К теме: идеальная оптическая система

Оптическая система любого прибора создается отражающими или преломляющими поверхностями, на которых происходит отражение или преломление лучей.

Центр гомоцентрического пучка, входящего в оптическую систему, называется предметной точкой, а центр гомоцентрического пучка, вышедшего из оптической системы, называются изображением предметной точки.

Светящаяся точка - источник излучения, не имеющий размеров.

Любая плоскость, содержащая оптическую ось, называется меридианальной.

Идеальная оптическая система любую точку в пространстве предметов изображает в виде только одной точки в пространстве изображений.

Для идеальной оптической системы любая прямая линия (луч) иди плоскость в пространстве изображений изображается в виде только одной сопряженной прямой линии или соответственно плоскости в пространстве изображений.

Плоскости, проходящие через фокусы перпендикулярно оптической оси системы, называются фокальными плоскостями (соответственно - передней и задней).

Главные плоскости проходят через главные точки перпендикулярно оптической оси и изображают друг друга с линейным увеличением, равным +1. Поэтому при построениях изображений в оптической системе можно считать, что между главными плоскостями лучи идут параллельно оптической оси.

Фокальные и главные точки полностью характеризуют оптическую систему в том смысле, что, зная положение этих точек, можно найти изображение любого предмета, даваемое оптической системой.

Сложение центрированных систем

Пусть две центрированные системы соединены вместе таким образом, что их оптические оси совпадают. Если известны параметры каждой системы, а также их взаимное расположение, то геометрическим построением или аналитическим расчетом можно определить положение всех кардинальных точек сложной оптической системы, состоящей из двух систем.

Обозначим фокусные расстояния первой системы через f и f ¢, a второй системы - через f и f ¢. Пусть D - расстояние от заднего фокуса F ¢ первой системы до переднего фокуса F второй системы. Это расстояние называется оптическим интервалом и определяется в соответствии с правилом знаков.

Для упрощения вычислений начало координат в пространстве предметов совместим с передним фокусом первой системы F, а начало координат в пространстве изображений с задним фокусом второй системы F ¢.

Координаты фокусов и фокусные расстояния сложной системы определяются выражениями:

X = f₁ · f ₁¢/ D, x¢ = – f₂ · f¢ ₂/ D,

f= –f₁ · f₂ / D ‚ f ¢ =f ¢ ₁ · f ¢ ₂/ D‚

Координаты главных точек определяются выражениями:

Xh = x + f = f₁ (f₁ ¢ – f₂) / D‚

xh ¢ = x ¢ + f ¢ = f₂ ¢ (f₁ ¢ – f₂) / D‚

Следовательно, xh / xh ¢ = f / f ¢.

Для определения положения главных плоскостей недостаточно знать только фокусное расстояние оптической системы, необходимо еще определить положение фокусов системы.

Для этого применяется зрительная труба настроенная на бесконечность. Определив с помощью зрительной трубы положения фокусов и откладывая от них отрезки равные фокусным расстояниям, можно определить положение главных плоскостей системы.