Здавалка
Главная | Обратная связь

Хроматизм увеличения



Билет №1

Законы распространения света. Законы отражения и преломления.(ред. 22.05 Рома)

 

Законы распространения света:

1. (Закон прямолинейного распространения света): Световой луч в прозрачной, однородной среде распространяется от одной точки до другой по прямой линии.

2.Световые лучи, находясь в одном пространстве, пересекаясь или не пересекаясь, не взаимодействуют друг с другом.

Но, если они попадают на одну и ту же точку, или площадку, то действие их увеличивается.

3. Световой пучок встретившись с плоской зеркальной поверхностью отражается .

4. Невзаимодействие световых пучков. Несколько световых пучков идущих в разных направлениях при прикосновении не взаимодействуют, а ведуд себя так как будто существует только один пучок. Если 2а световых пуска падают на одну поверхность, то их действия складываются.

5. Лучи светового потока, встречая на своём пути границу раздела двух сред, имеющих разные плотности, частично:

· Отражается

· Поглощается

· Преломляется .

 

 

Отражение света – явление возвращения световой волны при её попадании на Поверхность раздела двух сред, имеющих различные показатели преломления. Зависит от разности плотностей двух сред => коэффициента отражения.

Законы отражения света:

1 Падающий луч, нормаль (проведённая в точку падения луча перпендикулярно границе раздела двух сред) и луч отражённый находятся в одной плоскости (плоскость падения).

2Угол падающий (к нормали) (-E) и угол отражённый (к нормали) (E’) равны по абсолютной величине (по модулю) и обратны по знаку.

3 Луч падающий и луч отражённый обратимы.

4При отклонении зеркала, отражённый луч откланяется в ту же сторону, куда были отклонено зеркало, на удвоенный угол поворота зеркала: α = 2δ

 

Преломление света – явление изменения направления распространения волн электромагнитного излучения, возникающее на границе раздела двух сред. Зависит от длины волны и коэффициента преломления.

Законы преломления света:

1. Луч падающий, нормаль (проведённая в точку падения луча перпендикулярно границе раздела двух сред) и луч преломлённый находятся в одной плоскости.

2. Относительный показатель преломления – это отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина, постоянная для двух данных сред

Отсюда

Закон преломления был экспериментально установлен голландским ученым В. Снеллиусом в 1621 г.

Постоянную величину n называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления.

Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления:

n = n2 / n1.
Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света υ в среде:

3.Если луч идёт из среды менее плотной в среду более плотную, то угол преломлённого луча (sin α’) будет меньше (прижимается к нормали).

Если же луч идёт из среды более плотной в среду менее плотную, то угол преломлённого луча (sin α’) будет больше (дальше от нормали).

4.Угол преломления не может быть больше 90 град.

=> Полное внутреннее отражение. Луч, идущий из более плотной среды ( ) в менее плотную ( ), если угол его падения ( ) больше предельного угла ( ), полностью отразиться обратно:

 

Красный луч падает по углом частично отразиться и преломиться.

Зеленый луч падает по углом полностью отразиться обратно.

Данный закон используют в призмах.

 

 

Билет №2. Хроматическая аберрация.(ред. 22.05 Рома)

Аберрация-погрешность оптических систем,к ним оотносятся:

Абберации:

· Монохроматические

Монохроматический свет – свет, состоящий из 1 длины волны. Определяется максимальной спектральной чувствительностью светоприёмника.

 

Макс чувствительности пленки н 546,1нм или 0,5461 мкм.

Макс чувствительности глза на 555нм или 0,555 мкм.

o Сферическая

o Кома

o Астигматизм

o Кривизна изображения

o Дисторсия

 

· Хроматические

Хроматические абберации считаются отдельно

для С, З, К длин волн, конкретно:

С = 434,1нм

З = 546,1нм

К = 656,3нм

o Хроматизм положения

o Хроматизм увеличения

o Вторичный спектр

 

 

Хроматические абберации – проявление зависимости характеристик оптической системы от длины волны свет (хромо – свет). Хроматические абберации приводят к «окрашиванию» неокрашенных предметов. Хроматические абберации вызваны наличием у стекол разных показателей преломления для разных длин волн.

 

Хроматизм положения

Хроматизм положения – продольная хроматическая абберация, при которой волны разных длин волн сходятся в разных точках на опт оси в зоне фокальной плоскости. Это вызвано тем, что стекло обладает дисперсией, то есть показатели преломления отличаются для лучей разных длин волн.

 

Коэффициент преломления синих лучей обычно больше, чем у красных => фокус синих лучей короче, а красных длиннее.

Исправление хроматизма положения:

· Использование зеркальных оптических систем, где хроматизм в принципе отсутствует (катоптрические системы, например систем Кассегрена).

· Использование ахроматических линз

Ахроматические линзы – сложная линза (комбинация линз), состоящая из положительной и отрицательной линз, склеенных между собой, имеющих разные коэффициенты дисперсии. Отрицательная линз исправляет положительную и лучи собираются в одной точке на оптической оси.

Примером ахроматической линзы может быть отрицательная линза из кронтового стекла, склеенная с положительной из флинтового стекла. Кронтовое стекло – больше песка. Кронтовое стекло – больше кронт (свинца).

· Диафрагмирование объектива

 

 

 
 

У ахроматов исправлены только две точки (К и С), вторичный спектр не исправлен:

 

Апохроматические линзы – сложная линза с исправленными двумя точками (К и С) и исправленным вторичным спектром:

 
 

 

Хроматизм увеличения

Хроматизм увеличения – абберация, при которой увеличение оптической системы зависит от длины волны. Вследствие этого вместо изображения образуется цветная полоска.

 

Численно абсолютный хроматизм увеличения определяется как разность величины изображения для крайних длин волн.

 

Вторичный спектр

Вторичный спектр – остаточная хроматическая абберация, при котором две точки, как правило С и К, исправлены, а 3 – нет. Объективы с неисправленным вторичным спектром называют ахроматами. С исправленным вторичным спектром – апохроматами.

 

Вторичный спектр снижет качество изображения и ограничивает возможность развития относительного отверстия объективов, особенно длиннофокусных.

 

Исправление вторичного спектра:

· Использование апохроматических линз. Используя линзы из обычного оптического стекла исправить вторичный спектр невозможно. Для этого применяются оптические материалы с особым ходом кривой дисперсии. Наиболее подходящим материалом является кристалл фтористого кальция (флюорит). Использования линз из флюорита и обычного оптического стекла позволяет практически полностью исправить вторичный спектр.

· Так же используют особые сорта опт стекла – фторосфатные кроны. Не уступают характеристикам флюорита

.Ахромат - оптическая схема в значительной мере(не до конца) исправленная от хромотической абберации. Обычно выполняется в качестве дубликата из Положительной и отрицательной линз, изготовленных из оптических стекол с разным коэфициентом преломления.Диафрагмирование уменьшает Хроматическую абберацию.

Дисперсия – явление разной скорости распространения разных длин волн. По-просту - разложение света на спектр. Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее.

Сущностью явления дисперсии является неодинаковая скорость распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе — оптической среде (тогда как в вакууме скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и следовательно цвета). Обычно чем больше частота волны, тем больше показатель преломления среды и меньше ее скорость света в ней:

§ у красного цвета максимальная скорость в среде и минимальная степень преломления,

§ у фиолетового цвета минимальная скорость света в среде и максимальная степень преломления.

 

Билет №3.(5,15,27,36)

Крупность плана, масштаб изображения.

Одной из сновных характеристик кинообъектива является фокусное расстояние, потому что от него зависит масштаб изображения. Сравнивая изображения снятые с одной и той же точки объективами с разным фокусным расстоянием. Мы видим что изображение крупнее там, где больше фокусное расстояние объектива.

Фокусное расстояние - это расстояние от оптического центра объектива до его фокальной плоскости. Фокусное расстояние определяет угол обзора камеры: чем оно меньше, тем больше угол обзора. Чтобы можно было сравнивать углы обзора у камер с разными по размеру светочувствительными элементами, обычно указывается эквивалентное фокусное расстояние для 35-мм пленки. Эквивалентное фокусное расстояние относится к истинному, как диагональ кадра 35-мм пленки относится к диагонали матрицы фотоаппарата.

Масштаб- отношение линейного размера изображения, полученного на фотоплёнке или светочувствительной матрице, к линейному размеру проекции соответствующей части сцены на плоскость, перпендикулярную к направлению на камеру.Масштаб имеет важное значение при расчете глубины резко изображаемого пространства. Фотографам доступен очень широкий диапазон масштабов — от практически бесконечно малого (например, при съемке небесных тел) до очень крупного (без использования специальной оптики возможно получение масштабов порядка 10:1).Под макрофотографией традиционно понимают съёмку в масштабе 1:1 или крупнее. M=f/a; M-масштаб;a-расстояние от точки съемки до предмета.Масштаб изображения1:м влияет на освещенность в том смысле,что чем крупнее масштаб,тем дальше от объектива отодвигается светочувствительный слой и по закону обратных квадратов изменяется освещенность.Главное фокусное раст определяет масштаб изображения при установке объектива на “бесконечность” и угол зрения (площадь съемочного плана,выраженная как угол,который может быть воспроизведен в виде резкого изображения угол,ограничивающий края изображения.

F’ – Точка заднего фокуса, это точка лежащая на оптической оси в пространстве изображения, в которой сходятся параллельные друг другу (из бесконечности) и оптической оси лучи, идущие из пространства предметов.

Фокальная плоскость – это плоскость перпендикулярная оптической оси и проходящая через точку заднего фокуса. В точках лежащих на этой плоскости пересекаются идущие из бесконечности (параллельные друг другу) но не всегда параллельные оптической оси лучи.

f’ – Фокусное расстояние (заднее), это расстояние от главной точки (задней) (H’) до точки (заднего) фокуса.

S’f’– Заднее вершинное фокусное расстояние – расстояние от вершинной (задней) точки линзы до т. Фокуса.

Ф – оптическая сила – мера действия оптической системы. Если оптическая система состоит из серии линз, то их оптическая сила суммируется (отриц. И пол линзы +\-)

[Ф] = 1 диоптрия

Ф = 1/f’

Ф = 1000/f’ = 1дт.

Ф =100/f’ = 10дт.

β – Линейное увеличение – это отношение размеров изображения предметов к размерам самих предметов.

Z*Z’ = f*f’

Если β = -1 то изображение обратное того же размера

А если β = +1 то изображение прямое того же размера

Если β ˃ 1 то изображение больше объекта и наоборот.







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.