Теория оптических приборов - Тудоровский А.И.
Скачать (прямая ссылка):
% / s //__ 8 I 1 «</' —1 | ,cn
'V —V К' — v'_v" \— пс' *с"| (57>7)
Аналогично для луча F можно написать:
= V - V' = v' — v IV — V |' (57,8)
12*
180
Глава V. Ршзложение света при преломлении
Угол между лучамн G' и F равен разяостя углов и &F} уравнения (57,7) и (57,8) дают:
'V | nF'-V” Пр" — ( (57*9)
В этом выражении в скобках стоит разность относительных частных дисперсий; если эти относительные дисперсии равны для обоих стекол, то луч G' выйдет из призмы параллельно С и F. В этом случае три луча выйдут параллельными; практически вторичный спектр можно считать устраненным; систему можно назвать вполне ахроматической, так как спектр „третичный" почти не будет заметен.
Таким образом из двух сортов стекол можно построить призменную систему, ахроматизованную для лучей двух длин волн, если коэффициенты дисперсии этих стекол (числа Аббе) не равны друг другу; для устранения вторичного спектра, т. е, для того, чтобы в отклоненном системой пучке лучей лучи трех цветов были параллельны между собою, нужно иметь ¦три призмы или в случае двух необходим специальный подбор стекол с одинаковыми частными дисперсиями. Несмотря на большое разнообразие существующих сортов оптического стекла, задача о получении пары стекол с одинаковыми относительными дисперсиями по всему спектру не может считаться вполне решенной; так, например, пара стекол Шотта ВК 1 и Kzf 2, оптические постоянные которых приведены в предыдущем параграфе, имеют очень близкие значения частных относительных дисперсий, но показатели у них мало отличаются один от другого: 1.5100 и 1.5294, что ведет к затруднениям при расчете систем.
Пара стекол *рон К 2 (пп = 1.5159) и тот же специальный флинт KzF 2 имеют почти совпадающие относительные дисперсии; расположение линий их спектров на рис. 96 почти одинаково, но показатели их тю еще меньше отличаются один от другого.
Рассмотренная задача о разыскании ахроматической призменной системы вполне аналогична задаче о разыскании ахроматической системы линз, как это будет показано впоследствии.
Ахроматические призмы редко применяются в оптических системах, так как на ряду с невозможностью полной ахроматизации лучей такие системы даже в пучке параллельных лучей дают значительное искривление изображений прямых линий; причина этого явления была подробно выяснена для одной призмы в § 44. В случае сходящихся лучей ахроматические призмы еще менее удобны, так как о;<и вносят значительные аберрации в строении пучков; поэтому для изменения направления лучей выгоднее применять отражательные призмы без цвегорассеяния, эквивалентные плоско-параллельным пластинкам (§ 48).
§ 58. Спектральные приамы
Важное значение в технике исследования спектров имеют призмы, предназначенные для получения спектров по принципу, изложенному в § 54 (рис. 94). Наряду с простейшей привмою с преломляющим углом в 60° существует большое число типов спектральных призм, состоящих из нескольких призм и имеющих различные конструкции в зависимости от их назначения..
,s> 58. Спектральные призмы 1 Si
В случае одной призмы с углом в 60° из флинта с показателем преломления пп от 1.61 до 1.65 угол между лучами С и F по выходе их из призмы составляет от 1°30' до 1°56'; для более тяжелого флинта, для которого показатель по = 1.746, тот же угол доходит до 3°.
Чтобы получить возможно большую дисперсию крайних лучей спектра, необходимо применять для спектральных призм сорта стекол с малыми значениями показателя дисперсии т. е. тяжелые флинты; увеличение преломляющего угла призмы выгодно, но при данном показателе преломления этот угол не может превосходить некоторой определенной величины, при которой луч может пройти призму, не испытав полного внутреннего отражения; для флинта с показателем 1.9 преломляющий угол призмы не должен превосходить 63°. Поэтому для получения спектров с очень большой дисперсией крайних лучей применяют систему обыкновенных 60-градусных призм, ставя их последовательно одну за другой.
Броунинг и Ретерфорд построили сложную призму, состоящую из трех призм: средней из тяжелого флинта с углом в 10СР и двух крайних из крона с угллми около 21—25° (рис. 98). Эта система дает такую же
дисперсию, как дне последовательно поставленные призмы из флинта с углом
к 60е. Так как угол падения луча на первую прелом-
ляющую грань очень велик, то значительная часть падающего на призму света теряется вследствие отражения.
Спектральная призма, носящая название призмы с постоянным отклонением, изображена на рис. 99. Она
составлена из трех призм:
равнобедренной прямоугольной ВЕС и двух прямоугольных АВЕ и ECD с острыми углами в 30 и 60е; призма может оыть сделана из одного стекла, или две последние
из флинта и первая из крона, и склеены в одно целое. Удлинив
грань CD, можно совместить ребро Е с ребром А, и тогда призма
может быть изготовлена из одного куска стекла. Построив изображение призмы н луча SM в плоском зеркале ВС, убеждаемся в том,
что система эквивалентна спектральной призме с преломляющим углом в 60°; если луч SM после преломления падает на грань ЬС под
