Определение фокусного расстояния и положение главных точек сложного объектива. Иванов К.Н - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 5. Измерение фокусного расстояния
оптической системы по методу Аббе
Фокусное расстояние толстой положительной линзы
определяют по методу Аббе (рис. 5). Пусть предмет, ли-
нейный размер которого равен
у,
находится на расстоя-
нии
х
1
от главного фокуса
F
положительной оптической
системы. Изображение предмета имеет размер
у
1
.
Линей-
ное увеличение
в
1
равно
)4(
1
1
x
f
y
y
==
β
Если теперь отодвинуть предмет от линзы на рас-
стояние ∆х, то линейное увеличение
в
2
окажется равным
2
2
2
x
f
y
y
==
β
(5)
Из (4) и (5) нетрудно получить
21
11
ββ
−
∆
=
x
f
, (6)
где
∆х
= x
2
— x
1
- перемещение предмета.
Таким образом, для определения фокусного рас-
стояния толстой положительной линзы нужно измерить
линейное увеличение системы при двух положениях
предмета и расстояние между этими двумя положения-
ми.
Для нахождения главных плоскостей системы не-
достаточно знать фокусное расстояние, нужно опреде-
лить ещё положения главных фокусов. Это можно сде-
лать при помощи зрительной трубы, настроенной на
бесконечность. Отложив от главных фокусов отрезки,
равные фокусному расстоянию, можно найти положе-
ния главных плоскостей системы. Теоретически фокус-
ное расстояние f
/
сложной системы, состоящей из двух
тонких положительных линз, можно рассчитать (см.
[1]), если известны фокусные расстояния каждой линзы
и расстояние между их центрами l
12
:
||
||
111
/
2
/
1
12
/12/
/
ff
l
fff
−+=
(7)
Экспериментальная установка. Оптическая ска-
мья с осветителем, набор линз, экран и зрительная
труба позволяют определить параметры оптических
систем всеми описанными способами. Все оптические
элементы устанавливаются на скамье при помощи рей-
теров.
Важную роль играет правильная центрировка
элементов системы. Проходя через плохо отцентриро-
ванную систему, лучи света могут отклониться и прой-
ти мимо экрана или глаза наблюдателя. Центрировать
линзы следует как по высоте, так и в поперечном на-
правлении (для чего линзы установлены на поперечных
салазках). Подробно с правилами центрировки системы
Вы познакомитесь при выполнении задания.
F
′
F
1
y
2
y
f
1
P
2
P
x∆
2
x
1
x
y
y
                                                                               Таким образом, для определения фокусного рас-
                                                                       стояния толстой положительной линзы нужно измерить
                                                                       линейное увеличение системы при двух положениях
y    y         F                             F′                        предмета и расстояние между этими двумя положения-
                                                                       ми.
    ∆x    x1
                                                      y2                       Для нахождения главных плоскостей системы не-
                                                                  y1   достаточно знать фокусное расстояние, нужно опреде-
         x2         f                                                  лить ещё положения главных фокусов. Это можно сде-
                              P1        P2                             лать при помощи зрительной трубы, настроенной на
                                                                       бесконечность. Отложив от главных фокусов отрезки,
                                                                       равные фокусному расстоянию, можно найти положе-
                   Рис. 5. Измерение фокусного расстояния              ния главных плоскостей системы. Теоретически фокус-
                     оптической системы по методу Аббе                 ное расстояние f/сложной системы, состоящей из двух
  Фокусное расстояние толстой положительной линзы                      тонких положительных линз, можно рассчитать (см.
определяют по методу Аббе (рис. 5). Пусть предмет, ли-                 [1]), если известны фокусные расстояния каждой линзы
нейный размер которого равен у, находится на расстоя-                  и расстояние между их центрами l12:
нии х1 от главного фокуса F положительной оптической                                    1      1       1     |l |
                                                                                          /
                                                                                            =        +    − /12 /      (7)
системы. Изображение предмета имеет размер у1. Линей-                                   f     f / 12   f/  | f1 f 2 |
ное увеличение в1 равно
                                                                              Экспериментальная установка. Оптическая ска-
                       y1   f                                          мья с осветителем, набор линз, экран и зрительная
                          =  β=                  (4)                   труба позволяют определить параметры оптических
                        y x1
                                                                       систем всеми описанными способами. Все оптические
      Если теперь отодвинуть предмет от линзы на рас-
                                                                       элементы устанавливаются на скамье при помощи рей-
стояние ∆х, то линейное увеличение в2 окажется равным
                                                                       теров.
                   y    f                                                     Важную роль играет правильная центрировка
              β2 = 2 =                           (5)
                    y x2                                               элементов системы. Проходя через плохо отцентриро-
                                                                       ванную систему, лучи света могут отклониться и прой-
                                                                       ти мимо экрана или глаза наблюдателя. Центрировать
                                                                       линзы следует как по высоте, так и в поперечном на-
Из (4) и (5) нетрудно получить                                         правлении (для чего линзы установлены на поперечных
                    ∆x                                                 салазках). Подробно с правилами центрировки системы
             f =            ,                               (6)
                 1 − 1                                                 Вы познакомитесь при выполнении задания.
                        β1         β2
где ∆х = x2 — x1 - перемещение предмета.

Страницы