Товары не выбраны

СИСТЕМА ПОВЕРХНОСТЕЙ И НУЛЕВЫЕ ЛУЧИ

Оптическая система любого прибора создается отражающими или преломляющими поверхностями, на которых происходит отражение или преломление лучей. Назначение этих поверхностей может быть различным. С их помощью получают оптическое изображение предметов, освещают те или иные объекты и т. д. По отношению друг к другу эти поверхности могут быть расположены различно.

Наличие двух и более поверхностей создает систему поверхностей. Одна из таких систем с радиусами кривизны r₁, r₂, r₃ и r₄ и центрами сферических поверхностей С₁ С₂, С₃ и С₄ показана на рис. 6. Если центры сферических поверхностей расположены на одной прямой, то такая система называется центрированной.

Прямая, соединяющая центры всех сферических поверхностей,

называется оптической осью системы. Очевидно, что луч, совпадающий с оптической осью, проходит все поверхности без преломления. Плоскость же, которая содержит оптическую ось, называется меридиональной. Ясно, что таких плоскостей имеется бесконечное количество. Если оптическая система в этих плоскостях обладает одинаковыми свойствами, то она называется оптической системой круговой симметрии. К таким системам относятся многие известные системы (фотообъективы, зрительные трубы, микроскопы), составленные из сферических поверхностей.

Центрированная система может быть образована с помощью торических или цилиндрических поверхностей, но эти системы обладают различными свойствами в двух взаимно перпендикулярных направлениях и называются оптическими системами двоякой симметрии.

Оптическая же система, составленная из поверхностей, центры кривизны которых не лежат на одной оптической оси, называется кособокой.

Несферические поверхности, удовлетворяющие уравнениям высших порядков, применяются в осветительных системах и в объективах в тех случаях, когда необходимо достигнуть особо хорошее исправление аберраций или получить более простую конструкцию.

Преобладающая часть оптических приборов имеет центрированные оптические системы, которые и рассматриваются в дальнейшем.

Для удобства вывода различных уравнений введем понятие нулевых лучей. Нулевыми, или параксиальными, лучами называются лучи, идущие бесконечно близко к оптической оси, или под весьма малыми углами к ней. В этом случае синусы и тангенсы углов, образуемых лучами с осью, могут заменять друг друга и, кроме того, могут быть заменены значениями углов в радианах. Область, в пределах которой можно производить такие замены, называется нулевой, или параксиальной.

Формулы, выведенные для этой области на основе нулевых лучей, имеют простую математическую форму. Они также являются справедливыми и для оптической системы, в которую поступают широкие пучки лучей под большими углами к оптической оси, так как местоположение теоретического изображения одно и то же как для лучей нулевой области, так и для пучков лучей с конечными углами.