Optyka geometryczna
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 24

Optyka geometryczna PowerPoint PPT Presentation


  • 96 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Optyka geometryczna. > 1. Bezwzględny współczynnik załamania. c – prędkość światła w próżni v < c – prędkość światła w danym ośrodku. Podstawowe pojęcia optyki geometrycznej. Aksjomaty. Światło w ośrodku jednorodnym propaguje się po liniach prostych nazywanych promieniami świetlnymi.

Download Presentation

Optyka geometryczna

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Optyka geometryczna

Optyka geometryczna


Optyka geometryczna

> 1

Bezwzględny współczynnik załamania

c – prędkość światła w próżni

v < c – prędkość światła w danym ośrodku

Podstawowe pojęcia optyki geometrycznej

Aksjomaty

Światło w ośrodku jednorodnym propaguje się po liniach prostych nazywanych promieniami świetlnymi


Optyka geometryczna

Promień załamany

b

nb < na

N

na

Promień padający, normalna N i promień załamany leżą w tej samej płaszczyźnie

Promień padający

’a

Promień odbity

a

Promień padający, normalna N i promień odbity leżą w tej samej płaszczyźnie

Aksjomatycd

Prawo załamania

Prawo odbicia


Optyka geometryczna

Całkowite wewnętrzne odbicie

Ponieważ na > nb

Promień załamany graniczny

nb < na

N

bg = /2

i

na

ag

a

’a

Promienie padające

Promień ulega

całkowitemu wewnętrznemu odbiciu

według prawa odbicia

Dla promienia a > ag

Zastosowanie w światłowodach


Optyka geometryczna

1 – ośrodek odniesienia

najczęściej powietrze

n2 n1 –bezwzględne

współczynniki załamania

0 [nm] 334 546 656 1530

a [106] 303 293 291 288

t – temperatura w 0Cp – ciśnienie w mm Hg

n  1.0003

Zmiana z temperaturą dla p = 760

Względny współczynnik załamania

Bezwzględny współczynnik załamania powietrza


Optyka geometryczna

Widmo słońca

linie (Josefa) Fraunhofera

i365 g435 F486 e546 d587 C656 t1014 nm

Hg Hg H Hg He H Hg

UV ni ng nC nt IR

220 365 435.6 656.3 [nm] 1.014 5 [m]

Kwarc topiony 1.528 1.475 1.467 1.456 1.450 x

Sz. kronowe x 1.539 1.526 1.514 1.507 x

Sz. flintowex 1.815 1.774 1.721 1.715 x

Krzem x x x x x 3.422

German x x x x x 4.017

KBr 1.8531.606 1.583 1.555 1.544 1.534

Właściwości dyspersyjne i absorpcyjne materiałów


Optyka geometryczna

Ciężki flint

Lekki flint

Współczynnik załamania

Kwarc

Kron

Szkło kwarcowe

Długość falinm

Krzywe dyspersyjne materiałów


Optyka geometryczna

Współczynniki odbicia powierzchni materiał - powietrze

Właściwości transmisyjne płytki


Optyka geometryczna

Pasma absorpcyjne krzemu zaznaczone na czarno


Optyka geometryczna

n = 1

n = 1

’2

-1

2

-’1

n

Pryzmat

Reguła znaków


Optyka geometryczna

Światło białe

Pryzmat

Tęcza.swf


Optyka geometryczna

Przykłady:

Zbiór powierzchni o skokowej zmianie współczynnika załamania

Ograniczony obszar o ciągłej jego zmianie układ gradientowy

Optyka

Przekształcenie przestrzeni przedmiotowej w obrazową w celu zarejestrowania informacji o przedmiocie przez odbiornik

Fotonika dodatkowo

Kształtowanie wiązki np. laserowej

Układ optyczny

obszar o pewnym rozkładzie współczynnika załamania

Cel budowy


Optyka geometryczna

Dane wejściowe

Dane wyjściowe

n

-

n’

P(S,u)

P’(S’,u’)

r

-’

P

P’

-u

u’

O

Aberracja sferyczna

P

S’

-S

-S

Powierzchnia sferyczna układ elementarny

pow_sfer.swf


Optyka geometryczna

S’  s’ S  s

W przestrzeni przyosiowej

s’jest niezależne od małegou

Układ elementarny – przestrzeń przyosiowa sinx  x


Optyka geometryczna

Zgodnie z regułą znaków’ = -

co formalnie dla prawa załamania

-’

P

oznacza

P’

Po podstawieniu do

-s’

-s

dla zwierciadła

r

Zwierciadło płaskie

mamy

S’ = -Sniezależnie od kątau

P

P’

ObrazP’ bezaberracyjny

-u

-s = - S

s’ = S’

Zwierciadło w przestrzeni przyosiowej


Optyka geometryczna

Odwzorowanie przez układ elementarny

w przestrzeni przyosiowej

n

n’ > n

PrzedmiotP

l

F’

-l’

F

-x

x’

ObrazP’

-f

f’

-s

s’

Wzór Newtona

Powiększenie poprzeczne

Ale

oraz

po uwzględnieniu


Optyka geometryczna

n = 1

n = 1

P1

P’1 P2

H

H’

P’2

n

s’2

s2

d

-s1

s’1

Powiększenie  dla soczewki

Soczewka w przestrzeni przyosiowej

Płaszczyzny główneH = 1

W celu znalezienia obrazu dawanego przez soczewkę wystarczy znać położenie jej płaszczyzn głównych H, H’ i ognisk F, F’

Dotyczy to również obiektywu, lub innego układu optycznego


Optyka geometryczna

H

H’

Znane ogniskowa f’ i położenie F i F’

albo

F

F’

P’

P

znane ogniskowa f’ i położenie H i H’

f’

f’

-s

s’

Położenie obrazuP’

H

H’

Powiększenie poprzeczne

P’

P

-s

s’

Obiektywy w powietrzu f’ = -f


Optyka geometryczna

P

H

n = 1

n = 1

H’

l

F’

F

-l’

P’

-x

x’

f’

f’

-s

s’

Położenie obrazuP’

Powiększenie poprzeczne

lub

Obiektyw jako układ cienki


Optyka geometryczna

Aberracje obiektywu- aberracje monochromatyczne

Aberracja sferyczna

Astygmatyzm

Koma


Optyka geometryczna

Przedmiot

Obraz

Krzywizna pola

Obraz bezdystorsyjny

beczkowata

Dystorsja

jaśkowata

Aberracje obiektywu - aberracje monochromatyczne cd


Optyka geometryczna

Ogniskowa f’

położenia płaszczyzn głównychH H’

położenia ogniskF F’

są funkcjami

położenie obrazu i jego powiększenie są również funkcją

P’C

P’F

P

s’F

s’C

chromatyzm położenia

chromatyzm powiększenia

Aberracje obiektywu - aberracje chromatyczne


  • Login