Powierzchnia sferyczna

(1)

Fizyka ogólna 3 – fizyka falowa i optyka W. Drozdowski 1

Pryzmat

 przezroczysta bryła ograniczona dwiema powierzchniami płaskimi tworzącymi ze sobą tzw. kąt łamiący δ

 zastosowanie

 prowadzenie światła

 bezstratne odbicie wiązki (dzięki całkowitemu odbiciu wewnętrznemu)

 odchylanie wiązki pod określonym kątem

 polaryzacja światła

 analiza widmowa (element dyspersyjny)

 optometria

 korekcja rzadkich wad wzroku

Pryzmat

 zależności geometryczne

 bieg symetryczny - najmniejsze odchylenie promienia

Pryzmat

 prawo Snella

Pryzmat

 cienki pryzmat (bardzo małe kąty)

 kąt najmniejszego odchylenia

 pryzmat w powietrzu

(2)

Powierzchnia sferyczna

 tworzenie obrazu przedmiotu punktowego

 obraz rzeczywisty (dwa przypadki)

Powierzchnia sferyczna

 obraz pozorny (cztery przypadki)

Równanie powierzchni sferycznej

 zależności geometryczne

 prawo Snella

 przybliżenie wiązki przyosiowej (bardzo małe kąty)

Równanie powierzchni sferycznej

 promień krzywizny r - konwencja znaków

 przedmiot przed powierzchnią wypukłą - znak (+)

 przedmiot przed powierzchnią wklęsłą - znak (-)

(3)

Soczewka

 przezroczysta bryła ograniczona dwiema powierzchniami zakrzywionymi, najczęściej sferycznymi, lub zakrzywioną i płaską

 rodzaje soczewek

 skupiające

 dwuwypukłe

 płasko-wypukłe

 wklęsło-wypukłe

 rozpraszające

 dwuwklęsłe

 płasko-wklęsłe

 wypukło-wklęsłe

Soczewka skupiająca a soczewka rozpraszająca

 ogniskowanie wiązki równoległej

Równanie soczewki

 soczewka jako układ dwóch powierzchni łamiących

Równanie soczewki

 lewa powierzchnia łamiąca

 obraz pozorny O’ przedmiotem P” dla prawej powierzchni

 prawa powierzchnia

(4)

Równanie soczewki

 przybliżenie cienkiej soczewki

 sumowanie stronami równań obydwu powierzchni

Równanie soczewki

 dowolna soczewka cienka z materiału o współczynniku załamania n₂, o promieniach krzywizny r’ i r”, umieszczona w ośrodku o współczynniku załamania n1

 równanie szlifierzy soczewek

 równanie Gaussa

Soczewka skupiająca

 tworzenie obrazu przedmiotu rozciągłego

przypadek rodzaj obrazu ze względu na

sposób powstania ustawienie powiększenie

0 < p < f pozorny prosty powiększony

p= f brak obrazu

f< p < 2f

rzeczywisty odwrócony

powiększony

p= 2f równy

Soczewka rozpraszająca

 tworzenie obrazu przedmiotu rozciągłego

przypadek rodzaj obrazu ze względu na

sposób powstania ustawienie powiększenie

0 < p < f

pozorny prosty pomniejszony

p= f f< p < 2f

p= 2f

(5)

 promienie charakterystyczne

 równoległy (1)

 ogniskowy (2)

 główny (3)

Zasady konstrukcji obrazów

 ogniskowy (2)

 główny (3)

Zasady konstrukcji obrazów

 ogniskowy (2)

 główny (3)

Zasady konstrukcji obrazów Moc optyczna soczewki

 wielkość używana najczęściej dla soczewek, definiowalna też dla innych elementów i układów optycznych

 alternatywne określenie: zdolność skupiająca (lub zbierająca)

 definicja

 w powietrzu

 w ośrodku o współczynniku załamania n

(6)

Moc optyczna soczewki

 jednostka spoza układu SI, wykorzystywana w optometrii: dioptria

 rozróżnianie soczewek skupiających i rozpraszających zgodnie z konwencją znaków dla ogniskowych

 soczewka skupiająca - znak (+)

 soczewka rozpraszająca - znak (-)

Proste układy soczewek cienkich

 dwie stykające się soczewki cienkie

 dwie soczewki cienkie odległe o d

Wady wzroku

 krótkowzroczność

 korekcja przy pomocy soczewek rozpraszających („minusy”)

Wady wzroku

 dalekowzroczność (nadwzroczność)

 korekcja przy pomocy soczewek skupiających („plusy”)

(7)

Wady wzroku

 astygmatyzm - wada wzroku spowodowana brakiem symetrii soczewki i/lub rogówki, przejawiająca się nieostrym widzeniem w pewnych kierunkach lub obszarach pola widzenia

 rodzaje i korekcja

 regularny - soczewki cylindryczne

 nieregularny - dedykowane soczewki kontaktowe

Soczewka gruba

 brak prostych równań (Gaussa, szlifierzy)

 koncepcja płaszczyzn głównych

 równoległa wiązka światła padająca na układ z lewej (prawej) strony ulega skupieniu w ognisku F2(F1) w odległości f od prawej (lewej) płaszczyzny głównej H2(H1)

 rozbieżna wiązka promieni wychodząca z jednego z ognisk układu opuszcza układ po przeciwnej stronie jako wiązka równoległa

Soczewka gruba

 płaszczyzny główne zależnie od rodzaju soczewki

Soczewka gruba

 ogniskowa (mierzona od odpowiedniej płaszczyzny głównej)

 konstrukcja obrazu