Оптика. Жукова В.А - 5 стр.

UptoLike

Рубрика: 

В различных оптических системах для формирования изображения
широко используется такой оптический элемент как сферическая линза.
Сферическая линзаэто прозрачное тело, ограниченное с боковых сторон
сферическими поверхностями. Сферическую линзу можно в свою очередь
рассматривать как простейшую оптическую систему. Для того, чтобы ра-
зобраться в том, как линза формирует изображение, рассмотрим сначала
преломление световых лучей на одной сферической преломляющей по-
верхности.
Преломление лучей на сферической поверхности
Изменение направления световых лучей на границе раздела двух сред
можно описать с помощью закона преломления (закона Снеллиуса)
1
2
sin
sin
n
n
ϕ
=
ψ
. (1.1)
Угол
ϕ - угол падения, то есть угол между падающим лучом и нормалью к
поверхности,
ψ - угол преломления (угол между преломленным лучом и
нормалью), n
1
и n
2
показатели преломления первой и второй сред.
Пусть сферическая поверхность с центром в точке С разделяет две
прозрачные среды с показателями преломления n
1
и n
2
(рис. 1.1). Пусть в
некоторой точке А расположен точечный источник. Проведем через центр
кривизны С и точку А прямую, которую будем называть оптической осью.
Очевидно, что система будет симметрична относительно этой оси, т.е. по-
ворот вокруг этой оси на произвольный угол физически ничего не меняет в
этой системе. Поэтому достаточно
рассмотреть ход лучей в какой-либо од-
ной плоскости, содержащей эту ось. Выберем систему координат так, что-
бы ее начало О совпадало с точкой пересечения оптической оси с прелом-
ляющей поверхностью, а ось Z была направлена вдоль оптической оси по
ходу лучей. Ось Y направим вверх в плоскости рисунка. Рассмотрим про-
извольный луч
, выходящий из А и попадающий на преломляющую по-
R
β
ψ
A
C
O
α
ϕ
B
N
n
1
n
2
γ
-z
1
z
2
M
y
Z
Y
Рис. 1.1
5