ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ЭЛЕМЕНТЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ Солииейиое сродство из "Техническая оптика " Создание оптической системы, удовлетворяющей быстро возрастающим современным требованиям, является серьезной технической задачей ее решение требует достаточно глубокого понимания тех явлений, с которыми связано образование оптического изображения. [c.5] При рассмотрении этих явлений можно использовать аппарат геометрической оптики в некоторых случаях невозможно обойтись без привлечения волновой теории света к использованию электромагнитной теории света прибегают реже, главным образом в лазерной технике квантовая теория световых явлений широко применяется при изучении фотоэлектрического эффекта, а также в телевидении. [c.5] При ограничении рамками создания оптической системы представляется достаточным использовать законы геометрической и волновой оптики. [c.5] Представления геометрической оптики опираются на прямолинейность распространения света, т. е. на прямолинейность световых лучей если учесть также строгое подобие изображения и предмета, то становится возможным моделировать процесс образования изображения как зависимость между элементами предметного пространства и пространства изображений, когда прямой линии в предметном пространстве соответствует прямая линия в пространстве изображений и когдаточке в предметном пространстве соответствует точка в пространстве изображений. Эти зависимости называют солинейным сродством или коллинеарными зависимостями, и их можно выразить дробно-линейными функциями. [c.5] Однако условия коллинеарности практически соблюдаются для любых оптических систем лишь в весьма ограниченной области пространства, в частности, для центрированных систем — в ближайшей окрестности оси оптической системы. [c.5] С другой стороны, при создании подобных систем нельзя ограничиться и областью пространства в окрестности оптической оси это обстоятельство требует нахождения компромиссного решения. [c.6] Таким компромиссным решением, достаточно хорошо оправданным практически, является рассмотрение области предметного пространства и соответствующей ей области пространства изображений, расположенных в окрестности какого-то одного луча, который будем называть главным лучом. [c.6] Понятие главного луча достаточно широко, и им можно пользоваться и тогда, когда оптическая система не имеет оптической оси (под которой подразумевают ось круговой симметрии) это позволяет использовать закономерности в областях пространства вокруг главного луча не только в широкоугольных центрированных системах, но и в системах с одной плоскостью симметрии или с двумя плоскостями симметрии (анаморфотные системы). [c.6] Перейдем непосредственно к установлению основных закономерностей, имеющих место в окрестности главного луча. [c.6] Полагая, что в предметном пространстве можно выбрать два луча, пересекающихся с главным лучом и образующих плоскость, проходящую через главный луч, нетрудно представить себе, что эти же два луча пересекутся с главным лучом и в пространстве изображений, образуя некоторый треугольник (так как трем точкам в предметном пространстве должны соответствовать три точки в пространстве изображений), плоскость которого будет сопряженной предметной плоскости, проходившей через главный луч в предметном пространстве. [c.6] Расположим (совершенно произвольно) в предметпо плоскости п плоскости изображений системы координатных осей Y0Z и Y 6 Z. Угол главного луча с осью 0Z обозначим через ш, а угол главного луча с осью O Z — через ш. Углы лучей будем считать положительными, если главный луч будет пересекать ось сверху вниз. [c.7] Предположим далее, что точки А и А я точки Я и Я на главном луче сопряжены друг с другом. [c.7] Построим в точке А элемент предмета АС = dy, перпендикулярный оси 0Z, и сделаем допущение, что элемент изображения А С = dy также будет перпендикулярен оси O Z. [c.7] Отношение величин dy и dy назовем линейным, или поперечным увеличением и обозначим его через V. Знаки элементов dy и dy определяются направлениями соответственных координатных осей. [c.7] Предположим далее, что в точках Н н Н линейное увеличение V будет равно единице. Такие сопряженные точки условимся называть главными точками. [c.7] Проведем через вершину С элемента dy луч, параллельный главному лучу этот луч пересечет прямую, перпендикулярную оси 0Z и проходящую через главную точку Я, в некоторой точке D, образуя отрезок HD = h = dy, который можно рассматривать как элемент предмета в точке Я. [c.7] В соответствии с определением главных точек отрезок HD должен изобразиться отрезком H D — h = h в точке Я, чем и определится положение точки D в пространстве изображений. [c.7] Соединяя точки D и С прямой, сопряженной прямой D , образуем ход сопряженного луча в пространстве изображений точку пересечения F такого луча с главным лучом назовем задним главным фокусом. [c.7] Проводя через вершину С элемента изображения dy луч СЕ, параллельный главному лучу Н А, определим положение переднего фокуса F в предметном пространстве и величину переднего главного фокусного расстояния f. [c.7] Заметим, что отрезки z, z никак не связаны с системами координатных осей, тогда как фокусные расстояния / и отсчитываемые от главных точек Н и Я, будут изменяться с изменением положения этих точек напомним, что положение главных точек будет зависеть от выбора систем координат. Вместе с тем произведение главных фокусных расстояний, как постоянная величина, также не должно зависеть от расположения координатных осей. [c.8] Вернуться к основной статье