Образование оптического изображения

Теоретическое исследование образования оптического изображения началось с изучения структуры изображения точки, Эри в 1864 г. показал, что изображением точки, даваемым идеальным оптическим прибором, является дифракционное пятно, радиус которого можно вычислить в зависимости от длины волны и углового отверстия пучка. В 1879 г. Релей расширил область применения результата Эри, показав на ряде конкретных примеров, что идеальным (безаберрационным) оптическим прибором можно считать любой оптический прибор, в котором деформация волновой поверхности не превышает Я/4. Построением результирующего вектора колебаний в центре пятна рассеяния с помощью векторного метода Френеля довольно легко показать, что можно допустить отклонение фазы порядка л/2 без заметного изменения длины результирующего вектора. Интенсивность центрального максимума дифракционного пятна уменьшается всего лишь на 20%, если волновая поверхность заключена между сферами, расположенными на расстоянии Я/4 друг от друга это и есть знаменитое прав ило четверти волны Релея, которое мы рассмотрим в гл, д.. Присутствие аберраций, вызывающих [c.10]

Рис. 6. Образование оптического изображения согласно теории Аббе

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]

Основы современных представлений о процессах образования оптических изображений заложены в теории дифракционных решеток и интерферометрии [4, 5]. [c.19]

Работы Габора [1—5] сыграли выдающуюся роль в создании нового метода образования оптических изображений. В знак признания этого факта автор предложил назвать этот новый метод голографией-, этот термин характеризует процесс образования изображений с помощью голограмм. Этот новый термин составлен по аналогии со словом фотография , характеризующим образование изображений с помощью линз. [c.120]

Расстояния между атомами заключены в пределах 1—4 А. Поэтому дифракция на скоплениях атомов не может наблюдаться, например, в случае световых волн, имеющих длину в несколько тысяч ангстремов. Отсюда же следует и невозможность получения в световых лучах увеличенного изображения атомной структуры вещества, так как образование оптического изображения в конечном счете сводится к интерференционным явлениям. [c.8]

Исследование дифракционных явлений, имеющих места в оптической системах, лежит в основе теории образования оптического изображения. Развитию и формированию теории образования изображения способствовало применение преобразо- [c.335]

Геометрическая оптика игнорирует явления интерференции, поляризации, дифракции и другие явления физической оптики, абстрагируя тем самым законы образования оптического изображения. [c.5]

На рис. 120 представлена схема образования оптического изображения элементарного точечного источника звука при брег-212 [c.212]

Образование оптического изображения [c.67]

Оправдание такого широкого понимания термина дифракции (как всегда в подобных случаях)—его плодотворность. Например, техника создания микроскопов получила научную основу и смогла быть доведена до высокого совершенства лишь после того, как была построена теория, рассматривающая образование оптического изображения как один из случаев дифракции. [c.357]

Нетрудно показать, что член (р) описывает образование действительного изображения объекта. В этом мы убедились на примере точечного источника света (см. 59). Последовательно помещая экран в разные сечения области локализации действительного изображения, можно получать четкие изображения трехмерного объекта и его деталей, не применяя никаких дополнительных оптических систем. При таких наблюдениях легко обнаружить. [c.247]

Главная задача оптической системы состоит в образовании правильного изображения объекта, который в простейшем случае представляет собой плоскую картину, расположенную перпендикулярно к оптической оси системы. Правильное изображение требует соблюдения следующих условий [c.302]

Согласно теории Аббе, изображение в микроскопе получается двумя последовательными этапами 1) образованием дифракционной картины в фокальной плоскости х ) по методу Й. Фраунгофера 2) образованием из отклоненных пучков оптического изображения А"В" в сопряженной плоскости х". [c.369]

Схема образования изображения в микроскопе по Э. Аббе (1873 г.) ж — фокальная плоскость х" — сопряженная плоскость, в которой расположено оптическое изображение А", В", образованное отклоненным пучком лучей [c.369]

Дифракция является промежуточной стадией в формировании оптического изображения. Это означает, в частности, что на стадии дифракции мы можем путем расчета управлять процессом образования изображения. Указанное обстоятельство определяет многие аспекты оптической обработки (гл. 5). Другим главным следствием стала разработка методов определения атомной структуры кристаллов независимо от их сложности по результатам рентгеновской дифракции. [c.50]

Микроскоп построен по классической схеме Грену и состоит из двух самостоятельных оптических систем, каждая из которых дает отдельное изображение. Благодаря этому при наблюдении двумя глазами создается объемное представление о предмете. Каждая из оптических систем состоит из объектива, призменной системы для образования неперевернутого изображения и окуляра. Оптиче- [c.116]

Невзаимозаместимость проявляет себя также другим образом. Оптическая плотность изображения, создаваемая при экспозиции ft, оказывается меньше, когда E представляет собой последовательность прерывистых экспозиций Е , а не постоянную экспозицию. Иными словами, D < Dt при Эффект прерывистости зависит от частоты и наблюдается при высоких и низких интенсивностях как прямое следствие механизма и кинетики образования скрытого изображения. [c.122]

Образование фотографического изображения можно схематически описать следуюш,им образом. Объектив дает оптическое изображение объекта, характеризуемое некоторым законом распределения освещенности 1 у, z ). Это оптическое изображение получается на фотографической эмульсии, где оно претерпевает рассеяние следовательно, получается новое распределение светового потока, которое можно назвать действующим изображением. Действующее изображение ответственно за фотохимические процессы, которые обусловливают образование окончательного изображения,—-некоторые зерна бромистого серебра приобретают способность к проявлению и их совокупность образует после проявления фотографическое изображение. [c.251]

Качественное описание двухступенчатого голографического принципа образования изображения было дано в гл. 1. С методом голографии мы встречались также в гл. 5 в связи с той важ-ной ролью, которую голография играет в системах оптической фильтрации и при синтезе оптических изображений. [c.119]

Оно связывает линейные размеры предмета li и изображения 1 , образованного оптической системой. показатели преломления щ и 71о сред, где расположены предмет и изображение, и плоские углы Ui и U2 между оптической осью системы и крайними лучами, участвующими в отображении осевой точки предмета (рис. 1.6). Уравнение (1.4) легко проиллюстрировать на примере построения изображения предмета простой тонкой линзой диаметром D, расположенной в однородной среде (/г = j)- Пусть предмет длины находится па расстоянии а от линзы, а его изображение — на расстоянии Ъ. где а ш Ь связаны известным соотношением для тонкой линзы а ИЪ = 1// (/ — фокусное расстояние линзы). Из построения на рис. 1.6 легко получить соотношение IJl = = h a, определяющее линейное поперечное увеличение линзы. [c.23]

В исследовательских лабораториях фирмы Кодак подробно исследована температурная зависимость светочувствительности фотографических эмульсий. Показано, что форма кривых, представляющих зависимость светочувствительности от температуры, в значительной степени зависит от времени экспонирования при измерениях светочувствительности [1]. Кроме того, исследования по влиянию температуры на спектральную светочувствительность оптически сенсибилизированных эмульсий [2, 3] показали, что с падением температуры эффективность различных красителей уменьшается в различной степени. Кривые спектральной светочувствительности несенсибилизированных эмульсий ), опубликованные лабораториями Агфа [4], обнаруживают влияние химических сенсибилизаторов на форму этих кривых. Суммируя опыт этих двух лабораторий, мы решили исследовать температурную зависимость спектральной светочувствительности несенсибилизированных эмульсий, надеясь, что это исследование позволит расширить наши познания в области механизма образования скрытого изображения и природы химической сенсибилизации. [c.285]

Отношение светочувствительностей этих эмульсий при —190 и +25° быстро уменьшается от 400 тр в сторону длинных волн. В то время как для эмульсии а это уменьшение продолжается, отношение светочувствительностей остальных эмульсий достигает минимума между 460 и 490 т/. За этим минимумом отношение светочувствительностей для эмульсии Ь непрерывно увеличивается в сторону более длинных волн отношение для эмульсии с увеличивается до максимума и снова начинает уменьшаться и отношение для эмульсии d несколько возрастает и далее остается почти постоянным. Исходя из предположения, что эти явления связаны с оптическим поглощением веществ, образовавшихся в результате химической сенсибилизации, мы полагаем, что этими веществами являются мелкодисперсное металлическое серебро в эмульсии 6 и сернистое серебро в эмульсии с. В эмульсии d могла происходить деформация решетки вблизи поверхности. Повидимому, во всех трех случаях химическая сенсибилизация вызывает образование вакантных бромных узлов, которые способны облегчать образование скрытого изображения путем временного захвата электронов, освобожденных при освещении. [c.321]

Задание. 1. Изучить образование и распределение интенсивности в пространственно-частотных спектрах периодических структур амплитудной решетки, амплитудной сетки, фазовой прозрачной решетки, а также влияние фильтрации в плоскости пространственных частот на степень подобия изображения предмету. 2. Собрать и отъюстировать установку по схеме, показанной на рис. П.5. Изображение рассматриваемых предметов можно наблюдать либо увеличенным на экране, либо уменьшенным с помощью микроскопа. В последнем случае, очевидно, объектив должен иметь меньший фокус. 3. Наблюдать Фурье-спектр и оптическое изображение решетки, сетки, фазовой решетки 4. Измерить постоянную решетки и постоянные сетки, [c.510]

Поскольку такой подход обычен в различных областях теоретической и прикладной физики, для нас нет ничего неожиданного в том, что формирование оптического изображения можно описать интегралом свертки, взятым по плоскости объекта, причем весовой функцией для интеграла служит распределение освещенности в изображении точечного источника. Такое представление кажется настолько логичным, что может возникнуть желание непосредственно воспользоваться всеми методами, разработанными в теории электрических цепей, и применить их для описания процесса образования изображения в оптических системах. Но безоговорочное применение этих методов в оптике может привести к ошибочным выводам, так как пространственные фильтры в некоторых отношениях существенно отличаются от временных фильтров. В дальнейшем мы будем рассматривать в основном лишь оптические системы, линейные относительно квадрата электрического вектора, усредненного по времени, т. е. интенсивности света. Тем не менее значительная часть излагаемого материала будет применима (с некоторыми модификациями) к инфракрасным, телевизионным [c.30]

Увеличение микроскопа равно произведению соответствую, щих увеличений объектива и окуляра. При микрофотографировании, т. е. при проектировании образованного объективом изображения через окуляр на экран, существует связь между общим увеличением действительного изображения, разрешающей способностью различных оптических систем, длиной тубуса микроскопа и расстоянием, на которое проектируется изображение. Следующее соотношение дает возможность приблизительно определить увеличение спроектированного изображения [c.12]

Для образованна точечного изображения необходимо, чтобы оптическая длина пути от точки до точки Аь Доль любого луча была бы величиной постоянной. Это условие вытекает из принципа Ферма, согласно которому оптическая длина пути одного луча отличается от оптической длины пути другого луча на величину второго порядка малости. Тогда для осевого луча [c.131]

Изображение какой-либо точки предмета воспринимается всегда как совокупность действия пучка лучей, а наклонный пучок лучей после преломления в оптической системе разлагается, на составные части в преде хах рассматриваемого диапазона спектра. Явление комы имеет место не только для лучей с длиной волны, принятой за основную (эффективную), но и для всех других лучей спектра. Поэтому пятно рассеяния является результатом действия всех лучей данного участка спектра. Чтобы упростить рассмотрение образования точки изображения и оценку ее нерезкости, учитывают хроматическую разность аберраций наклонных лучей в меридиональной плоскости. Это явление аналогично меридиональной коме и сферической аберрации наклонного пучка лучей, но рассматривается для различных длин волн. [c.168]

Глаз наблюдателя (рис. 103), помещенный в точку Р , видит предмет I под углом V, а изображение V этого предмета, образованное оптической системой, наблюдает с расстояния к под углом . При положении предмета в бесконечности (опуская знаки) Г — ш, но одновременно V = к tg и. Если оптическая система расположена в однородной среде и пи са ш, и угол V практически мало отличается от ы/, то1 да [c.185]

Разрешающая способность, определяемая уравнением (509), имеет место при визуальном наблюдении изображения, образованного фотографическим объективом Обычно фотографическое изображение является результатом воздействия оптического изображения на светочувствительный слой, разрешающая способность которого влияет на разрешающую способность системы объектив + слой. Тогда ожидаемая разрешающая способность при испытании объективов с помощью мир абсолютного контраста определится формулой [c.278]

Упрощенная структурная схема телевидения показана на рис. 239. Изображение предмета 1, образованное объективом 2, совмещается с фотокатодом 3 передающей телевизионной трубки. В этой трубке на мишени 4 оптическое изображение преобразуется в электрическое. Воз- [c.410]

В астрономии, инфракрасной микроскопии, рентгенологии, в приборах ночного видения и т. д. используют визуальные оптические системы с промежуточным преобразованием изображения, образованного оптической системой, в электронное, превращаемое затем в видимое [c.438]

Явление разложения на монохроматические составляющие сложного по спектральному составу излучения при его прохождении через линзовые оптические системы обнаруживается уже в параксиальной области. При этом параксиальные изображения предмета, образованные оптической системой в лучах с различными длинами волн, будут различаться как по положению, так и по размеру в зависимости от оптических характеристик мате- риалов (см. гл. V, п. 25), из которых изготовлены линзы. [c.162]

При этом обязательным условием является применение усиливающих флюоресцентных экранов. Ионизирующее излучение сначала падает на экран, покрытый флюорес-щмггным слоем для образования оптического изображения. Затем ( 1икснруется на фотобумаге, контактирующей с экраном. [c.119]

Изучив теорию образования оптического изображения совершенным прибором, а также прибором, обладающим аберрациями, рассмотрим теперь вопрос о выборе общего метода оценки качества изображения, не прибегая предварительно к понятию контраста. Для этого можно попытаться применить к оптике теорию информации. Образование оптического изображения может быть уподоблено передаче электрических или акустических сигналов с этой целью достаточно заменить переменную время пространственными координатами у, z в плоскости изображений, что устанавливает достаточно тесную аналогию между этими двумя категориями явлений частоты электрических сигналов заменяются пространственными частотами впрочем эти два вида частот пропорциональны, если вести исследование изображения сканированием ( выметанием ) с постоянной скоростью, как это осуществляется в телевизионных установках. Очевидно, что теория информации позволяет подыскать общий язык для изучения о бразоваеия изображения и для его передачи средствами радиоэлектроники. Вероятно, можно ждать плодотворных результатов от общего изучения качества оптического изображения с оригинальной точки зрения теории информации. В связи с этим мы приведем здесь некоторые элементы этой теории, позволяющие рассматривать с новой точки зрения ряд обычных простых вопросов. [c.203]

Многие поразительные успехи, достигнутые в оптике за последние 10—20 лет, непосредственно связаны с прогрессом в радиоэлектронике, и в частности в таких ее разделах, как техника связи, СВЧ-электроника и радиоастрономия. Наиболее примечательное сходство оптики и радиоэлектроники обнаружилось благодаря успешному применению операционного метода Фурье для анализа процессов образования оптического изображения и в спектроскопии, а также благодаря использованию оптических резонансных систем и управления при помощи оптической обратной связи (например, в лазерах, волоконной оптике и в ин-терферометрическом управлении станками). Исключительная простота оптических вычислительных устройств и когерентных (гетеродинных) детекторов в технике связи подкрепляет эту аналогию. Общность оптики и радиоэлектроники проявляется и в эффективном использовании обеими этими дисциплинами статистических и когерентных свойств электромагнитных сигналов и излучения, в успешном развитии методов усиления яркости света и управления лазерным пучком и, наконец, в недавних новых успехах безлинзовой фотографии и техники автоматического распознавания образов. Нелинейная оптика представляет собой другой пример фундаментальной общности теории и техники эксперимента для всех диапазонов электромагнитных волн. Единство принципов и методов связывает астрономию, радиоастрономию, физику электромагнетизма и радиоэлектронику. Работы по установлению и использованию этих фундаментальных принципов в пределах всего электромагнитного спектра весьма эффективно содействовали появлению новых направлений в науке и технике и привели к созданию новой дисциплины, получившей название радиооптики. [c.15]

Теперь нетрудно перейти к рассмотрению процесса образования оптического изображения. Построим две пло-екости (фиг. 3.6) одну слева от передней вершины преломляющей поверхности V и другую справа от задней вершины преломляющей поверхности V. Преобразование [c.67]

Геометрические аберрации в центрированных системах, т. е. отступления от параксиальной оптики, вызываются непараксиальными пучками лучей, участвующими в образовании оптических изображений. Дадим классификацию таких аберраций. [c.101]

Согласно закону взаимозаместимости, для фотографических эмульсий оптическая плотность (D) изображения является функцией только полной экспозиции (/Х/)и не зависит от величин/ и t, взятых по отдельности. Но механизм и кинетика образования скрытого изображения таковы, что закон взаимозаместимости не выполняется для экспозиции с высокой освещенностью (малые выдержки) и с низкой освещенностью (большие выдержки). Невыполнение закона взаимозаместимости в этих двух крайних случаях называют высоко- и низкоинтенсивным отступлением от закона взаимозаместимости или просто невзаимозаместимостью. Вообще говоря, для любой эмульсии существует единственная оптимальная комбинация IXt, при которой достигается данная плотность,— все остальные комбинации дают более низкое ее значение. Но это условие не вызывает большого беспокойства, как может показаться, поскольку для современных эмульсий, с которыми приходится иметь дело, закон взаимозаместимости эффективно выполняется в широком интервале комбинаций IXt. Данные, характеризующие выполнение закона взаимозаместимости для эмульсии, представляются графически в виде зависимости логарифма экспозиции IgE, требуемой для получения заданной плотности Z hbi от Ig/. На рис. 12 показан пример типичной эмульсии постоянное время экспозиции имеет вид прямых линий, пересекающих под углом 45° прямоугольную сетку таким образом, чтобы выполнялось условие E—lxt. Кривые (отступление от закона) невзаимозаме-стимости для различных длин волн имеют по существу такой же вид, но несколько сдвинуты по оси времени, так что полное количество освещения остается постоянным. Кривые принято выражать [c.121]

Книга известных французских специалистов Мареша-ля и Франсона Структура оптического изображения восполняет имеющийся пробел в литературе, посвященной оптическим системам. В этой книге изложена в сжатом (иногда даже чрезмерно), но наглядном виде теория образования изображений оптическими приборами, приведен математический аппарат, необходимый для проведения вычислений, решен ряд конкретных задач, связанных с распределением света в изображениях сложных объектов при различных условиях освещения (когерентном, частично когерентном и некогерентном), и приведен довольно разнообразный иллю1стративный материал, относящийся к этому вопросу. [c.6]

Такая детализация была совершенно необходима, поскольку процесс образования скрытого изображения значительно более сложен, чем это казалось в период появления указанной теории. Основные работы в этом направлении были проведены в последние годы. В этот период ясно обнаружилась необходимость детального изучения реальных кристаллов галоидного серебра. Сильно возросло значение физических методов исследования измерение фотопроводимости, теплоемкости, термического расширения, электропроводности, изотопного обмена, спектров поглощения и структуры решетки (методами рентгеноструктурного и электронографического анализов). Кроме того, возросла роль физико-химических методов — изучение кинетики и термодинамики процессов созревания, фотолиза и проявления. Наконец, в самое последнее время, в связи с выявлением глубокой аналогии между серебряногалоидными и щелочногалоидными кристаллами, последние стали широко использоваться в качестве моделей кристаллов галоидного серебра, ибо они являются более благоприятными объектами для оптических исследований. [c.4]

Эти результаты, кроме непосредственного интереса применительно к образованию оптического и электронно-оптического изображений и дифракционных картин, представляют интерес н для дифракции рентгеновских лучей. В самом деле, Тейлор и Липсон [371 ] графически использовали оптический дифра1Л ометр для моделирования рентгеновской дифракционной картины и структуры кристалла по амплитудам рассеяния. [c.67]

Но своему назначению акустич, фокусирующие системы могут быть разбиты на три основные группы излучающие, приемные и системы для получения звуковых изображений. Излучающие системы применяются для создания высокой интенсивности в фокальной области (см. Концентратор акустический) — для целей ультразвуковой технологии, а также при медицинских и биологич, исследованиях. Нри приеме акустич, волп Ф. з. применяется для повышения остроты характеристики направленности приемных устройств, что особенно существенно при наличии диффузного поля помех. Преобразователь располагается в фокальном пятне приемной системы. К системам, предназначенным для образования звукового изображения, предъявляются более жесткие требования, аналогичные требованиям, предъявляемым к оптич. объективам. Наряду с разрешающей способностью, определяемой размерами фокального пятна, требуется также отсутствие геометрич. и волновых аберраций (см. Аберрации оптических систем) в пределах заданного угла наблюдения. Получающееся в фокальной плоскости фокусирующей системы звуковое изображение, представляющее собой пространственное распределепие звуковой энергии, снец. методами преобразуется в видимое (см. Визуализация звуковых полей). [c.326]

Реальный источник S часто называют первичным источником, излучаемую им волну—первичной волной, фиктивные источники, о которых только что шла речь,—вторичными источниками, волны, которые излучают вторичные источники,—вторичными волнами. Можно сказать, пользуясь этими терминами принцип Гюйгенса—Френеля позволяет представить первичную волну вне а как суперпозицию вторичных волн, излучаемых точками поверхности а. Задача о распространении первичной волны сводится в результате к задаче о суперпозиции вторичных волн, т. е. задаче, аналогичной тем, которые были рассмотрены в гл. VIII. Благодаря этому тот факт, что в зависимости от фазовых соотношений волны могут как усиливать, так и ослаблять друг друга, приобретает решающее значение для понимания явлений дифракции, в частности образования тени или оптического изображения. [c.358]

В очень многих технических областях, имеющих важное практическое значение, например при решении вопросов формирования световых пучков (светотехника), образования изображения (оптотехника), правильные решения можно получить не решая волновых уравнений, а гораздо более простым путем с помощью представлений геометрической оптики. Интуитивно попятные и применяемые обычно без дополнительных объяснений методы геометрической оптики основаны на понятии отдельных световых лучей, поведение которых в окружаюпшх средах было установлено экспериментально. Построения с помоп1ью световых лучей достаточно формальны, удобны в использова1И1и и в большом числе случаев вполне адекватно описывают формирование даже самых сложных оптических изображений. [c.38]

Для наблюдения в темноте и в плохих условиях видимости применяют оптическую систему в виде зрительной трубы с электронно-оптическим преобразователем (ЭОП). Электронно-оптическим преобразователем называется электровакуумное устройство, преобразующее оптическое изображение, образованное какой-либо оптической системой на фотокатоде в виде невидимого глазом ультра- [c.383]

На образование же телевизионного изображения влияют многие технические показатели, такие как 1) размер фотокатода передающей трубки 2) число активных строк разложения 3) частота мельканий 4) яркость элементов оптического изображения 5) число градаций яркостей 6) контраст оптического изображения 7) равномерность с на 8) резкость границ изображения 9) геометрические искажения формы телевизионного изображения 10) его стационарные помехи в виде окантовки и тянучек и И) флуктуационные помехи (шумы). Из этого следует, что выработка однозначного критерия или группы критериев качества изрбражения является важной проблемой, кЬторая в настоящее время еще не решена. [c.412]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...