Pobierz Wykład 3 Optyka geometryczna i więcej Notatki w PDF z Optyka tylko na Docsity! U
jem
N
O
>
M ©
o 2
zĘ
=
W
Z
U
=
>
+
Q
O
Metody Optyczne
w Technice
Promień świetlny • Potraktujmy światło jako strumień cząstek energii podróżujących w przestrzeni • Trajektorie takich cząstek to promienie świetlne • W przypadku wiązki światła promienie będą równoległe, zaś w przypadku źródła światła, będą promieniście się z niego rozchodzić Przybliżenie przyosiowe • Ograniczamy rozważania do wiązek światła padających pod małymi kątami, wtedy • W dalszej części rozważań optyki geometrycznej stosować będziemy to przybliżenie θθθ ≅≅ tansin ttii nn θθ = Macierz promienia • Promień scharakteryzowany jest odległością od osi optycznej r oraz kierunkiem (kątem) biegu wobec tej osi θ. • Wygodniej jest jednak używać obecnego w równaniu prawa Snella iloczynu nθ. • Promień charakteryzuje więc wektor: θn r Bieg promienia • Jeśli promień biegnie pod kątem θ i znajduje się w płaszczyźnie z=z1 w odległości r1 od osi, oraz porusza się w ośrodku o współczynniku n to w punkcie z2 znajdował się będzie w punkcie • Co można zapisać jako ( ) ( )θθ 1211212 tan zzrzzrr −+≅−+= ∆ = θθ n r n z n r 12 10 1 Soczewka 2 23 1 12 2 2 2 23 1 12 3 3 R nn R nn n d R nn R nn F n −− − − + − = − −= == 211 2 3 312 1111 0 RRn n F nnd Punkty kardynalne • Punkty węzłowe – punkty w których promień światła padający na układ i przechodzący przez jeden z nich wychodzi z układu w tym samym kierunku (równolegla) przechodząc przez drugi • Płaszczyzny główne – płaszczyzny w których obiekt umieszczony na jednej z nich daje obraz na drugie o powiększeniu 1.0 • Ogniska – punkty w których zbierają się promienie wiązki równoległej po przejściu przez układ Soczewka cienka f rnn rr n r fn r 1 1122 12 11 1 22 2 11 01 −= = −= θθ θθ Obraz pozorny
* f<0, s;<0
WFIZYKA.PW
Źrenica wejściowa i wyjściowa
WFIZYKA.PW
Punkty kardynalne Parametr od do Funkcja elementów macierzy Ognisko przednie wejściowa płaszczyzna odniesienia (opo) ognisko Przednia odległość ogniskowa ognisko przednie przedni punkt główny Przedni punkt główny opo przedni punkt główny Przedni punkt węzłowy opo Przedni punkt węzłowy C Dn1 C n1− ( ) C Dn 11 − C nDn 21 − Zasada nieoznaczoności • Prędkość (pęd) i położenie fotonu określa zasada nieoznaczoności Heissenberga: • h – stała Plancka h=6.626068 × 10-34 m2 kg / s • p – składowa pędu fotonu (p=h/λ) wzdłuż kierunku x hpx x ≥∆∆ Rozdzielczość 2 sin0 im x pp θ =∆ NAp hx imx λ θ λ == ∆ ≥∆ 2 sin 0 Głębia ostrości 2 2 NA n p hz z λ = ∆ ≥∆ Lupa oi o o i dd d df fd > − = NP o i M d dM α α θ = −= +== == ffd M d hoh o o o NP 2501;250250 250 θ αα Mikroskop złożony • Obiektyw – krótka ogniskowa fo (duża moc optyczna), znajduje się blisko preparatu • Okular –ogniskowa fe, znajduje się blisko oka • Obraz tworzony przez obiektyw jest powiększany przez okular który działa na zasadzie lupy Mikroskop eo o ff LM f LM 250 −= −= θ
