Геометрическая оптика

§ 95. Изображение протяженных объектов в сферическом зеркале и линзе

До сих пор мы предполагали, что источник света представляет собой светящуюся точку, находящуюся на главной оптической оси зеркала или линзы. Рассмотрим теперь изображение в сферическом зеркале или линзе небольших предметов, расположенных вблизи их главной...

§ 96. Увеличение при изображении объектов в сферическом зеркале и линзе

Теперь надо рассмотреть еще вопрос о размерах изображения, получающегося в зеркале и линзе. Выполненные на рис. 210 построения сразу указывают на то, что, в отличие от случая плоского зеркала, размер изображения, даваемого сферическим зеркалом, будет меня...

§ 97. Построение изображений в сферическом зеркале и линзе

При построении изображения любой точки источника нет надобности рассматривать много лучей. Для этого достаточно построить два луча; точка их пересечения определит местоположение изображения. Удобнее всего построить те лучи, ход которых легко проследить. Х...

§ 98. Оптическая сила линз

Для характеристики оптических свойств различных линз часто пользуются величиной, обратной фокусному расстоянию линзы . Величина (30) называется оптической силой линзы. Чем короче фокусное расстояние, тем сильнее преломляет линза и тем больше . Таким образ...

§ 99. Оптическая система

Тонкая линза представляет простейшую оптическую систему. Простые тонкие линзы применяются главным образом в виде стекол для очков. Кроме того, общеизвестно применение линзы в качестве увеличительного стекла (лупы).Действие многих оптических приборов — про...

§ 100. Главные плоскости и главные точки системы

Осуществим сложную оптическую систему, расположив несколько линз одну за другой так, чтобы их главные оптические оси совпадали (рис. 224). Эта общая главная ось всей системы проходит через центры всех поверхностей, ограничивающих отдельные линзы. Направим...

§ 101. Построение изображений в системе

Зная положение главных и фокальных плоскостей системы, мы можем построить изображение в системе, совершенно не интересуясь ее конкретными свойствами — числом преломляющих поверхностей, их положением и кривизной и т. д. Для построения достаточно провести к...

§ 102. Увеличение системы

Найдем теперь формулы для линейного увеличения  системы. Из подобия треугольников  и  (рис. 226) имеем ; но , , . Таким образом, обозначив через  расстояние от заднего фокуса до изображения, находим . (102.1) Тем же путем из подобия треугольников  и  нахо...

§ 103. Недостатки оптических систем

Рассматривая образование изображений протяженных объектов в оптических системах, мы все время предполагали, что изображение образуется узкими световыми пучками и что они падают на систему под небольшими углами к ее главной оптической оси. И то и другое пр...

§ 104. Сферическая аберрация

Возникновение этой погрешности можно проследить с помощью легко доступных опытов. Возьмем простую собирающую линзу 1 (например, плосковыпуклую линзу) по возможности с большим диаметром и малым фокусным расстоянием. Небольшой и в то же время достаточно ярк...

§ 105. Астигматизм

Эта погрешность оптических систем проявляется в тех случаях, когда желают получить изображение точки, находящейся на значительном расстоянии от главной оси системы, точнее, при использовании световых пучков, составляющих значительный угол с главной осью (...

§ 106. Хроматическая аберрация

Поставим на пути световых лучей, выходящих из линзы 1, один раз красное стекло (пропускающее только красные лучи), другой раз синее стекло (пропускающее синие лучи). С помощью передвижного экрана 2 (рис. 235) мы обнаружим, что изображения, образуемые луча...

§ 107. Ограничение пучков в оптических системах

Изучая оптические системы, мы до сих пор оставляли в стороне одно важное обстоятельство — ограниченность размеров линз (или зеркал), образующих системы. Оправданием этому служило то, что для построения изображения не требуется знать реальный ход всех луче...

§ 108. Светосила линзы

Найдем, как зависит освещенность изображения, даваемого линзой, от величин, характеризующих линзу,— от ее диаметра и фокусного расстояния. Освещенность изображения  определяется отношением светового потока  к поверхности изображения , т. е. . При заданном...

§ 109. Яркость изображения

В предыдущем параграфе мы видели, что освещенность изображения протяженного предмета повышается с увеличением диаметра линзы и с уменьшением ее фокусного расстояния. Могло бы показаться, что этим путем можно повысить также яркость изображения протяженного...

§ 110. Проекционные оптические приборы

Законы образования изображений в оптических системах служат основой для построения разнообразных оптических приборов. Основной частью всякого оптического прибора является некоторая оптическая система. В одних оптических приборах изображение получается на ...

§ 111. Фотографический аппарат

Схема фотоаппарата изображена на рис. 244. Фотоаппарат состоит из объектива 1 и ящика 2 со светонепроницаемыми стенками, называемого камерой. Объектив помещается в передней стенке камеры, а у задней стенки помещают чувствительную к свету фотографическую п...

§ 112. Глаз как оптическая система

Глаз человека имеет приблизительно шарообразную форму; диаметр его (в среднем)  (рис. 246); глаз окружен снаружи тремя оболочками. Внешняя твердая и прочная оболочка 1, называемая склерой или белковой оболочкой, защищает внутренность глаза от механических...

§ 113. Оптические приборы, вооружающие глаз

Хотя глаз и не представляет собой тонкую линзу, в нем можно все же найти точку, через которую лучи проходят практически без преломления, т. е. точку, играющую роль оптического центра (см. §88 гл. X). Оптический центр глаза находится внутри хрусталика вбли...

§ 114. Лупа

Простейшим прибором для вооружения глаза является лупа. В качестве лупы применяются собирающие линзы с фокусным расстоянием от  до . Лупа помещается перед глазом, по возможности ближе к нему, а рассматриваемый предмет — на расстоянии, немного меньшем фоку...

§ 115. Микроскоп

Для получения больших увеличений применяется микроскоп. Оптическая система микроскопа состоит из двух частей более или менее сложной конструкции: объектива (обращенного к объекту) и окуляра (обращенного к глазу). Ход лучей в микроскопе показан на рис. 251...

§ 116. Разрешающая способность микроскопа

Мы характеризовали действие микроскопа его увеличением. Как мы уже видели на примере лупы, увеличение, достигаемое с помощью оптической системы, ведет к возможности рассматривать части предмета под большим углом зрения и, следовательно, различать более ме...

§ 117. Зрительные трубы

Зрительная труба представляет собой оптический прибор, предназначенный для рассматривания глазом весьма удаленных предметов. Как и микроскоп, она состоит из объектива и окуляра; и тот и другой являются более или менее сложными оптическими системами, хотя ...

§ 118. Увеличение зрительной трубы

Пусть  есть угол, под которым лучи, исходящие от краев рассматриваемого предмета, попадают в глаз наблюдателя при отсутствии трубы (рис. 256, а). Рис. 256. Рассматривание удаленного предмета невооруженным глазом (а) и с помощью зрительной трубы (б) (Вмест...

§ 119. Телескопы

Исключительное значение имеют зрительные трубы (телескопы) в астрономии. Уже Галилей, первый применивший зрительную трубу для наблюдения небесных тел, сделал ряд важных открытий, хотя его телескоп обладал увеличением всего в 30 раз и, с нашей точки зрения...

§ 120. Яркость изображения для протяженных и точечных источников

Для правильного понимания действия оптических приборов, предназначенных для работы совместно с глазом, необходимо учитывать особенности строения глаза. Мы уже указывали в § 113, что сетчатая оболочка глаза состоит из отдельных светочувствительных элементо...

§ 121. «Ночезрительная труба» Ломоносова

Хотя яркость изображения протяженного источника при использовании зрительной трубы и не повышается, возможность распознавания деталей слабо освещенных предметов при этом возрастает. Этот факт был установлен впервые русским ученым, основоположником русской...

§ 122. Зрение двумя глазами и восприятие глубины пространства. Стереоскоп.

Зрительное восприятие внешнего пространства является сложным действием, в котором существенным обстоятельством является то, что в нормальных условиях мы пользуемся двумя глазами. Один и тот же предмет дает изображения на сетчатых оболочках обоих глаз, при...

Sponsor

Sponsor