Дебели лещи. Основни точки и равнини. Изчисляване. Формули. Главни равнини и точки

Основни равнини- това са равнини, перпендикулярни на оптичната ос и минаващи през точките Н и Н ", наречени главни точки. Особеността на главните равнини е, че лъчите между тях вървят успоредно на оптичната ос, или както се казва, линейно увеличението на тези главни равнини е +1.Други С други думи, ако комбинирате основните равнини заедно, тогава те ще служат като единствената условна пречупваща повърхност.

Нека реализираме сложна оптична система, като поставим няколко лещи една след друга, така че главните им оптични оси да съвпадат (фиг. 224). Тази обща главна ос на цялата система минава през центровете на всички повърхности, които свързват отделните лещи. Нека насочим сноп от успоредни лъчи към системата, като спазваме, както в § 88, условието диаметърът на този сноп да е достатъчно малък. Ще открием, че след излизане от системата лъчът се събира в една точка F"", която, също както в случая на тънка леща, ще наричаме заден фокус на системата. Насочвайки паралелен лъч към системата от противоположната страна, намираме предния фокус на системата F. Но когато отговаряме на въпроса какво е фокусното разстояние на разглежданата система, срещаме трудности, тъй като не е известно до коя точка в системата трябва да се брои това разстояние от точки F и F. „Точки, аналогични на оптичния център на тънка леща, в оптичната система, най-общо казано, няма и няма причина да се дава предпочитание към която и да е от многото повърхности, съставляващи системата; по-специално разстоянието от F Ориз. 224. Трикове оптична система и F" към съответните външни повърхности на системата не са еднакви. Тези трудности се решават по следния начин. В случай на тънка леща всички конструкции могат да бъдат направени, без да се отчита пътя на лъчите в лещата и да се ограничаваме до изображение на лещата под формата на основната равнина (виж § 97).Изследването на свойствата на сложните оптични системи показва, че в този случай не можем да разгледаме действителния път на лъчите в системата.Въпреки това, за да заменим сложна оптична система , е необходимо да се използва не една главна равнина, а набор от две главни равнини, перпендикулярни на оптичната ос на системата и пресичащи я по два начина, наречени главни точки (H и H"). След като маркираме положението на главните фокуси върху оста, ще имаме пълна характеристика на оптичната система (фиг. 225). В този случай изображението на очертанията на външните повърхности, които ограничават системата (под формата на дебели дъги на фиг. 225), е излишно. Двете основни равнини на системата заместват единствената основна равнина на тънка леща: преходът от системата към тънка леща означава приближаването на двете основни равнини към сливането, така че основните точки H и H "се приближават и съвпадат с оптичния център на лещата.Така основните равнини на системата са както Това обстоятелство е в съответствие с основното им свойство: лъчът, влизащ в системата, пресича първата главна равнина на същата височина h, на която лъчът, напускащ системата система пресича втората главна равнина (виж фиг. 225) Ние няма да даваме доказателство, че такава двойка равнини наистина съществува във всяка оптична система, въпреки че доказателството не представлява особени трудности, ще се ограничим до посочване на метода за използване тези характеристики на системата за изграждане на изображение. Главните равнини и главните точки могат да лежат както вътре, така и извън системата, напълно асиметрични по отношение на повърхността такива, които ограничават системата, например, дори от едната й страна. С помощта на основните плоскости се решава и въпросът с фокусните разстояния на системата. Фокусните разстояния на оптичната система са разстоянията от главните точки до съответните им фокуси. Така, ако обозначим F и H - преден фокус и преден Основната точка, F" и H" - заден фокус и задна основна точка; тогава f "=H"F" е задното фокусно разстояние на системата, f=HF е нейното предно фокусно разстояние. Ако една и съща среда (например въздух) е разположена от двете страни на системата, така че предната и в него са разположени задни фокуси, след това (100.1) като за тънка леща.

Главните равнини са разположени по-близо до повърхности с по-голяма кривина, т.е. по-малък радиус.

Главните равнини и главните точки позволяват конструирането на лъчи, преминаващи през системата, без да се взема предвид тяхното действително пречупване върху повърхностите на лещите или отражението от огледала.

Основните равнини са разположени симетрично на реалните пречупващи повърхности само за единични двойноизпъкнали или двойновдлъбнати симетрични лещи. В реалните системи предната и задната пречупващи повърхности са на различни разстояния от съответните предни и задни главни точки. Следователно, освен фокусните разстояния, е необходимо да се определят и сегментите между главния фокус и съответната предна или задна пречупваща (отражателна) повърхност на системата. Те се наричат ​​върхови фокусни разстояния или съответно предни SF и задни SF сегменти. Стойността на задния сегмент е проектен параметър, който определя разстоянието от задната фокална равнина до последната леща на системата.

Основна равнина - равнина, минаваща през оста на лъча и една от главните централни инерционни оси на сечението.

Главните равнини и главните точки могат да лежат както вътре, така и извън системата асиметрично по отношение на повърхностите, които ограничават системата. Ако размерът на системата по посока на главната оптична ос е много по-малък от фокусното разстояние, тогава лъчът, преминаващ през системата, е леко изместен. Следователно точките BI и Ci, B2 и C2 (виж фиг. 5.1) практически съвпадат, а основните равнини PI и P2 съвпадат една с друга и се намират в средата на системата. Такава система се нарича тънка леща. Формули (1) - (4) остават валидни и за тънка леща.

Основните равнини в този интервал на изменение на Q се пресичат. При по-нататъшно намаляване на Q, фокусното разстояние става отрицателно и основните равнини се подреждат в права последователност.

Основната равнина е равнина, перпендикулярна на оптичната ос и минаваща през пресечната точка на лъч, успореден на оптичната ос, и лъч, който е продължение на последния му пречупен сегмент. В някои случаи общите размери на операционната система могат да бъдат 3-4 пъти по-малки от нейното фокусно разстояние.

Основните равнини и главните точки могат да лежат както вътре, така и извън системата, напълно асиметрични по отношение на повърхностите, които ограничават системата, например, дори от едната й страна.

От Уикипедия, свободната енциклопедия

Основни равнини на лещата- двойка условни спрегнати равнини, разположени перпендикулярно на оптичната ос , за които линейното увеличение е равно на единица. Тоест, линейният обект в този случай е равен по размер на изображението си и е еднакво насочен с него спрямо оптичната ос.

Действието на всички пречупващи повърхности може да се сведе до действието на тези условни равнини, съдържащи точките на пресичане на лъчите, като че ли влизат в системата и излизат от нея. Това предположение ни позволява да заменим действителния път на светлинните лъчи в реални лещи с условни линии, което значително опростява изчисленията на оптичната система.

Разграничете предната част $з$и обратно $З"$главни самолети. В задната основна равнина на обектива се концентрира действието на оптичната система, когато светлината преминава в посока напред (от обекта към фотографския материал). Позицията на основните равнини зависи от формата на обектива и вида на фотографския обектив: те могат да лежат вътре в оптичната система, пред нея и зад нея.

Вижте също

Напишете отзив за статията "Основните равнини на лещата"

Бележки

Литература

• Е. А. Иофис.Фотографска технология / И. Ю. Шебалин. - М.,: "Съветска енциклопедия", 1981. - С. 63. - 447 с.

• Д. С. Волосов.Фотографска оптика. - 2-ро изд. - М.: "Изкуство", 1978. - С. 123-131. - 543 стр.

• Бегунов Б. Н.Геометрична оптика, Издателство на МГУ, 1966 г.

• Ящолд-Говорко В. А.Снимка и обработка. Заснемане, формули, термини, рецепти. Изд. 4-то, съкр. М., "Изкуство", 1977 г.

Откъс, характеризиращ основните равнини на лещата

Две условни равнини H и H ", от които се отчитат основните фокусни разстояния f и f" и спрегнатите фокусни разстояния a и b, свързани по формулата:

Позицията на основните равнини в лещата зависи от формата на лещата и нейната дебелина. AT сложни лещиположението на основните равнини зависи от оптични силиотделни лещи и тяхната позиция в системата.

Ориз. Положението на основните равнини в лещите различни форми

При симетричните лещи основните равнини обикновено са разположени вътре в системата, относително близо до равнината на блендата. При телеобективите основните равнини са далеч напред и са разположени извън обектива.

Ориз. Позицията на задната основна равнина в лещи от различни видове: а - в симетрична леща задният сегмент е по-къс от фокусното разстояние; b - в телеобектив задният сегмент е много по-къс от фокусното разстояние; c - в леща с удължен сегмент, задният сегмент е по-голям от фокусното разстояние

Когато е необходимо да има голямо разстояние между обектива и фоточувствителния слой (например при SLR фотоапарати), основните равнини се изместват назад и такъв обектив се нарича обектив с удължен заден сегмент.

Въвеждането на главните равнини улеснява графичното изграждане на изображението, тъй като, знаейки позицията на главните равнини, може напълно да се игнорира действителното пречупване на лъчите върху множество повърхности на системата и да се приеме, че целият рефракционен ефект на оптичната система е съсредоточена в основните си равнини.

Ориз. Конструкция на основните равнини

Фигурата показва конструкцията на главните равнини в двойно изпъкнала леща. Лъчът AB, вървящ успоредно на главната оптична ос OO", се пречупва на първата повърхност, отклонява се към оста и преминава в лещата по линията BC, след което, пречупен на втората повърхност, преминава по линията CF", пресичайки главна ос в точка F".

Ако продължим от едната страна лъча A By, а от другата - начертайте лъча CF "in обратна странапреди да се пресекат в точка h ", тогава двете действителни пречупвания в точки B и C могат да бъдат заменени с едно фиктивно пречупване в точка h ". Разбира се, същото би се случило в сложна система с много пречупващи повърхности, т.е. няколко пречупвания могат да бъдат заменени с едно пречупване, напълно еквивалентно на тях в точката h ". Равнината, прекарана през точката h", перпендикулярна на главния оптичен ос се нарича задната основна равнина H".

Таблица

ПОЗИЦИЯ НА ОСНОВНИТЕ РАВНОСТИ В НАЙ-РАЗПРОСТРАНЕНИТЕ СЪВЕТСКИ ОБЕКТИВИ

Знакът минус показва, че разстоянието HH "не трябва да се добавя към сумата от разстояния a + b, а да се извади от него, т.е. изразът L = a + b + HH" приема формата: L = a + b - HH " .

Ориз. Положението на главните равнини в съветските лещи

Ако лъчът ab навлезе в лещата отдясно и след като се пречупи два пъти в точки b и c, пресече оста в предния главен фокус, тогава може да се намери и предната основна равнина H.

Таблицата и фигурата показват позицията на основните равнини на най-често срещаните съветски лещи. Наличието на тези данни ви позволява точно да изчислите относителното положение на обекта и неговото изображение спрямо обектива, за да получите даден мащаб на снимане, което е особено важно при снимане на близки разстояния.

ОСНОВНИ РАВНИНИ НА ОПТИЧНАТА СИСТЕМА

Физически енциклопедичен речник. - М.: Съветска енциклопедия. Главен редакторА. М. Прохоров. 1983 .

Вижте какво е "ОСНОВНИ РАВНИНИ НА ОПТИЧНАТА СИСТЕМА" в други речници:

Равнини, перпендикулярни на оптичната ос на окото, характеризиращи се с това, че когато обектът е позициониран в предната основна равнина в задната основна равнина, след пречупване се получава директно изображение, равно по размер на обекта ... Голям медицински речник

Равнини на оптичната система, перпендикулярни на Ch. оптична ос на системата, които са спрегнати, т.е. образи един на друг в природата. размер. Един (преден) G. p. се намира в пространството на обекти (обекти), вторият (заден) в ... ... Голям енциклопедичен политехнически речник

Оптична система, вижте Кардиналните точки на оптичната система ...

Позиция на главните равнини H и H за лещи различни видове. (1) за симетричен анастигмат (Дагор); (... Уикипедия

Точки на оста OO (фиг.) Центриран оптичен ... Физическа енциклопедия

оптичен системи, две точки, лежащи в пресечната точка на опт. ос на системата с нейните главни равнини. респ. различават предни и задни главни точки. Пространство на обектите Основни равнини на оптичната система: С оптична система; OO оптичен ...... Естествени науки. енциклопедичен речник

Оптична система, точки на оптичната ос на ОО (фиг.) на центрирана оптична система, с помощта на която може да се изгради изображение на произволна точка в пространството на обектите в параксиалната област. Параксиалната област се нарича ... Велика съветска енциклопедия

ОКО- ОКО, най-важният от сетивните органи, чиято основна функция е да възприема светлинните лъчи и да ги оценява по отношение на количеството и качеството (около 80% от всички усещания за външния свят идват през него). Тази способност принадлежи на мрежата ... ...

МИКРОСКОП- (от гръцки mikros малък и skopeo гледам), оптичен инструмент за изучаване на малки обекти, които не се виждат директно с просто око. Има прост М., или лупа, и сложен М., или микроскоп в правилния смисъл. Лупа… … Голяма медицинска енциклопедия

система- 4.48 система комбинация от взаимодействащи елементи, организирани за постигане на една или повече заявени цели Бележка 1 към записа: Една система може да се разглежда като продукт или услуги, които предоставя. Забележка 2 На практика…… Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация