Преминаване на светлината през сферична граница на сечение, страница 4

На фиг. 2.13 изобразява система от две лещи, събираща и разсейваща. Вижда се, че модулът на оптичната сила на сближаващата се леща е по-голям от този на разсейващата леща (нейното фокусно разстояние е по-кратко). Следователно, когато се комбинират помежду си, крайната оптична мощност се оказва положителна: D = Dедин+д2> 0, естествено е оптичната сила на такава система да е по-малка от тази на първата (сближаваща се) леща, а фокусното разстояние е по-голямо.

Ако в система с много лещи оптичните елементи са разположени на крайни разстояния един от друг, тогава оптичната сила на такава система не е равна на простата сума от оптичните сили на съставните й лещи, а зависи от разстоянието между лещи L (вижте раздел 2.5 по-долу):

1.3 Идеални оптични системи

Тънката леща като система от две центрирани повърхности е най-простата оптична система, която дава доста несъвършено изображение. В повечето случаи прибягваме до изграждането на по-сложни системи, характеризиращи се с наличието на голям брой пречупващи повърхности и не ограничени от изискването за близост на тези повърхности (тънкост на лещата).

През 1841 г. Гаус дава обща теория на оптичните системи, която е доразвита в трудовете на много математици и физици. Теория на Гаус - теория идеална оптична система, т.е. система, в която хомоцентричност греди и изображение геометрично като предмет. Според тази дефиниция всяка точка в пространството на обектите отговаря в идеална система на точка в пространството на изображенията; тези точки се наричат конюгирани. По същия начин всяка линия или равнина на обектното пространство трябва да съответства на конюгирана линия или равнина на пространството на изображението. С други думи, теорията на идеалната оптична система е чисто геометрична теория, която установява връзката между точки, линии, равнини.

Изложеното в раздел 2.1 показва, че идеална оптична система може да бъде реализирана с достатъчно приближение под формата на центрирана оптична система, ако се ограничим до областта близо до оста на симетрия, т.е. параксиални лъчи. В теорията на Гаус изискването за тънкостта на системата изчезва, но лъчите все още се приемат за параксиални. Намирането на физическа система, която би се приближила идеално дори при лъчи със значително отваряне, е задача приложна геометрична оптика.

Линията, свързваща центровете на кривината на сферичните повърхности, е оста на симетрия на центрираната система (фиг. 2.14 - ос OO ¢) и се нарича основна оптична ос системи. Теорията на Гаус установява редица т.нар кардинални точки и самолети, настройката на която напълно описва всички свойства на оптичната система и ви позволява да я използвате, без да изграждате реалния път на лъчите в системата.

Разглеждайки чисто геометрично лъчи, спрегнати един към друг, преминаващи през центрирана оптична система (фиг. 2.14), откриваме, че всяка точка на проекцията на равнината H1 има конюгирана точка върху проекцията на равнината H2, R1 и R2. В допълнение, A1R1 = A2R2, т.е.увеличаване:

По този начин равнините H1 и H2, перпендикулярни на главната оптична ос, са изобразени една в друга директно и в пълен размер и се наричат, както вече беше отбелязано в раздел 2.1, основни равнини. Извикват се точки А1 и А2 на пресичане на основните равнини с оста главни точки системи. Извикват се разстоянията от основните точки до фокусите фокусни разстояния системи (на фиг. 2.14 - разстояния е). На фиг. 2.15 показва примери за определяне на фокусни разстояния в дебела леща, частен случай на най-простата центрирана оптична система.