Курсовые и лабораторные работы Математика решение задач Электротехника Лабораторные работы по электронике Физика Информатика На главную
Энергетика световых волн Расчет энергетических величин Правила знаков и записи Построение изображения Расчет матрицы Гаусса Расчет характеристик Арифметические операции над матрицами

Правило знаков в оптике. Основные законы распространения света

Правила знаков и записи конструктивных параметров

Правило знаков рассмотрено в параграфе "5.1.2. Взаимное расположение элементов в оптической системе"

Общие положения правила знаков

В оптике для определения расположения оптических элементов друг относительно друга, для определения направления луча, для различных расчетов используются условности, называемые правилом знаков. Каждое расстояние при расчете и проектрировании оптических систем имеет свой знак. Положительный или отрицательный

Иллюстрация, приведенная ниже, показывает правильное использование знаков для различных величин при описании оптических систем.

  • Положительным направлением света считается распространение слева направо.
  • Осевые расстояния считаются положительными, если они измеряются по направлению распространения света (слева направо). Пример - положение предмета S (отрицательно), положение изображения S' (положительно).
  • Радиус кривизны поверхности считается положительным, если центр кривизны находится справа от поверхности (поверхность обращена выпуклостью влево). Поверхность на рисунке имеет положительный знак радиуса.
  • Угол между лучом и оптической осью считается положительным, если для совмещения оси с лучом ось нужно вращать по часовой стрелке. Углы σ' и σ - классический пример. Но также можно обратить внимание на углы, которые отмеряются от нормали к поверхности. Правило применяется и в этом случае, но системой отсчета является нормаль - ε' и ε, соответственно, если она вращается по часовой стрелке, то угол - положителен.
  • Отрезки, перпендикулярные оптической оси считаются положительными, если они располагаются над осью. Пример - отрезки h, y - положительные, y' - отрицательный.

Запись конструктивных параметров оптической системы

Во всех системах проектирования оптики приняты правила записи конструктивных параметров системы. Обычно они представляются в виде таблицы:

Радиусы Осевые
расстояния
Среды

Величины пишутся с учетом знака. Поверхности записываются по мере прохождения через них луча.

Пример описания двояковыпуклой линзы

Радиусы Осевые
расстояния
Среды
0  1
1r1d1n
2-r2 1

Пример описания вогнутого зеркала

Знак преломления среды по которой луч идет в обратную сторону, меняем на противоположный. Также и осеове расстояние при пррохождении его справа на лево лучом записывается как отрицательное.

Радиусы Осевые
расстояния
Среды
0  1
1-r1 -1

Пример описания зеркально-линзовой системы

Радиусы Осевые
расстояния
Среды
0  1
1-r1d1n
2-r2d21
3-r3 -1

Основы оптики Практические занятия правила работы с матрицами и примеры матричных расчетов.