 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Оптические приборы
Зеркала
Плоское зеркало. Построение изображения в плоском зеркале основано на использовании закона отражения света. Пусть над плоским зеркалом находится точечный источник света S, освещающий зеркало (рисунок 16).
Рассмотрим лучи 1 и 2. Они, отражаясь, попадают на хрусталик глаза, который собирает лучи 1и 2 в точке S'' на сетчатке глаза. Нашему глазу будет казаться, что он видит источник света в точке S'. Изображение, которое получается за счет пересечения не самих лучей, а их продолжений, называется мнимым.
Такое название связано с тем, что в точку S' энергия света не попадает. Это позволяет видеть мнимое изображение, заглянуть в «зазеркалье».
|
- Оптический центр (центр сферы О).
- Главная оптическая ось ОС.
- Главный фокус 
.
- Фокусное расстояние 
.
- Оптическая сила Ф.
Рисунок 17. Сферическое зеркало
Фокусом 
F называется точка на главной оптической оси ОС (рисунок 17), через которую проходит после отражения от зеркала луч (или его продолжение), падавший на зеркало параллельно главной оптической оси ОС. Найдем положение фокуса. Луч КМ параллелен ОС. Треугольник OFM – равнобедренный. Тогда 
Фокусное расстояние 
.
Если учесть, что 
, то 
.
Из последнего выражения следует, что в сферическом зеркале имеет место сферическая аберрация – зависимость фокусного расстояния от ширины пучка лучей h.
Для параксиального пучка h << R фокусное расстояние не зависит от h: 
.
Оптическая сила зеркала Ф – величина, обратная фокусному расстоянию 
.
Для выпуклого зеркала фокус F – мнимый и поэтому фокусное расстояние f принято считать отрицательным числом, т.е. 
. Поэтому и оптическая сила выпуклого зеркала Ф – число отрицательное.
Построение изображения в сферическом зеркале.
Для построения изображения в сферическом зеркале следует выбрать любые два луча из трех стандартных:
- луч, проходящий через оптический центр зеркала (центр сферы О). После отражения этот луч опять проходит через центр сферы О;
- луч, падающий на зеркало параллельно главной оптической оси. После отражения этот луч (или его продолжение) проходит через фокус зеркала F;
- луч, проходящий через фокус зеркала. После отражения луч идет параллельно главной оптической оси.
В выпуклом зеркале изображение мнимое, прямое и уменьшенное при любом положении предмета (рисунок 18).
Рисунок 18. Построение изображения в сферическом выпуклом
и вогнутом зеркале.
В вогнутом зеркале, если предмет расположен между фокусом и зеркалом, изображение получается мнимое, прямое и увеличенное (рисунок 18).
|
Если предмет расположен дальше оптического центра О вогнутого сферического зеркала, то образуется действительное, перевернутое и уменьшенное изображение между фокусом и центром зеркала (рисунок 19).
; 
- расстояние от предмета до зеркала,
- расстояние от изображения до зеркала.
Формула сферического зеркала: 
.
При расчете по этой формуле следует учесть, что расстояния до предмета и действительного изображения – положительные величины, а расстояние до мнимого изображения – величина отрицательная. Фокусное расстояние f и оптическая сила Ф вогнутого зеркала – величины положительные, а выпуклого – отрицательные.
Линзы.
Линза – это прозрачное стеклянное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями с радиусом кривизны R1 и R2. Одна из поверхностей линзы может быть плоской. По форме ограничивающих поверхностей различают 6 основных типов линз (рисунок 20): двояковыпуклая (а), плосковыпуклая (б), вогнуто-выпуклая (в), двояковогнутая (г), плосковогнутая (д) и выпукло-вогнутая (е).
Прямая линия, на которой лежат центры обеих сферических плоскостей, называется главной оптической осью. У тонких линз (толщина которых значительно меньше их радиусов) существует точка С, проходя через которую луч не преломляется. Эта точка называется оптическим центром линзы (рисунок 21).
Любая прямая, проходящая через оптический центр линзы С, называется побочной оптической осью. Плоскость, проходящая через центр тонкой линзы перпендикулярно главной оптической оси,
называется главной плоскостью линзы.
Если на стеклянную линзу, находящуюся в воздухе, направить параксиальный пучок света вдоль главной оптической оси, то у вогнуто-выпуклой линзы (рисунок 21) пучок собирается в точке F,
называемой главным фокусом. Такие линзы относятся к собирающим линзам. Если такой же пучок направить на выпукло-вогнутую линзу (рисунок 20,е), то пучок света рассеивается так, что лучи как будто исходят из точки F, которую называют мнимым главным фокусом рассеивающей линзы (рисунок 22). Пучок света, направленный на собирающую линзу параллельно побочной оптической оси, собирается в побочном фокусе. Все побочные фокусы лежат в фокальной плоскости, проходящей через главный фокус перпендикулярно главной оптической оси. У рассеивающей линзы можно тоже построить мнимую фокальную плоскость.
Поиск по сайту: