogy van két lencse pozíció, ami egyértelműen a tárgy képét, szimmetrikusan elrendezett középpontjához viszonyítva az intervallum a tárgy és a képernyő. Távolság rmezhdu ezek a kifejezések megtalálhatók a következő képlet:

Ha a képlet a gyújtótávolság a lencse kifejezve kapjuk, hogy:

A gyújtótávolság a szórólencse így lehetetlen meghatározni, hiszen nem ad valódi tárgy képeket. De ha összeadjuk a diffúzor lencse erősebb gyűjtő lencse, a lencse rendszer az indulásra. A fókusztávolság a rendszer és a gyűjtő lencse megtalálható a Bessel módszert, és a fókusztávolság a széttartó lencse, majd meghatározzuk a kapcsolatban:

A laboratóriumi beállítás tartalmaz egy optikai padon rúd típusú. Objektív keretek között elhelyezett rudak és lehet mozgatni őket. Referenciaként távolság szolgál egy mérőszalaggal. Szimulálására izzó objektumot egy kétdimenziós diffrakciós rács (központi területén a tárgy MOL-1) megvilágított a lézer. E kép a képernyő jelentése kereszt alakban, amely a fényes foltok. A megjelenése a telepítés ábrán látható. 5.

2 - egy diffrakciós rács,

5 - optikai padon.