Книга: Можаров Г. А. «Основы геометрической оптики»

Изложены основные законы, понятия и принципы геометрической оптики, необходимые для обоснования принципа действия оптических систем приборов. Приведены теория реальных и идеальных оптических систем, а также элементы методики их расчета на ЭВМ. Рассмотрены различные оптические материалы и изделия из них. Особое внимание уделено линзам различного вида и их характеристикам. Учебное пособие основано на многолетнем опыте преподавания курса оптики в Московском государственном университете геодезии и картографии.
Для студентов, обучающихся по направлению «Оптотехника» и специальности «Оптико-электронные приборы и системы». Может использоваться в учебном процессе родственных направлений и специальностей.

Содержание:

Введение. История развития геометрической оптики...... 7 Глава 1. Основные понятия, законы и принципы геометрической оптики...... 25 1. 1. Предмет и структура геометрическойоптики...... 25 1. 2. Понятие о световом луче...... 26 1. 3. Пучки световых лучей...... 27 1. 4. Оптическая система...... 31 1. 5. Предмет и изображение...... 32 1. 6. Каустические поверхности и линии...... 35 1. 7. Основные законы геометрической оптики...... 36 1. 8. Формулы законов отражения и преломления луча в трехмерном пространстве...... 42 1. 9. Принцип Ферма...... 47 1. 10. Полное внутреннее отражение...... 51 Глава 2. Оптические материалы...... 52 2. 1. Стекло оптическое бесцветное...... 53 2. 2. Стекло оптическое цветное...... 60 2. 3. Стекло оптическое кварцевое...... 61 2. 4. Стекло оптическое люминесцентное...... 61 2. 5. Стекло светорассеивающее...... 62 2. 6. Стекло фотохромное...... 62 2. 7. Стекло оптическое органическое...... 63 2. 8. Ситаллы оптические...... 64 2. 9. Стекла бескислородные инфракрасные...... 64 2. 10. Керамика оптическая...... 65 2. 11. Кристаллы оптические...... 66 Глава 3. Теория оптических систем в параксиальной области...... 68 3. 1. Правила знаков...... 68 3. 2. Ход действительного луча через сферические поверхности в меридиональной плоскости. Инвариант Аббе...... 72 3. 3. Основные понятия реальной оптической системы в параксиальной области...... 76 3. 4. Нулевой инвариант Аббе. Уравнение параксиального луча. Формулы для расчета параксиального луча...... 78 3. 5. Инвариант Лагранжа-Гельмгольца...... 80 3. 6. Линейное увеличение...... 81 3. 7. Угловое увеличение...... 83 3. 8. Продольное увеличение...... 84 3. 9. Связь между линейным, угловым и продольным увеличениями...... 85 3. 10. Кардинальные точки, фокусные расстояния и фокальные отрезки...... 86 3. 11. Связь между линейным увеличением и фокусным расстоянием. Формулы Ньютона и Гаусса...... 92 3. 12. Теорема Лагранжа-Гельмгольца. Связь между передним и задним фокусными расстояниями...... 93 3. 13. Расчет параксиального луча через систему, заданную главными плоскостями...... 95 3. 14. Линейное увеличение оптической системы, заданной главными плоскостями...... 98 3. 15. Узловые плоскости и точки...... 99 3. 16. Первый и второй параксиальные лучи...... 100 Глава 4. Теория идеальных оптических систем...... 102 4. 1. Понятие идеальной оптической системы...... 102 4. 2. Графическое построение изображений...... 105 4. 3. Оптическая система из двух бесконечно тонких компонентов...... 110 4. 4. Оптическая система из любого числа бесконечно тонких компонентов...... 114 Глава 5. Кардинальные элементы линзы. Виды линз...... 117 5. 1. Оптическая сила и кардинальные точки линзы...... 117 5. 2. Виды линз и их характеристики...... 121 5. 3. Переход от системы с бесконечно тонкими линзами к системе с конечными толщинами линз...... 129 Глава 6. Ограничение пучков лучей в оптической системе...... 132 6. 1. Роль диафрагм в оптической системе...... 132 6. 2. Апертурная диафрагма. Входной и выходной зрачки. Апертурный и главный лучи. Числовая апертура. Диафрагменное число. Относительное отверстие...... 133 6. 3. Полевая диафрагма. Входное и выходное окна. Угловое и линейное поле. Виньетирование...... 137 6. 4. Телецентрический ход лучей...... 144 6. 5. Глубина резко изображаемого пространства...... 148 Глава 7. Оптические системы зрительных труб, микроскопов лупы...... 154 7. 1. Оптические системы зрительных труб...... 154 7. 2. Оптические системы микроскопов...... 163 7. 3. Лупа...... 171 Глава 8. Образование совершенных изображений. Элементарные пучки лучей...... 179 8. 1. Закон косинусов...... 180 8. 2. Условие Гершеля...... 182 8. 3. Условие синусов Аббе...... 183 8. 4. Преобразование условия синусов Аббе при различных положениях плоскостей предмета и изображения...... 186 8. 5. Апланатические точки преломляющей сферической поверхности...... 189 8. 6. Асферические поверхности вращения второго порядка...... 196 8. 7. Преломление элементарных пучков лучей на сферических и плоских поверхностях...... 204 Глава 9. Энергетика оптических систем...... 208 9. 1. Понятие светового потока и потока излучения...... 208 9. 2. Спектральная чувствительность глаза...... 209 9. 3. Связь между световым потоком и потоком излучения...... 212 9. 4. Энергетические и световые величины и единицы их измерения...... 214 9. 5. Оптические свойства тел...... 221 9. 6. Закон освещенности от точечного источника света...... 229 9. 7. Закон Ламберта...... 231 9. 8. Полный световой поток, излучаемый поверхностью по закону Ламберта...... 233 9. 9. Соотношение между светимостью и яркостью...... 234 9. 10. Соотношение между освещенностью и яркостью...... 235 9. 11. Световой поток, проходящий через оптическую систему. Освещенность изображения...... 235 9. 12. Убывание освещенности от центра к краям изображения...... 239 9. 13. Коэффициент пропускания оптической системы...... 241 9. 14. Просветление оптических поверхностей...... 245 Глава 10. Вредный (рассеянный) свет...... 250 10. 1. Понятие о вредном (рассеянном) свете...... 250 10. 2. Бленды...... 252 10. 3. Устранение вредного (рассеянного) света в телескопической системе...... 257 10. 4. Устранение вредного (рассеянного) света первого порядка за объективом с помощью системы диафрагм...... 258 10. 5. Паразитные отражения в призмах...... 260 Глава 11. Формулы для расчета хода лучей и астигматических пучков на ЭВМ...... 264 11. 1. Формулы Федера...... 264 11. 2. Начальные и конечные координаты луча...... 273 11. 3. Формулы для расчета хода элементарных пучков лучей на ЭВМ...... 276 Список литературы...... 279

Издательство: "Логос" (2006)

ISBN: 5987040116