1. Brandpuntsafstand van optiese stelsels
Brandpuntsafstand is 'n baie belangrike aanwyser van optiese stelsel, vir die konsep van brandpuntafstand, het ons min of meer 'n begrip, ons hersien hier.
Die brandpuntsafstand van 'n optiese stelsel, gedefinieer as die afstand vanaf die optiese middelpunt van die optiese stelsel tot die fokus van die straal wanneer parallelle lig inval, is 'n maatstaf van die konsentrasie of divergensie van lig in 'n optiese stelsel. Ons gebruik die volgende diagram om hierdie konsep te illustreer.
In die bostaande figuur konvergeer die parallelle straal wat inval vanaf die linkerkant, nadat dit deur die optiese stelsel gegaan het, na die beeldfokus F', die omgekeerde verlengingslyn van die konvergerende straal sny met die ooreenstemmende verlengingslyn van die invallende parallelle straal by 'n punt, en die oppervlak wat verby hierdie punt gaan en loodreg op die optiese as is, word die agterste hoofvlak genoem, die agterste hoofvlak sny met die optiese as by punt P2, wat die hoofpunt (of die optiese middelpunt) genoem word, die afstand tussen die hoofpunt en die beeldfokus, dit is wat ons gewoonlik die brandpuntsafstand noem, die volle naam is die effektiewe brandpuntafstand van die beeld.
Dit kan ook uit die figuur gesien word dat die afstand vanaf die laaste oppervlak van die optiese sisteem na die fokuspunt F' van die beeld die agterste brandpuntsafstand (BFL) genoem word. Dienooreenkomstig, as die parallelle straal van die regterkant af inval, is daar ook konsepte van effektiewe brandpuntsafstand en voorbrandpuntafstand (FFL).
2. Brandpuntsafstandtoetsmetodes
In die praktyk is daar baie metodes wat gebruik kan word om die brandpuntafstand van optiese stelsels te toets. Gebaseer op verskillende beginsels, kan die brandpuntsafstandtoetsmetodes in drie kategorieë verdeel word. Die eerste kategorie is gebaseer op die posisie van die beeldvlak, die tweede kategorie gebruik die verhouding tussen vergroting en brandpuntsafstand om die brandpuntsafstandwaarde te verkry, en die derde kategorie gebruik die golffrontkromming van die konvergerende ligstraal om die brandpuntsafstandwaarde te verkry. .
In hierdie afdeling sal ons die algemeen gebruikte metodes bekendstel om die brandpuntafstand van optiese stelsels te toets:：
2.1Collimator metode
Die beginsel om 'n kollimator te gebruik om die brandpuntafstand van 'n optiese stelsel te toets, is soos in die diagram hieronder getoon:
In die figuur word die toetspatroon by die fokus van die kollimator geplaas. Die hoogte y van die toetspatroon en die brandpunt fc' van die kollimator is bekend. Nadat die parallelle straal wat deur die kollimator uitgestraal is deur die getoetsde optiese stelsel saamgetrek en op die beeldvlak afgebeeld is, kan die brandpuntafstand van die optiese stelsel bereken word gebaseer op die hoogte y' van die toetspatroon op die beeldvlak. Die brandpuntafstand van getoets optiese stelsel kan die volgende formule gebruik:
2.2 GaussiaansMetode
Die skematiese figuur van Gaussiese metode vir die toets van die brandpuntafstand van 'n optiese stelsel word soos hieronder getoon:
In die figuur word die voorste en agterste hoofvlakke van die optiese stelsel wat getoets word onderskeidelik as P en P' voorgestel, en die afstand tussen die twee hoofvlakke is dP. In hierdie metode is die waarde van dPword as bekend beskou, of die waarde daarvan is klein en kan geïgnoreer word. 'n Voorwerp en 'n ontvangskerm word aan die linker- en regterkant geplaas, en die afstand tussen hulle word aangeteken as L, waar L groter moet wees as 4 keer die brandpunt van die sisteem wat getoets word. Die stelsel wat getoets word, kan in twee posisies geplaas word, onderskeidelik as posisie 1 en posisie 2 aangedui. Die voorwerp aan die linkerkant kan duidelik op die ontvangskerm afgebeeld word. Die afstand tussen hierdie twee plekke (aangedui as D) kan gemeet word. Volgens die vervoegde verhouding kan ons kry:
By hierdie twee posisies word die voorwerpafstande onderskeidelik as s1 en s2 aangeteken, dan s2 - s1 = D. Deur formule-afleiding kan ons die brandpuntafstand van die optiese stelsel kry soos hieronder:
2.3Lensometer
Die Lensometer is baie geskik vir die toets van optiese stelsels met lang brandpunte. Sy skematiese figuur is soos volg:
Eerstens word die lens wat getoets word nie in die optiese pad geplaas nie. Die waargenome teiken aan die linkerkant gaan deur die kollimerende lens en word parallelle lig. Die parallelle lig word gekonvergeer deur 'n konvergerende lens met 'n brandpuntsafstand van f2en vorm 'n duidelike beeld by die verwysingsbeeldvlak. Nadat die optiese pad gekalibreer is, word die lens wat getoets word in die optiese pad geplaas, en die afstand tussen die lens wat getoets word en die konvergerende lens is f2. As gevolg hiervan, as gevolg van die werking van die lens wat getoets word, sal die ligstraal herfokus word, wat 'n verskuiwing in die posisie van die beeldvlak veroorsaak, wat lei tot 'n duidelike beeld by die posisie van die nuwe beeldvlak in die diagram. Die afstand tussen die nuwe beeldvlak en die konvergerende lens word as x aangedui. Gebaseer op die voorwerp-beeld-verwantskap, kan die brandpuntsafstand van die lens wat getoets word, afgelei word as:
In die praktyk is die lensometer wyd gebruik in die top-fokusmeting van brillense, en het die voordele van eenvoudige werking en betroubare akkuraatheid.
2.4 AbbeRefraktometer
Die Abbe refraktometer is nog 'n metode om die brandpuntafstand van optiese stelsels te toets. Sy skematiese figuur is soos volg:
Plaas twee liniale met verskillende hoogtes aan die voorwerpoppervlakkant van die lens wat getoets word, naamlik skaalplaat 1 en skaalplaat 2. Die ooreenstemmende skaalplate se hoogte is y1 en y2. Die afstand tussen die twee skaalplate is e, en die hoek tussen die liniaal se boonste lyn en die optiese as is u. Die skaalplaat word afgebeeld deur die getoetsde lens met 'n brandpuntafstand van f. 'n Mikroskoop word aan die einde van die beeldoppervlak geïnstalleer. Deur die posisie van die mikroskoop te beweeg, word die boonste beelde van die twee skaalplate gevind. Op hierdie tydstip word die afstand tussen die mikroskoop en die optiese as as y aangedui. Volgens die objek-beeld-verwantskap kan ons die brandpuntsafstand kry as:
2.5 Moire-deflektometrieMetode
Die Moiré-deflektometrie-metode sal twee stelle Ronchi-uitsprake in parallelle ligstrale gebruik. Ronchi-uitspraak is 'n roosteragtige patroon van metaalchroomfilm wat op 'n glassubstraat neergelê word, wat algemeen gebruik word om die werkverrigting van optiese stelsels te toets. Die metode gebruik die verandering in Moiré-rande wat deur die twee tralies gevorm word om die brandpuntafstand van die optiese stelsel te toets. Die skematiese diagram van die beginsel is soos volg:
In die figuur hierbo word die waargenome voorwerp, nadat dit deur die kollimator gegaan het, 'n parallelle bundel. In die optiese pad, sonder om eers die getoetsde lens by te voeg, gaan die parallelle straal deur twee roosters met 'n verplasingshoek van θ en 'n roosterspasiëring van d, wat 'n stel Moiré-rands op die beeldvlak vorm. Dan word die getoetsde lens in die optiese pad geplaas. Die oorspronklike gekollimeerde lig, na breking deur die lens, sal 'n sekere brandpuntsafstand produseer. Die krommingsradius van die ligstraal kan verkry word uit die volgende formule:
Gewoonlik word die lens wat getoets word baie naby aan die eerste rooster geplaas, dus stem die R-waarde in die bogenoemde formule ooreen met die brandpunt van die lens. Die voordeel van hierdie metode is dat dit die brandpuntafstand van positiewe en negatiewe brandpuntsisteme kan toets.
2.6 OptiesFiberAutokollimasieMetode
Die beginsel van die gebruik van die optiese vesel outokollimasie metode om die brandpunt van die lens te toets, word in die figuur hieronder getoon. Dit gebruik veseloptika om 'n divergerende straal uit te straal wat deur die lens wat getoets word en dan na 'n vlakke spieël gaan. Die drie optiese paaie in die figuur verteenwoordig die toestande van die optiese vesel onderskeidelik binne die fokus, binne die fokus en buite die fokus. Deur die posisie van die lens wat getoets word heen en weer te skuif, kan jy die posisie van die veselkop by die fokus vind. Op hierdie tydstip word die straal self gekollimeer, en na weerkaatsing deur die vlakke spieël sal die meeste van die energie terugkeer na die posisie van die veselkop. Die metode is in beginsel eenvoudig en maklik om te implementeer.
3.Gevolgtrekking
Brandpuntsafstand is 'n belangrike parameter van 'n optiese stelsel. In hierdie artikel beskryf ons die konsep van optiese stelsel brandpuntafstand en die toetsmetodes daarvan. Gekombineer met die skematiese diagram, verduidelik ons die definisie van brandpunt, insluitend die konsepte van beeld-kant brandpunt, voorwerp-kant brandpunt en voor-na-agter brandpunt. In die praktyk is daar baie metodes om die brandpuntafstand van 'n optiese stelsel te toets. Hierdie artikel stel die toetsbeginsels van die kollimatormetode, Gaussiese metode, brandpuntsafstandmetingsmetode, Abbe-brandpuntafstandmetingsmetode, Moiré-afbuigingsmetode en optiesevesel-outokollimasiemetode bekend. Ek glo dat deur hierdie artikel te lees, jy 'n beter begrip van die brandpuntafstandparameters in optiese stelsels sal hê.
Postyd: Aug-09-2024
