Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики. Том 4. Оптика " -> 32

Общий курс физики. Том 4. Оптика - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 4. Оптика — Оптика, 1980. — 752 c.
Скачать (прямая ссылка): obshkfopt1980.djvuСкачать (прямая ссылка): optika1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 331 >> Следующая


63

в колебания, они не излучают вторичные волны, а потому не оказывают влияния на распространение возмущения. Поэтому ясно, что передовой фронт должен распространяться в среде с той же скоростью, что и в вакууме. Но почему же при измерении скорости света получается не с, а другая величина? Дело в том, что передовой фронт несет слишком малую энергию, а приемники света недостаточно чувствительны, чтобы ее обнаружить. Количественные расчеты, выполненные впервые Зоммерфельдом (1868—1951) и более подробно JI. Бриллюэном (1889—1969), показали, что это действительно так. ГЛАВА II

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ОПТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

* *

§ 9. Понятие оптического изображения

1. Если пучок световых лучей, исходящий из какой-либо точки P, в результате отражений, преломлений или изгибаний в неоднородной среде сходится в точке P', то P' называется оптическим изображением или просто изображением точки Р. Точку P' называют также фокусом »геометрического схождения лучей. Изображение P' называется действительным, если световые лучи действительно пересекаются в точке P'. Если же в P' пересекаются продолжения лучей, проведенные в направлении, обратном распространению света, то изображение называется мнимым. При помощи оптических приспособлений мнимые изображения могут быть преобразованы в действительные. Например, в нашем глазу мнимое изображение преобразуется в действительное, получающееся на сетчатке глаза.

Если в некоторый момент времени изменить на противоположное направление магнитного или электрического вектора, то, согласно принципу обратимости (см. т. III, § 83, пункт 8), форма лучей остается без изменения, но направление распространения света изменится на противоположное. Точка P' будет играть роль источника света, a P — его изображения. Поэтому PwP' называются сопряженными или взаимно сопряженными точками. Аналогично, две линии или две поверхности называются сопряженными, если одна из них является оптическим изображением другой.

Если желают подчеркнуть, что лучи строго пересекаются в точке P', то изображение называют стигматическим. Пучок же лучей, исходящих из одной точки или сходящихся в одной точке, называется гомоцентрическим. Примером может служить отражение от эллипсоидального зеркала. По свойству эллипсоида вращения прямые FA и F'А (рис. 32), соединяющие его фокусы FuF' с произвольной точкой А поверхности эллипсоида, наклонены под одинаковыми углами к этой поверхности. Поэтому все лучи, вышедшие из одного фокуса, после отражения от поверхности эллипсоида пересекутся в другом фокусе. Практически более важен случай параболоидального зеркала, используемого в астрономических телескопах-рефлекторах. Параболоидальное зеркало есть частный случай эллипсоидального, когда один из фокусов F' удален в бесконечность. В силу известного свойства параболы все лучи, параллельные оси параболоида, после понятие оптического изображения

65

отражения от его вогнутой поверхности пересекутся в фокусе параболоида F (рис. 33). Если же такие лучи отразятся от выпуклой поверхности параболоида, то в фокусе F пересекутся продолжения отраженных лучей (рис. 34). Стигматическое изображение точки P в виде точки P' получается также при преломлении на поверхности, являющейся анаберрационной для этой пары точек (см. § 7 и задачи к настоящему Л

параграфу). /^Х/^Х

На практике случаи стигматических изо- Ґ\ бражений, как правило, бывают исключения- f , /"')

ми. Обычно лучи пересекаются не строго в V J

одной точке, а В некоторой окрестности ее. ____

Изображением светящейся точки на экране будет в этих случаях не математическая точ- Рис- 32.

ка, а светлое пятнышко. Это снижает качество изображения. Однако строго точечное изображение светящейся точки не получается даже в тех случаях, когда по законам геометрической оптики лучи должны точно пересекаться в одной точке. Из-за дифракции света изображение светящейся точки получается в виде светлого кружка, окруженного темными и светлыми кольцами.

Полная — физическая — теория оптических изображений должна учитывать волновые свойства света. Но начинать с такой теории,

из-за ее сложности, было бы нецелесообразно. Сначала надо уяснить получение изображений с простейшей — геометрической — точки зрения, а затем ввести поправки, учитывающие волновую природу света. Геометрическая теория строится на основе одних только законов отражения и преломления света, полностью отвлекаясь от его физической природы. Таким путем, конечно, нельзя установить границы применимости геометрической теории. Это можно сделать только на основе волновой теории. Но значение

Рис. 33.

Рис. 34 66 геометрическая теория оптических изображений [гл. ii

последней этим не исчерпывается. Более существенно, что волновая теория позволяет определить, что принципиально возможно в оптике, и указать, как этого достигнуть.

2. Непрерывная совокупность точек, изображаемых оптической системой, называется пространством предметов. Непрерывная же совокупность точек, являющихся их изображениями, называется пространством изображений. Одна и та же точка может принадлежать к пространству предметов и к пространству изображений, в зависимости от того, рассматривается ли она как предмет или как изображение. Показатель преломления пространства предметов будем обозначать через п, а пространства изображений — через я'. В оптических 'приборах световой оптики величины п и п' всегда постоянны, т. е. не меняются от точки к точке. Когда изображение действительное, под п' следует понимать показатель преломления среды в той точке, где получилось это изображение. В случае мнимого изображения п' не всегда совпадает с показателем преломления среды в месте нахождения точки P'. Значение п' относится к той среде, через которую проходят действительные лучи, продолжения которых пересекаются в точке P'.
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 331 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed