Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
призмы. Но помещать ее выходную грань прямо в плоскости Ni/V 2
изображения ие рекомендуется, так как возможные дефекты на этой
поверхности (царапины, расшлифованиые пузырьки, осевшие на поверхность
пылинки, частицы лака и т. п.) становятся отчетливо видными наблюдателю,
пользующемуся прибором. Выходную грань S2P2 следует поместить на
некотором расстоянии z от плоскости изображения. Если последнее
рассматривается через окуляр с фокусным расстоянием f0K, то расстояние 2
рекомендуется делать не менее величины, находимой по формуле
Z > 0,01/;;. (I. 59) -
Выбрав положение выходной грани призмы, мы можем определить диаметр&
сечения пучка лучей выходной гранью призмы. Но очевидно, что диаметр
сечения пучка входной граньюбудетбольше, и размер d' должен определяться
диаметром а на входной грани SiP*. С дру гой стороны, пока неизвестна
толщина d Рис. 1.24
редуцированной развертки призмы,
нельзя определить и диаметр а. Выход из этого "заколдованного круга"
указывает графоаналитический метод определения размеров призм,
предложенный проф. И. А. Турыгиным в 1938 г.
Сущность метода заключается в следующем. Прямая, проведенная через
крайнюю точку Pt входной грани SjPt и через осевую точку 52 выходной
грани, приведенной к воздуху развертки призмы, образует с осью 5,5а угол
у (рис. I. 24). По чертежу находим
tgY = iдг- (1-60)
Отсюда получим благодаря выражению (I. 58)
tgY==|f- (1-61)
Известно, что толщина d развертки призмы выражается формулой d - ka.
(1. 62)
После подстановки этого значения d в формулу (I. 61) величина а
сокращается, и получается выражение
tgY=-^V- (1.63)
Это выражение интересно тем, что для определения угла у ие требуетси
знать линейные размеры призмы, необходимо знать
37
только коэффициент k, характеризующий призму данного типа, и показатель
преломления п стекла призмы. Если же угол у вычислен прн помощи выражения
(I. 63), то дальше задача определения размеров призмы очень.просто
решается графическим построением на чертеже хода лучей (рис. I. 23):
через осевую точку S2 выходной грани проводим прямую PXS2 под углом у к
оси SiSit отмечаем точку Pj пересечения прямой с габаритным лучом M\Nг и
через эту точку проводим прямую SiPt. Эта прямая и есть входная грань
редуцированной развертки призмы, поэтому мы можем прямо по чертежу найти
толщину StS2 = d! или же диаметр пучка Р±Р\ = а. Если с чертежа снята
величина d\ то можно затем определить величины а и а:
d = nd'\
Если же с чертежа снята величина а, то d и d' определяются по формулам
(I. 62) и (I. 58). После этого остается только определить все размеры
призмы, необходимые для ее изготовления, пользуясь известными ее углами и
чертежами призмы.
Б. ОПТИКА СОЛИНЕЙНОГО СРОДСТВА
§ 8. Центрированный оптический прибор как преобразователь пучков световых
лучей
Выше рассматривались оптические детали с плоскими преломляющими и
отражающими поверхностями. Одиако наиболее важную роль в оптических
приборах играют неплоские (выпуклые или вогнутые) преломляющие и
отражающие поверхности. Зависимости, управляющие образованием изображения
в оптических системах с неплоскими поверхностями, чрезвычайно сложны.
Поэтому при изучении таких систем полезно выделить простую систему
математических зависимостей, справедливую для идеализированной оптической
системы. Эта группа зависимостей образует как бы математическую основу
или упрощенную элементарную часть геометрической оптики, известную под
названием оптики солииейного сродства.
В настоящем курсе будут рассматриваться только центрированные оптические
системы. Мы дадим здесь два определения понятия о центрированной системе.
Первое - наиболее общее определение. Центрированной оптической системой
мы называем систему, все поверхности (преломляющие и отражающие) которой
являются поверхностями вращения, имеющими общую ось вращения, называемую
оптической осью системы. В практике работы оптических заводов чаще всего
применяются сферические преломляющие (и отражающие) поверхности. В этом
случае приведенное
38
выше определение тоже применимо, но его удобнее заменить следующим вторым
определением. Центрированной оптической системой, состоящей из
сферических преломляющих (и отражающих) поверхностей, называется система,
в которой все центры ее поверхностей располагаются иа одной прямой,
называемой оптической осью системы.
Благодаря такому устройству, центрированная оптическая система
симметрична относительно своей оптической оси, и все явления и процессы,
связанные с прохождением света через такую систему, тоже подчиняется
закону симметрии относительно оптической оси.
Если оптическая система состоит из одной сферической поверхности,
положение ее оптической оси становится неопределенным, так как всякая
прямая, проходящая через центр сферической поверхности, может быть
принята за оптическую ось. Если же система состоит из двух сферических
поверхностей, то она всегда центрирована, ибо через два центра кривизны
