Презентация - Карпов С.В. Инструментальная оптика

Подождите немного. Документ загружается.

С.В. Карпов

Инструментальная оптика

Курс лекций

для магистров направления

«ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА»

«ТЕХНИЧЕСКАЯ

ФИЗИКА»

по программе

«Оптическая физика и квантовая электроника»

Прикладная

оптика

это

комплекс

теоретических

прикладных

дисциплин

ВВЕДЕНИЕ

Прикладная

оптика

–

это

комплекс

теоретических

прикладных

дисциплин

изучающих общие законы и принципы оптики, оптическое изображение, основы,

методы, и технологии проектирования, контроля, аттестации и юстировки

оптических

систем

оптических

приборов

лазерных

систем

оптико

оптических

систем

оптических

приборов

лазерных

систем

оптико

волоконных линий передачи информации.

Шлифовальных и оптических дел мастер

Иван Петрович Кулибин (1735

1818)

Михаил Васильевич Ломоносов

(1711

1765)

Антони ван Левенгук

(1632

1723)

Иван

Петрович

Кулибин

(1735

1818)

(1711

1765)

(1632

1723)

Христиан Гюйгенс

(1629 - 1695)

Исаак Ньютон

(1643 - 1727)

Дмитрий Дмитриевич Максутов

(1896-1964)

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1.1. ПАРАКСИАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Правила знаков

- положительным направлением света считается его распространение слева направо;

- осевые расстояния между преломляющими поверхностями считаются положительными,

если они измеряются по направлению распространения света, то есть слева направо;

- радиус кривизны поверхности считается положительным, если центр кривизны

ао с сраао оер ос ( оер ос обра е а ос ю ео);

дит

ра

т п

ер

хн

ос

ти

(

ер

хн

ос

ть

обра

выпукл

ос

ть

вл

о);

- угол между лучом и оптической осью считается положительным, если для совмещения

оси с лучом ось нужно вращать по часовой стрелке;

отрезки перпендикулярные оптической оси

считаются положительными если они

отрезки

перпендикулярные

оптической

оси

считаются

положительными

если

они

располагаются над осью.

Соп

яженные точки

–

точки

на из кото

ых является изоб

ажением

Кардинальные точки и отрезки

, д р р

другой в соответствии с законами оптики.

Главные плоскости системы – пара сопряженных плоскостей, в

которых линейное увеличение равно единице.

Главные точки



–

точки пе

есечения главных плоскостей с

оптической осью.

Задняя фокальная плоскость – плоскость, сопряженная с бесконечно

удаленной плоскостью предметов, а точка пересечения этой плоскости

с оптической осью

–

за

ний

ок

с F



д фу

Заднее фокусное расстояние f



– расстояние от задней главной точки

до заднего фокуса ( f



> 0 собирающая система (положительной), f



< 0

рассеивающая система (отрицательная)).

Задний

окальный от

езок

–

асстояние от последней пове

хности

екоторые параметры линз, и зеркал;

радиусы кривизны и толщина линз (а),

главные плоскости (б), положение главных

плоскостей линз разной формы (в),

ф р

р р

до заднего фокуса.

Передний фокус – это точка на оптической оси в пространстве

предметов, сопряженная с бесконечно удаленной точкой,

асположенной на оптической оси в п

ост

анстве изоб

ажений.

параметры зеркал (г). Радиусы,

обозначенные стрелкой, направленной

навстречу падающим лучам, учитываются

со знаком "плюс" и наоборот.

р рр р

Переднее фокусное расстояние – это расстояние от передней главной

точки до переднего фокуса.

Передний фокальный отрезок SF – это расстояние от первой

пове

хности до пе

еднего

ок

са.

'' '

èëè

nnn





1.2. ПОСТРОЕНИЕ ХОДА ЛУЧА В ТОНКИХ КОМПОНЕНТАХ

Тонкие компоненты – это условное отображение линз, при котором можно пренебречь толщиной линзы, а все лучи

идут по законам параксиальной оптики (все параллельные лучи пересекаются в одной точке на фокальной

идут

по

законам

параксиальной

оптики

(все

параллельные

лучи

пересекаются

одной

точке

на

фокальной

плоскости)

Правила параксиальной оптики

П б й

остроение изо

ражения в положительно

линзе

Построение мнимого изображения в

положительной линзе

- луч, идущий в пространстве предметов параллельно оптической оси, в пространстве

изображений проходит через задний фокус;

- лучи, идущие параллельно друг другу, пересекаются в одной точке на фокальной

плоскости;

- если линза находится в однородной среде, то луч, идущий через центр линзы не

преломляется.

1.3. ПОСТРОЕНИЕ ХОДА ЛУЧА В ТОЛСТЫХ КОМПОНЕНТАХ

11 11

aR aR



 





èí âàðèàí ò Àááå



èí âàðèàí ò Àááå









2. ЗЕРКАЛО, КАК ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

2.1. Построение изображений в зеркалах

1.Луч, прошедший через фокус, отражается параллельно оптической оси.

Луч прошедший через вершину зеркала отражается под тем же углом к оптической оси

Луч

прошедший

через

вершину

зеркала

отражается

под

тем

же

углом

оптической

оси

3.Луч, прошедший через центр кривизны, отражается по тому же пути в обратном

направлении.