Идеальная оптическая система

Голограмма как элемент идеальной оптической системы. [c.248]

Идеальные оптические системы [c.294]

Изложенное в 75 показывает, что идеальная оптическая система может быть осуществлена с достаточным приближением в виде центрированной оптической системы, если ограничиться областью вблизи оси симметрии, т. е. параксиальными пучками. В теории Гаусса требование тонкости системы отпадает, но лучи по-прежнему предполагаются параксиальными. Разыскание физической системы, которая приближалась бы к идеальной даже при пучках значительного раскрытия, есть задача прикладной геометрической оптики. [c.294]

Предварительный габаритный расчет оптической системы. Расчет производится на основании теории идеальной оптической системы и в предположении, что линзы являются тонкими, в предварительном расчете призмы и зеркала заменяют воздушным слоем, длина которого равна длине хода в них осевого луча, деленной на показатель преломления их стекла. Затем, исходя из необходимого расположения оптических элементов системы, их фокусных расстояний и диаметра одной из диафрагм, рассчитывают последовательно диаметры отверстий всех элементов по уравнениям тангенсов [c.234]

Главные плоскости и фокусы идеальной оптической системы. В идеальной оптической системе свойство параксиальной области распространено на всю систему. Пучок параллельных лучей после преломления в оптической системе из К [c.320]

Разрешающая сила идеальной оптической системы. Разрешающей силой оптической системы называется минимальное линейное или угловое расстояние между двумя точками предметной плоскости, при котором они видны через оптическую систему раздельно. [c.323]

Формулы 355 Сила разрешающая идеальной оптической системы 323 [c.728]

Идеальные оптические системы, обладающие осью симметрии, могут осуществить лишь изменение масштаба любое плоское сеченне пучка лучей, излучаемых источником, изображается по правилам подобия, и относительное распределение освещенностей в изображении этого произвольного сечения остается таким же, как в самом сечении. Поэтому нельзя с помощью оптических систем добиться равномерного распределения, если такого нет в каком-нибудь (пусть даже и в косом) сечеиии пучка. [c.462]

Таким образом, распределение то же, что для идеальной оптической системы с тем же апертурным углом, но в нашем случае [c.565]

На криволинейных поверхностях линзы лучи преломляются и за линзой распространяются в ином направлении. Идеальным изображение получается лишь тогда, когда лучи, исходящие из определенной точки предмета, пересекаются в одной точке (действительное изображение) или же когда в одной точке пересекаются продолжения этих лучей (мнимое изображение). В реальных системах наблюдаются небольшие отклонения от идеальных условий получения изображения. Однако мы ограничимся рассмотрением идеальной оптической системы. [c.9]

Оптико-геометрические правила построения оптического изображения, о которых говорилось выше, не дают исчерпывающего ответа на вопросы, относящиеся к формированию изображения. Одним из них является вопрос об ограничении разрешающей способности изображения в идеальной оптической системе. Одним из первых решением этой проблемы занялся немецкий физик Е. Аббе, создавший теорию изображения в микроскопе. Согласно теории Аббе, на структуре предмета происходит дифракция света, вследствие чего в фокальной плоскости объектива микроскопа появляется дифракционная картина. Дифрагированные волны [c.16]

Для объектива, у которого 2 а = 0,25 рад и длины волны X = =0,6 мкм, получим г = 3 мкм. Если увеличивать входное отверстие, то диаметр дифракционного пятна уменьшится, и наоборот. Образованную точечным источником дифракционную картину от идеальной оптической системы называют диском Эри. Профиль диаметрального сечения диска Эри показан на рис. 27. [c.37]

Даже идеальной оптической системой точки предметов вследствие [c.403]

Законы параксиальной (гауссовой) оптики относятся к бесконечно малой области, окружающей оптическую ось системы. Эта область исследуется с помощью нулевых (параксиальных) лучей. Пользуясь законами гауссовой оптики, можно в простой математической форме установить в идеальной оптической системе соотношения между положением и величиной предмета и положением и величиной соответствующего ему изображения. Пространство, в котором находятся предметы, называется пространством предметов пространство, в которое выходят лучи из оптической системы, называют пространством изображения. [c.87]

Вследствие дифракции каждая точка предмета даже идеальной оптической системой изображается в виде пятна конечных размеров, в пределах которого волновая разность хода между отдельными участками может достигать половины длины световой волны Я,/г. Поэтому, согласно критерию Рэлея, качество изображения точки считается первоклассным, если волновые аберрации визуальной системы не превосходят л/л. Для видимой области спектра лер [c.420]

Выше мы все время стремились показать, что полевые и апертурные диафрагмы в идеальной оптической системе обладают одними и теми же свойствами. Поэтому в приборе, где их действие согласовано полностью, по мере практической необходимости они могут обмениваться ролями. Например, в ряде спектральных приборов входная щель прибора в одних случаях выполняет роль полевой диафрагмы (спектрограф, спектроскоп), а в других случаях роль апертурной (монохроматор спектрометра). Однако в некоторых оптических приборах производить такую замену роли диафрагм нельзя. Проистекает это по двум причинам. Одна из них конструктивного характера — роль диафрагм определена раз и навсегда (зрительные трубы микроскопа). Другая причина расчетного характера. Дело в том, что расчет оптических систем, например микроскопов, производится на устранение аберраций для различных компонентов системы по различному, сообразуясь с заданным положением предмета. Так, Например, для реальной системы с фиксированным положением предметной плоскости и зрачка входа [c.16]

В пространстве изображений, согласно теории идеальной оптической системы, указанным точкам должны быть сопряжены точки /5 ИТ. д., которые также расположатся как перед, так и за картинной плоскостью Q. [c.26]

Любая оптическая система преобразует луч пространства предметов в соответственный луч пространства изображений. Рассмотрим закономерности преобразования параксиального луча идеальной оптической системой. Пусть наша система задана положением своей оси 1 главных плоскостей Я1 и Яг и фокусов Р и (рис. П.А.1). Координаты исходного и преобразованного луча зададим следующим образом. Укажем две произвольные плоскости 1 и 2, перпендикулярные оси одну — в пространстве предметов, другую — в пространстве изображений. Эти плоскости (назовем их входной и выходной), вообще говоря, не являются соответственными. Пусть расстояние от входной плоскости до первой главной плоскости Н будет равно г , а от выходной плоскости до второй главной пло- [c.183]

При операциях с лучевыми матрицами нужно уметь вычислять их для произвольной идеальной оптической системы при заданном расположении входной и выходной плоскостей. Если рассматриваемая оптическая система задана положением своих главных плоскостей и фокальными расстояниями, то система определяющих соотношений (П.А.7) может быть использована для вычисления элементов лучевой матрицы. [c.186]

Квадрат величины К (и) дает известное распределение Эйри, Таким образом, распределение интенсивности в фокальной плоскости однородно освещаемой идеальной оптической системы имеет центральное пятно, нормализованный радиус которого = 3,8 совпадает с первым нулем функции это пятно содержит около 84% всей сфокусированной энергии и называется диском Эйри, [c.312]

Но сначала несколько слов о самом объективе и влиянии его характеристик на конечный результат. Безусловно, выбор объектива, оптической системы, используемой в каждом конкретном случае съемки, сказывается на общем тональном рисунке кадра. Объективы имеют различные конструкции и разную степень коррекции, что позволяет получать снимки с жестким, нормальным и мягким оптическим рисунком. Современные объективы, как правило, хорошо исправлены, освобождены от аберраций, хотя, конечно, они еще далеко не всегда являются идеальными оптическими системами. Но все же даваемые ими изображения резки, не имеют окрашенных контуров и являются весьма точными подобиями объектов съемки. [c.134]

Согласно геометрической теории [16] интерферометр есть особого вида идеальная оптическая система, в которой ход лучей подчиняется законам геометрической оптики и дифракционные явления не учитываются. [c.125]

В этот период времени получила развитие теория оптических приборов. В 1844 г. Гаусс дал законченную теорию идеальной оптической системы. [c.169]

Во всех случаях функция 11(1 — х) определяет фильтрующие свойства оптической системы. Идеальная оптическая система преобразует падающий на нее фронт волны в сферическую поверхность с радиусом кривизны 7 . В этом случае функция V имеет [c.73]

Теория идеальной оптической системы (система называется идеальной, если в пей сохраняется гомоцентричиость пучков и изображение геометрически гюдобгю предмету) еще в 1841 г. была разработана Гауссам. Согласно Гауссу, никакое ограничение па расстояния между поверхностями не накладывается, а построение производится параксиальными лучами. Эта теория в дальнейшем была усовершенствована т )удами многих ученых. [c.183]

Гаусс (1841 г.) дал общую теорию оптических систем, получившую дальнейшее развитие в трудах многих математиков и физиков. Теория Гаусса есть теория идеальной оптической системы, т. е. системы, в которой сохраняется гомоцентричность пучков и изображение геометрически подобно предмету. Согласно этому определению всякой точке пространства объектов соответствует в идеальной системе точка пространства изображений эти точки носят название сопряженных. Точно так же каждой прямой или плоскости пространства объектов должна соответствовать сопряженная прямая или плоскость пространства изображений. Таким образом, теория идеальной оптической системы есть чисто геометрическая теория, устанавливающая соотношение между точками, линиями, плоскостями. [c.294]

Изложенная теория идеальной оптической системы носит совершенно общий характер, т. е. применима к аксиально симметричным системам произвольной конструкции. Система оказывается полностью заданной, если известно взаимное расположение четырех кардинальных точек. Положение этих точек в каждой конкретной системе, разумеется, зависит от ее конструкции (от кривизны преломляющих и отражающих поверхностей, их расположения, показателя преломления и т. п.). Существует несколько методов нахождения кардинальных точек. Один из них состоит в последовательном расчете хода лучей, падающих на систему слева и справа параллельно оси. При этом к каждой преломляющей поверхности применяется (формула (71.2) или (71.3). Сущность другого, более употребительного метода, ясна из следующего. Пусть даны две оптические системы и для них известны фокусные расстояния и положения главных точек, причем обе системы расположены на общей оси на некотором известном расстоянии друг от друга тогда можно вычислить (фокусные расстояния и положения кардинальных точек сложной системы, состоящей из этих систем. Таким образом, если сложная система состоит из двух или больщего числа подсистем с известными кардинальными точками, то производя описанный процесс сложения несколько раз, можно определить параметры системы в целом. [c.300]

Исиускательная способность Ет, или светимость, пропорциональна яркости. Показания пирометра зависят от яркости изображения. Идеальные оптические системы [c.147]

В 50—70-х годах XIX в. в самостоятельную дисциплину, тесно связанную с инструментоведением, оформляется теория оптических инструментов, с помощью которой на основе достижений в расчетах оптических систем, разработке теории аберраций и технологии оптического стекла стали успешно решать задачу установления оптимальных условий для получения правильного изображения наблюдаемого объекта, подобного ему по геометрическому виду и по распределению яркости. Именно в этот период немецкий ученый К. Ф. Гаусс, отказавшись от понятия идеальной оптической системы, разработал методику расчета оптических систем с учетом толщины оптических деталей, положенную в основу современных оптических расчетов. Именно в этот период были разработаны и внедрены в производство прогрессивные методы варки оптического стекла с заданными свойствами. В значительной степени быстрому развитию точного приборостроения способствовало создание ряда оптических инструментов, предназначенных для сборки, юстировки и контроля точных приборов в процессе их изготовления и эксплуатации. Новая отрасль — металлография позволила применять при изготовлении приборов металлы, удовлетворяющие определенным механическим (повышенная твердость, незначительный износ), физическим (малый коэффициент расширения, иногда отсут- [c.360]

Однако теория идеальной оптической системы не давала возможность оценить качество изображения, даваемого оптическим инструментом, а главное, не позволяла решить вопрос о влиянии конструктивных элементов линз (радиус кривизны, диаметр, толш ина, показатель преломления) на величину аберраций (ошибок), даваемых оптическими приборами [47]. Совершенствование модели идеальной оптической системы привело к разработке обш ей теории аберраций оптических систем. [c.366]

Главные плоскости и фокусы идеальной оптической системы. В идеальной оптической системе свойство параксиальной области распространено па всю систему. Пучок параллельных лучей после преломления в оптической системе из К поверхностей (фиг. ]]) соберется в точке F , называемой задним фокусом, оптической системы. Геометрическое место точек пересечения продолжений падающих параллельных лучей и соответствующих им преломленных лучей — плоскость, иернендикулярная к оптической оси и называемая ждней глагной плоскостью Н [c.231]

Основные точки и плоскости оптической системы. При прохождении гомоцентрического пучка света через реальную оптическую систему он теряет свойства гомоцентричности, т. е. лучи его не сходятся в одной точке. Это значительно усложняет ряд выводов и расчетов геометрической оптики. С целью устранения этих трудностей прибегают к рассмотрению идеальной оптической системы. [c.9]

Излагается теория однополостных открытых оптических резонаторов, широко применяемых в квантовой электронике. Рассмотре ны резонаторы, содержащие внутренние оптические элементы и неоднородную среду. Большое внимание уделено прикладным методам расчета пространственных, частотных и поляризационных характеристик собственных типов колебаний, а также дифракционных потерь. Описаны общие свойства гауссовых пучков и теория их преобразования идеальными оптическими системами. Анализируется искаже ние собственных волн при разъюстировке резонаторов. [c.2]

Начиная с первого успеха формулы Эйри, теория дифракщ1и приобретала все большую популярность, обеспечивая исследователей фундаментальными методами количественной оценки качества изображений и возможностей оптических систем формировать хорошо разрешенные изображения. Этот успех можно объяснить на известном примере. Размер центрального дифракционного диска в изображении точечного предмета не сильно зависит от точности установки плоскости наблюдения или от существования сферической аберрации. Например, вычисления показывают, что при дефокусировке на четверть длины волны размер диска охраняется практически неизменным. Это означает, что в данном случае прибор может разрешить две соседние точки так же, как и в идеальной оптической системе без аберраций. Интересно, что ситуация изменяется при наблюдении протяженных предметов. В частности, для тех же отклонений системы от идеальной наблюдается уже заметная потеря контраста в тонких деталях изображения протяженного предмета. Объяснение этому следует искать в изменении всей дифракционной картины изображения. Действительно, хотя размер центрального диска остается прежним, аберрации изменяют распределение интенсивности между центральным диском и концентрическими кольцами. Вычисления показывают, что при тех же аберрациях интенсивность колец увеличивается на 17% и соответственно уменьшается яркость центрального диска. [c.248]

При изучении интерферометров во многих случаях полезно пользоваться теорией, предложенной А. Н. Захарьевским [21]. Эта теория предусматривает аналогию между обычной идеальной оптической системой и идеальным интерферометром, а также исследование интерферометров методом последовательных приближений, принятым в геометрической оптике. [c.144]

Закон отражения является частным случаем закона преломления, если условно положить п = — п. Угол между нормалью к аеркал ьной поверхности и падающим лучом по-прежнему называется углом падения, а между нормалью и отраженным лучом — углом отражения. Численно угол отражения равен углу падения. Расходящийся из одной точки пучок лучей называется гомоцентрическим. Прйнято говорить, что точечный объект и его изображение находятся в сопряженных точках. Фронт волны, сходящийся в этом случае к изображению, является сферическим. Если источник света лежит в бесконечности, то лучи идут от него параллельным пучком, а фронт волны является плоскостью. Идеальная оптическая система соберет такой пучок в точку, которая называется задним главным фокусом оптической системы или просто главнглм фокусом. [c.12]

Про оптическую систему говорят, что она ивопланарна, если. при изменении положения точечного объекта в пространстве объектов меняется только положение изображения его в пространстве изображений, но вид его остается неизменным. Идеальная оптическая система строит изображение плоского объекта, перпендикулярного к оптической оси системы, полностью подобным самому объекту при этом изображение строится в сопряженной плоскости, которая также перпендикулярна к оптической оси. Ни одна реальная оптическая система не является не только идеальной, но даже изопланарной. [c.13]

В идеальной оптической системе все аберрации должны были бы быть уничтожены, ио полного исправления аберраций, даже в сколь угодно сложных системах, получить невозможно, как это может быть строго доказано на основаннн геометрической оптики. Как правило, усложняя систему, увеличивая число линз, применяя асферические поверхности н необычные сорта стекол или минералы, можно улучшить качество системы, но далеко в этом направлении идти нельзя, так как стоимость изготовления ставит естественный предел усложнению. [c.372]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...