- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Идеальные оптические системы презентация
Содержание
- 1. Идеальные оптические системы
- 2. Элементы оптических систем Оптическая система – это
- 3. Оптические среды Оптические среды – это прозрачные
- 4. Оптические среды Оптические материалы описывают: значениями коэффициентов
- 5. Основные характеристики стекол Показатель преломления для основной длины волны
- 6. Число Аббе Число Аббе (коэффициент относительной дисперсии): или
- 7. Пример из тестов Как изменяется показатель преломления
- 8. Оптические поверхности Оптическая поверхность – это гладкая
- 9. Диафрагмы Диафрагма – это металлический экран с
- 10. Центрированная оптическая система Центрированная оптическая система –
- 11. Центрированная оптическая система Нумерация элементов оптической системы:
- 12. Правила знаков Положительным направлением света считается распространение слева направо
- 13. Правила знаков Угол между лучом и оптической
- 14. Физические и расчетные поверхности Оптические системы:
- 15. Меридиональная и сагиттальная плоскости Меридиональная плоскость –
- 16. Предмет и изображение в оптической системе Предмет
- 17. Сопряженные точки Сопряженные точки – это точки,
- 18. Типы предмета и изображения Ближний тип –
- 19. Пример из тестов Сагиттальная плоскость это: проходящая
- 20. Теория идеальных оптических систем В параксиальной области,
- 21. Линейное (поперечное) увеличение Линейное увеличение оптической системы
- 22. Угловое увеличение Угловое увеличение оптической системы –
- 23. Продольное увеличение Продольное увеличение оптической системы –
- 24. Кардинальные точки и отрезки Главные плоскости системы
- 25. Кардинальные точки и отрезки Задняя фокальная плоскость
- 26. Кардинальные точки и отрезки Расстояние от задней
- 27. Кардинальные точки и отрезки Передняя фокальная плоскость
- 28. Кардинальные точки и отрезки Переднее фокусное расстояние
- 29. Кардинальные точки и отрезки если
- 30. Пример из тестов Величина SH=-50мм. При отображении
- 31. Пример из тестов Какие из перечисленных плоскостей
- 32. Построение изображения точки
- 33. Построение хода луча
- 34. Построение хода лучей Более подробно правила и
- 35. Связь между положением и размером предмета и изображения Схема для вывода основных соотношений параксиальной оптики
- 36. Связь между положением и размером предмета и
- 37. Связь между положением и размером предмета и
- 38. Угловое увеличение и узловые точки Из :
- 39. Угловое увеличение и узловые точки Узловые
- 40. Частные случаи положения предмета и изображения
- 41. Частные случаи положения предмета и изображения
- 42. Связь продольного увеличения с поперечным и угловым Отрезки , :
- 43. Связь продольного увеличения с поперечным и угловым
- 44. Пример из тестов Продольное увеличение для бесконечно
- 45. Диоптрийное исчисление Диоптрийное исчисление – это измерение
- 46. Пример из тестов Оптическая и приведенная длины
- 47. Инвариант Лагранжа-Гельмгольца Линейный размер предмета и угловой размер пучка лучей:
- 48. Решение задач Примеры вычисления параксиальных параметров линз
Элементы оптических систем Оптическая система – это совокупность оптических сред, разделенных оптическими поверхностями, которые ограничиваются диафрагмами оптическая система предназначена для формирования изображения путем перераспределения в пространстве электромагнитного поля, исходящего из предмета
Слайд 2Элементы оптических систем
Оптическая система – это совокупность оптических сред, разделенных оптическими
поверхностями, которые ограничиваются диафрагмами
оптическая система предназначена для формирования изображения путем перераспределения в пространстве электромагнитного поля, исходящего из предмета
оптическая система предназначена для формирования изображения путем перераспределения в пространстве электромагнитного поля, исходящего из предмета
Оптическая система может состоять из функциональных элементов:
оптические среды
оптические поверхности
зеркала
диафрагмы
дифракционные оптические элементы
Слайд 3Оптические среды
Оптические среды – это прозрачные однородные среды с точным значением
показателя преломления:
воздух (вакуум)
оптические стекла
оптические кристаллы
воздух (вакуум)
оптические стекла
оптические кристаллы
Дисперсия оптических материалов – это зависимость показателя преломления от длины волны
Слайд 4Оптические среды
Оптические материалы описывают:
значениями коэффициентов дисперсионной формулы
значениями показателя преломления для различных
длин волн
Стандартные длины волн (Фраунгоферовы линии):
Слайд 7Пример из тестов
Как изменяется показатель преломления материалов при увеличении длины волны
излучения?
монотонно убывает в полосе пропускания
монотонно убывает
монотонно возрастает
монотонно возрастает в полосе пропускания
меняется по гармоническому закону
Три спектральных линии F, e, g излучают одинаковый лучистый поток. Расположите их в порядке возрастания видимой яркости:
F
e
g
монотонно убывает в полосе пропускания
монотонно убывает
монотонно возрастает
монотонно возрастает в полосе пропускания
меняется по гармоническому закону
Три спектральных линии F, e, g излучают одинаковый лучистый поток. Расположите их в порядке возрастания видимой яркости:
F
e
g
Слайд 8Оптические поверхности
Оптическая поверхность – это гладкая регулярная поверхность точно известной формы:
плоская
сферическая
асферическая
Слайд 9Диафрагмы
Диафрагма – это металлический экран с круглым отверстием:
диафрагма может быть самостоятельным
элементом оптической системы
Слайд 10Центрированная оптическая система
Центрированная оптическая система – это оптическая система, которая имеет
ось симметрии и сохраняет все свои свойства при вращении вокруг этой оси
все плоские поверхности перпендикулярны оси
центры всех сферических поверхностей принадлежат оси
все диафрагмы круглые, центры всех диафрагм принадлежат оси
все среды либо однородны, либо распределение показателя преломления симметрично относительно оси
Слайд 11Центрированная оптическая система
Нумерация элементов оптической системы:
нумерация элементов ведется по ходу луча
расстояния между поверхностями откладываются по оси
Слайд 13Правила знаков
Угол между лучом и оптической осью считается положительным, если для
совмещения оси с лучом ось нужно вращать по часовой стрелке
Слайд 14Физические и расчетные поверхности
Оптические системы:
линзовые
зеркальные
зеркально-линзовые
после отражающей поверхности показатель преломления, осевое
расстояние и угол отражения меняют знак на противоположный
Слайд 15Меридиональная и сагиттальная плоскости
Меридиональная плоскость – это плоскость, проходящая через оптическую
ось
Сагиттальная плоскость – это плоскость, которая содержит луч, перпендикулярна меридиональной плоскости и не проходит через ось
может быть ломаной и рассматривается по частям
Сагиттальная плоскость – это плоскость, которая содержит луч, перпендикулярна меридиональной плоскости и не проходит через ось
может быть ломаной и рассматривается по частям
Слайд 16Предмет и изображение в оптической системе
Предмет – это совокупность точек, из
которых выходят лучи, попадающие в оптическую систему:
вся возможная совокупность точек образует пространство предметов
пространство предметов может быть действительным или мнимым
Оптическая система делит все пространство на две части:
пространство предметов
пространство изображений
Плоскость предметов и плоскость изображений – это плоскости, перпендикулярные оптической оси и проходящие через предмет и изображение
вся возможная совокупность точек образует пространство предметов
пространство предметов может быть действительным или мнимым
Оптическая система делит все пространство на две части:
пространство предметов
пространство изображений
Плоскость предметов и плоскость изображений – это плоскости, перпендикулярные оптической оси и проходящие через предмет и изображение
Слайд 17Сопряженные точки
Сопряженные точки – это точки, одна из которых является изображением
другой в соответствии с законами параксиальной оптики
для идеальных оптических систем каждой точке пространства предметов обязательно соответствует идеально сопряженная ей точка в пространстве изображений
Сопряженные линии – это линии, для которых каждая точка линии в пространстве предметов сопряжена с каждой соответствующей точкой линии в пространстве изображений
для идеальных оптических систем каждой точке пространства предметов обязательно соответствует идеально сопряженная ей точка в пространстве изображений
Сопряженные линии – это линии, для которых каждая точка линии в пространстве предметов сопряжена с каждой соответствующей точкой линии в пространстве изображений
Слайд 18Типы предмета и изображения
Ближний тип – предмет (изображение) расположены на конечном
расстоянии, поперечные размеры измеряются в единицах длины
Дальний тип – предмет (изображение) расположены в бесконечности, поперечные размеры выражены в угловой мере
термины “конечное расстояние” и “бесконечность” условны и соответствуют более или менее близкому расположению предмета (изображения) по отношению к оптической системе
Дальний тип – предмет (изображение) расположены в бесконечности, поперечные размеры выражены в угловой мере
термины “конечное расстояние” и “бесконечность” условны и соответствуют более или менее близкому расположению предмета (изображения) по отношению к оптической системе
Слайд 19Пример из тестов
Сагиттальная плоскость это:
проходящая через оптическую ось перпендикулярно меридиональной
не проходящая
через оптическую ось, перпендикулярная меридиональной
любая, не проходящая через оптическую ось
любая плоскость, перпендикулярная меридиональной
любая плоскость, содержащая луч и перпендикулярная оптической оси
Предмет дальнего типа характеризуется тем, что:
его величина измеряется в угловой мере
он находится на расстоянии, большем, чем десять фокусных расстояний
от него идут параллельные пучки лучей
он расположен на бесконечности
он находится на расстоянии, на порядок большем диаметра первого компонента
любая, не проходящая через оптическую ось
любая плоскость, перпендикулярная меридиональной
любая плоскость, содержащая луч и перпендикулярная оптической оси
Предмет дальнего типа характеризуется тем, что:
его величина измеряется в угловой мере
он находится на расстоянии, большем, чем десять фокусных расстояний
от него идут параллельные пучки лучей
он расположен на бесконечности
он находится на расстоянии, на порядок большем диаметра первого компонента
Слайд 20Теория идеальных оптических систем
В параксиальной области, любая реальная система ведет себя
как идеальная:
каждой точке пространства предметов можно поставить в соответствие сопряженную ей точку в пространстве изображений
каждая прямая линия имеет сопряженную ей прямую линию в пространстве изображений
каждая плоскость пространства предметов имеет сопряженную ей плоскость в пространстве изображений
Из этих положений следует, что:
меридиональная плоскость имеет сопряженную ей меридиональную плоскость в пространстве изображений
плоскость в пространстве предметов, перпендикулярная оптической оси, имеет сопряженную ей плоскость, перпендикулярную оптической оси в пространстве изображений
каждой точке пространства предметов можно поставить в соответствие сопряженную ей точку в пространстве изображений
каждая прямая линия имеет сопряженную ей прямую линию в пространстве изображений
каждая плоскость пространства предметов имеет сопряженную ей плоскость в пространстве изображений
Из этих положений следует, что:
меридиональная плоскость имеет сопряженную ей меридиональную плоскость в пространстве изображений
плоскость в пространстве предметов, перпендикулярная оптической оси, имеет сопряженную ей плоскость, перпендикулярную оптической оси в пространстве изображений
Слайд 21Линейное (поперечное) увеличение
Линейное увеличение оптической системы – это отношение линейного размера
изображения в направлении, перпендикулярном оптической оси, к соответствующему размеру предмета в направлении перпендикулярном оптической оси:
Слайд 22Угловое увеличение
Угловое увеличение оптической системы – это отношение тангенса угла между
лучом и оптической осью в пространстве изображений к тангенсу угла между сопряженным с ним лучом в пространстве предметов и осью:
Слайд 23Продольное увеличение
Продольное увеличение оптической системы – это отношение бесконечно малого отрезка,
взятого вдоль оптической оси в пространстве изображений, к сопряженному с ним отрезку в пространстве предметов:
Слайд 24Кардинальные точки и отрезки
Главные плоскости системы – это пара сопряженных плоскостей,
в которых линейное увеличение равно единице ( )
Главные точки H и H′ – это точки пересечения главных плоскостей с оптической осью
Главные точки H и H′ – это точки пересечения главных плоскостей с оптической осью
Слайд 25Кардинальные точки и отрезки
Задняя фокальная плоскость – это плоскость в пространстве
изображений, сопряженная с бесконечно удаленной плоскостью в пространстве предметов
Задний фокус F′ – это точка на оптической оси в пространстве изображений, сопряженная с бесконечно удаленной точкой, расположенной на оптической оси в пространстве предметов
Задний фокус F′ – это точка на оптической оси в пространстве изображений, сопряженная с бесконечно удаленной точкой, расположенной на оптической оси в пространстве предметов
Слайд 26Кардинальные точки и отрезки
Расстояние от задней главной точки до заднего фокуса
называется задним фокусным расстоянием f′
Расстояние от последней поверхности до заднего фокуса называется задним фокальным отрезком SF′
Расстояние от последней поверхности до заднего фокуса называется задним фокальным отрезком SF′
Слайд 27Кардинальные точки и отрезки
Передняя фокальная плоскость – это плоскость в пространстве
предметов, сопряженная с бесконечно удаленной плоскостью в пространстве изображений
Передний фокус F – это точка на оптической оси в пространстве предметов, сопряженная с бесконечно удаленной точкой, расположенной на оптической оси в пространстве изображений
Передний фокус F – это точка на оптической оси в пространстве предметов, сопряженная с бесконечно удаленной точкой, расположенной на оптической оси в пространстве изображений
Слайд 28Кардинальные точки и отрезки
Переднее фокусное расстояние f – это расстояние от
передней главной точки до переднего фокуса.
Передний фокальный отрезок SF – это расстояние от первой поверхности до переднего фокуса
Передний фокальный отрезок SF – это расстояние от первой поверхности до переднего фокуса
Слайд 29Кардинальные точки и отрезки
если –
система собирающая (положительная)
если – система рассеивающая (отрицательная)
если – система рассеивающая (отрицательная)
Слайд 30Пример из тестов
Величина SH=-50мм. При отображении на чертеже расстояние откладывается:
вправо
влево
от передней
главной плоскости
от задней главной плоскости
от переднего главного фокуса
от заднего главного фокуса
от предмета
от изображения
от первой поверхности системы
от последней поверхности системы
от задней главной плоскости
от переднего главного фокуса
от заднего главного фокуса
от предмета
от изображения
от первой поверхности системы
от последней поверхности системы
Слайд 31Пример из тестов
Какие из перечисленных плоскостей не являются сопряженными?
передняя и задняя
главные плоскости
передняя и задняя фокальные плоскости
меридиональная плоскость в пространстве предметов и в пространстве изображений
сагиттальная плоскость в пространстве предметов и в пространстве изображений
передняя и задняя узловые плоскости
Лучи, идущие параллельно друг другу в пространстве изображений:
будут идти параллельно в пространстве предметов
сойдутся в одной точке на задней фокальной плоскости
пройдут через одну и ту же точку на передней фокальной плоскости
пересекут одну и ту же точку на задней главной плоскости
пересекутся в точке переднего фокуса
передняя и задняя фокальные плоскости
меридиональная плоскость в пространстве предметов и в пространстве изображений
сагиттальная плоскость в пространстве предметов и в пространстве изображений
передняя и задняя узловые плоскости
Лучи, идущие параллельно друг другу в пространстве изображений:
будут идти параллельно в пространстве предметов
сойдутся в одной точке на задней фокальной плоскости
пройдут через одну и ту же точку на передней фокальной плоскости
пересекут одну и ту же точку на задней главной плоскости
пересекутся в точке переднего фокуса
Слайд 34Построение хода лучей
Более подробно правила и примеры построения хода лучей в
оптической системе рассматриваются в практическом занятии "3. Построение хода лучей в оптической системе" и в приложении "Построение изображения и хода лучей в тонких компонентах".
Слайд 35Связь между положением и размером предмета и изображения
Схема для вывода основных
соотношений параксиальной оптики
Слайд 37Связь между положением и размером предмета и изображения
Если оптическая система находится
в однородной среде:
Слайд 39Угловое увеличение
и узловые точки
Узловые точки – точки, в которых угловое
увеличение равно единице (если , )
если оптическая система находится в однородной среде, то узловые точки совпадают с главными
Слайд 40Частные случаи положения предмета и изображения
:
, линейное увеличение , угловое увеличение
предмет и изображение – это главные плоскости
предмет и изображение – это главные плоскости
Слайд 41Частные случаи положения предмета и изображения
:
, линейное увеличение , угловое увеличение
предмет находится в переднем фокусе, а изображение – в бесконечности
предмет находится в переднем фокусе, а изображение – в бесконечности
Слайд 44Пример из тестов
Продольное увеличение для бесконечно малых продольных отрезков:
положительно, если отношение
показателей преломления в пространствах предметов и изображений положительно
положительно для положительных систем, отрицательно для отрицательных
всегда положительно
всегда отрицательно
положительно, если предмет расположен перед передним фокусом и отрицательно, если за ним
положительно для положительных систем, отрицательно для отрицательных
всегда положительно
всегда отрицательно
положительно, если предмет расположен перед передним фокусом и отрицательно, если за ним
Слайд 45Диоптрийное исчисление
Диоптрийное исчисление – это измерение продольных отрезков в обратных единицах
(диоптриях):
где – приведенная длина
1 дптр соответствует отрезку в 1 м, 1 кдптр соответствует отрезку в 1 мм
где – приведенная длина
1 дптр соответствует отрезку в 1 м, 1 кдптр соответствует отрезку в 1 мм
Слайд 46Пример из тестов
Оптическая и приведенная длины отрезка:
относятся как квадрат показателя преломления
среды
относятся как показатель преломления без единицы
относятся как
отличаются на
совпадают в однородной среде
относятся как показатель преломления без единицы
относятся как
отличаются на
совпадают в однородной среде
Слайд 48Решение задач
Примеры вычисления параксиальных параметров линз различных типов с использованием основных
соотношений параксиальной оптики рассматриваются в практическом занятии "4. Определение параксиальных параметров линз различных типов".
