ТОНКАЯ ЛИНЗА И СИСТЕМА ТОНКИХ ЛИНЗ
Если в реальной толстой линзе толщина мала по сравнению с радиусами кривизны преломляющих поверхностей, то такая линза называется тонкой. Главные плоскости тонкой линзы совпадают.
Представим себе систему из трех тонких линз с главными точками H1, H2 и H3 (рис. 60), расположенными друг от друга на расстояниях d1 и d2.
Направим в систему луч под углом а=0. По известному правилу графического определения положения главных плоскостей найдем положение эквивалентной задней главной плоскости Нэ'. Расстояние H'эF'=f'а равно эквивалентному заднему главному фокусному расстоянию сложной системы из трех тонких линз.
Все сложные оптические системы, а в практике главным образом с ними и приходится встречаться, можно представить в виде систем тонких линз. Рассмотрим основные признаки таких систем. Все реальные оптические системы классифицированы по признакам положения предмета и изображения.
1. Предмет расположен в бесконечности (-∞), а изображение находится на конечном расстоянии. Примером такой системы является фотографический объектив (рис. 61, а). К этим системам относятся любые сложные оптические приборы, предназначенные для наблюдения или фотографирования бесконечно удаленных предметов, при условии, что в пространстве изображений изображение располагается на конечном расстоянии от системы. Это изображение или фотографируется с помощью светочувствительного материала, или непосредственно рассматривается на матовой поверхности наблюдателем, или передается по электронно-оптическому тракту, если предварительно образовано на фотокатоде ЭОПа или телевизионной передающей трубки. Такие системы будем называть фотографическими.
2. Предмет расположен в бесконечности (-∞). Изображение находится также в бесконечности ( + ∞). Примером такой системы является зрительная труба (рис. 61, а). К этим системам относятся любые сложные оптические приборы, предназначенные для визуального наблюдения бесконечно удаленных предметов. К их числу относится большая группа военных и геодезических наблюдательных приборов: бинокли, стереотрубы, прицелы, дальномеры, перископы, нивелиры, теодолиты и др. Системы подобного рода называются телескопическими, или афокальными.
3. Предмет расположен на конечном расстоянии, а изображение — в бесконечности ( + ∞). Примером такой системы является микроскоп (рис. 61, в). К этим системам относятся любые сложные оптические приборы, предназначенные для визуального наблюдения близко расположенных предметов. К их числу относится большая группа различных микроскопов: отсчетных, биологических, поляризационных, а также фотограмметрические приборы: стереометры, компараторы, стереопланиграфы. Такие системы называются системами микроскопа.
4. Предмет расположен на конечном расстоянии и изображение также находится на конечном расстоянии. Примерами такой системы являются проекционный объектив и фоторепродукционный объектив(рис. 61,г). К этим системам относятся любые сложные оптические приборы, предназначенные для наблюдения или фотографирования предметов, расположенных на конечном расстоянии, при условии, что в пространстве изображений изображение располагается на конечном расстоянии от системы. Это изображение или фотографируется на светочувствительном материале, или рассматривается на экране. Экраном может быть и матовое стекло.
В зависимости от характера приема изображения такие системы называются проекционными, или репродукционными. К числу проекционных систем относятся все виды кинопроекционных аппаратов, диаскопы, эпископы, эпидиаскопы, проекционные аппараты для контроля деталей в машиностроении и др. К числу репродукционных систем относятся фотографические репродукционные аппараты, ультрафоты, фотоувеличители и др.
К этим четырем группам можно свести все разнообразие оптических приборов. Есть приборы, которые имеют устройства ряда таких групп. Эти четыре группы приборов имеют свои отличительные свойства, теорию и особенности. Осветительные устройства всех этих систем не влияют на их классификацию.