Для идеальной оптической системы линейное увеличение для любой величины предмета.
Линейное (поперечное) увеличение
Линейное увеличение оптической системы – это отношение линейного размера изображения в направлении, перпендикулярном оптической оси, к соответствующему размеру предмета в направлении перпендикулярном оптической оси:
Рис.5.2.1. Сопряженные линейные величины.
Если , то отрезки и направлены в одну сторону, если , то отрезки и направлены в разные стороны, то есть происходит оборачивание изображения.
Если , то величина изображения больше величины предмета, если , то величина изображения меньше величины предмета.
Для идеальной оптической системы линейное увеличение для любой величины предмета.
Угловое увеличение оптической системы – это отношение тангенса угла между лучом и оптической осью в пространстве изображений к тангенсу угла между сопряженным с ним лучом в пространстве предметов и осью:
Рис.5.2.2. Сопряженные угловые величины.
В параксиальной области углы малы, и следовательно, угловое увеличение – это отношение любых из следующих угловых величин:
(5.2.3)
Продольное увеличение оптической системы – это отношение бесконечно малого отрезка, взятого вдоль оптической оси в пространстве изображений, к сопряженному с ним отрезку в пространстве предметов:
Рис.5.2.3. Сопряженные продольные отрезки.
14. Главными плоскостями системы называется пара сопряженных плоскостей, в которых линейное увеличение равно единице ( ).
Главные точки и – это точки пересечения главных плоскостей с оптической осью.
Рассмотрим случай, когда линейное увеличение равно нулю, или бесконечности. Отодвинем плоскость предметов бесконечно далеко от оптической системы. Сопряженная ей плоскость называется задней фокальной плоскостью, а точка пересечения этой плоскости с оптической осью – задний фокус (рис.5.2.4).
Рис.5.2.4. Кардинальные точки и отрезки.
Расстояние от задней главной точки до заднего фокуса называется задним фокусным расстоянием .
Расстояние от последней поверхности до заднего фокуса называется задним фокальным отрезком.
Передний фокус – это точка на оптической оси в пространстве предметов, сопряженная с бесконечно удаленной точкой, расположенной на оптической оси в пространстве изображений
Если лучи выходят из переднего фокуса, то они идут в пространстве изображений параллельно.
Переднее фокусное расстояние – это расстояние от передней главной точки до переднего фокуса.
Передний фокальный отрезок – это расстояние от первой поверхности до переднего фокуса.
Если , то система называется собирающей или положительной. Если , то система рассеивающая или отрицательная.
15. Основные соотношения параксиальной оптики связывают между собой фокусные расстояния, положение и размеры предмета и изображения, угловое, линейное и продольное увеличения.
Рис.5.3.1. Схема для вывода основных соотношений параксиальной оптики.
Таким образом, увеличение можно выразить как через отрезок , так и через отрезок . Отсюда можно получить формулу Ньютона:
16. Инвариант Лагранжа-Гельмгольца связывает линейный размер предмета и угловой размер пучка лучей (рис.5.3.4). Эта величина инвариантна, то есть неизменна в любом пространстве.
Рис.5.3.4. Величины, которые связывает инвариант Лагранжа-Гельмгольца.
получим инвариант Лагранжа-Гельмгольца:
Монохроматические аберрации присутствуют, даже если оптическая система работает при монохроматическом излучении.
Монохроматические аберрации делятся на несколько типов:
Обычно все последующие аберрации добавляются к уже существующим. Но мы будем рассматривать каждый тип аберрации по отдельности, как если бы только он и существовал.
Хроматические аберрации – это проявление зависимости характеристик оптической системы от длины волны света (хромо – цвет). Хроматические аберрации приводят к тому, что в изображениях неокрашенных предметов появляется окрашенность. Хроматические аберрации появляются из-за того, что оптические системы изготовлены из оптических стекол с показателями преломления, зависящими от длины волны .
Существуют два основных вида хроматизма:
20. Сферическая аберрация приводит к тому, что лучи, выходящие из осевой точки предмета, не пересекаются в одной точке, образуя на плоскости идеального изображения кружок рассеяния. Ею обладают все линзы со сферическими поверхностями. Чтобы ее устранить, необходимо сделать поверхности не сферическими. Сферическую аберрацию 3 порядка называют также первичной сферической аберрацией.
Рис.8.2.3. Сферическая аберрация.
Кома появляется при смещениях точки предмета с оси. Кома добавляется к другим аберрациям (например, к сферической), но мы будем рассматривать ее отдельно от других аберраций (рис.8.2.7).
Рис.8.2.7. Структура пучка лучей при наличии комы.
21. Апохромат — подтип ахроматов, у которых хроматические и сферические аберрации устранены значительно лучше, чем у обычных ахроматов. В отличие от ахроматических оптических систем, у которых фокусное расстояние совпадает для двух различных длин волн, в апохроматических системах фокусное расстояние уравнено в трёх точках спектра.
Схема ахромата. Тонкими линиями показан ход лучей: 1 — в жёлтой области спектра; 2 — в сине-фиолетовой области спектра.
23. Апертурная диафрагма, действующаядиафрагма — специально установленная диафрагма или оправа одной из линз, которая ограничивает пучки лучей, выходящие из точек предмета, расположенных на оптической оси и проходящих через оптическую систему. Часто, располагается вблизи центра формирующей оптическое изображение оптической системы. Её изображение, сформированное предшествующей (по ходу лучей) частью оптической системы, определяет входной зрачок системы. Сформированное последующей частью — выходной зрачок.
24. Полевая диафрагма, диафрагма поля зрения — непрозрачная преграда, ограничивающая линейное поле оптической системы в пространстве предметов или в пространстве изображений. Располагается в непосредственной близости от одного из фокусов оптической системы (в системах с оборачивающими элементами может располагаться в одном из промежуточных фокусов). Может иметь форму круга (в микроскопах, телескопах). В спектральных приборах имеет форму щели. Определяет, какая часть пространства может быть изображена оптической системой. Из центра входного зрачка диафрагма поля зрения видна под наименьшим углом.
25. Виньетирование — затемнение изображения по краям кадра (в фотографии и оптике). Виньетирование — ослабление проходящего под углом по отношению к оптической оси потока лучей в оптической системе. Приводит к постепенному падению яркости изображения от центра к краям, соответственно больше всего заметно по углам кадра. Термин применяется и к затемнению части изображения из-за различных преград на пути света.
26. На рисунке 2.1. изображен разрез глазного яблоки показаны основные детали глаза.
27. Лупа — оптическая система, состоящая из линзы или нескольких линз, предназначенная для увеличения и наблюдения мелких предметов, расположенных на конечном расстоянии.
Микроскоп — прибор, предназначенный для получения увеличенных изображений, а также измерения объектов или деталей структуры, невидимых или плохо видимых невооружённым глазом. Представляет собой совокупность линз.
28. Телескоп— прибор, предназначенный для наблюдения небесных светил. В частности, под телескопом понимается оптическая телескопическая система, применяемая не обязательно для астрономических целей
Дайте определение линейного увеличения оптической системы что оно характеризует
Идеальной оптической системой называют оптическую систему, отображающую каждую точку предмета точкой и сохраняющую заданный масштаб изображения. В действительности даже без учета дифракции, как правило, реальные оптические системы не обеспечивают образования абсолютно резкого изображения и его полного соответствия предмету.
При создании оптической системы с допустимыми отступлениями от идеальной используется представление об идеальном изображении, получаемом при действии идеальной оптической системы. Чтобы такая система превращала гомоцентрический пучок лучей пространства предметов в гомоцентрический пучок лучей пространства изображений, необходимо выполнить следующие условия:
каждой точке пространства предметов должна соответствовать точка пространства изображений;
каждой прямой пространства предметов должна соответствовать прямая пространства изображений.
Такие соответствующие друг другу точки и прямые (в том числе и лучи), находящиеся в разных пространствах, называют сопряженными.
Следует напомнить, что и пространство предметов и пространство изображений заполняют все пространство.
Линейным увеличением оптической системы называют отношение линейного размера изображения, перпендикулярного к оптической оси, к соответствующему размеру предмета, также перпендикулярного к оптической оси;
Для идеальных оптических систем с круговой симметрией линейное увеличение постоянно в пределах всего поля изображения. Для оптических систем двоякой симметрии линейное увеличение различно в двух взаимно перпендикулярных направлениях плоскости изображения.
Увеличе́ние, опти́ческое увеличе́ние — отношение линейных или угловых размеров изображения и предмета.
Лине́йное увеличе́ние, попере́чное увеличе́ние — отношение длины сформированного оптической системой изображения отрезка, перпендикулярного оси оптической системы, к длине самого отрезка. При идентичных направлениях отрезка и его изображения говорят о положительном линейном увеличении, противоположные направления означают оборачивание изображения и отрицательное линейное увеличение.
Масшта́б изображе́ния, масштаб макросъёмки — абсолютная величина поперечного увеличения.
Продо́льное увеличе́ние — отношение длины достаточно малого отрезка, лежащего на оси оптической системы в пространстве изображений к длине сопряжённого с ним отрезка в пространстве предметов.
Углово́е увеличе́ние — отношение тангенса угла наклона луча, вышедшего из оптической системы в пространство изображений, к тангенсу угла наклона сопряжённого ему луча в пространстве предметов.
Ви́димое увеличе́ние — одна из важнейших характеристик оптических наблюдательных приборов (биноклей, зрительных труб, луп, микроскопов и т. д.). Численно равно отношению углового размера наблюдаемого через прибор оптического изображения предмета к угловому размеру этого же предмета, но при наблюдении невооружённым глазом.
Также применяется отдельно к окуляру как части наблюдательной оптической системы.
Также применяется к произвольным оптическим системам.
Содержание
Увеличение простой линзы
Увеличение съёмочного объектива
Увеличение телескопической оптической системы
В телескопческих системах видимое увеличение равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра, а при наличии оборачивающей системы это отношение следует дополнительно умножить на линейное увеличение оборачивающей системы.
Увеличение лупы, окуляра
Видимое увеличение лупы равно отношению расстояния наилучшего зрения (250 мм) к её фокусному расстоянию.
Увеличение микроскопа
Примечания
См. также
Ссылки
Середина: Золотая середина, Среднее значение •
Полезное
Смотреть что такое «Линейное увеличение» в других словарях:
линейное увеличение — β Увеличение в сопряженных плоскостях, перпендикулярных оптической оси, определяемое отношением размера параксиального изображения к размеру предмета. [ГОСТ 7427 76] линейное увеличение β Отношение размеров изображения к размерам… … Справочник технического переводчика
линейное увеличение — tiesinis didinimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. linear magnification vok. lineare Vergrößerung, f rus. линейное увеличение, n pranc. grandissement linéaire, m … Fizikos terminų žodynas
линейное увеличение — 3.13 линейное увеличение: По ГОСТ 7427. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
линейное увеличение скорости с глубиной (сейсм.) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN linear increase of velocity with depth … Справочник технического переводчика
Объектива линейное увеличение — численная величина, определяющая масштаб даваемого объективом изображения, равная отношению длин l и l, перпендикулярных к оптической оси объектива отрезков, лежащих в сопряжённых между собой плоскостях, соответственно, изображений и… … Большая советская энциклопедия
УВЕЛИЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЕ — отношение линейных или угловых размеров изображения предмета, получаемого с помощью оптич. системы, к соответствующим размерам самого предмета. Характеризуя наиболее употребит. осесимметричные системы, различают линейное, угловое и продольное У.… … Физическая энциклопедия
УВЕЛИЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЕ — отношение линейных или угл. размеров изображения предмета, получаемого с помощью оптич. системы, к соответствующим размерам самого предмета. Характеризуя наиболее употребит. осе симметричные системы, различают линейное, угл. и продольное У. о. Л… … Физическая энциклопедия
Увеличение — У этого термина существуют и другие значения, см. Увеличение (значения). Увеличение, оптическое увеличение отношение линейных или угловых размеров изображения и предмета. Линейное увеличение, поперечное увеличение отношение длины сформированного… … Википедия
Увеличение оптическое — отношение линейных или угловых размеров изображения предмета, получаемого с помощью оптической системы, к соответствующим размерам предмета. Характеризуя наиболее употребительные осесимметричные (то есть обладающие оптической осью (См.… … Большая советская энциклопедия
УВЕЛИЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЕ — отношение линейных или угловых размеров изображения предмета, даваемого оптической системой, к соответствующим размерам самого предмета. Различают У. о.: линейное, угловое и продольное. Напр. увеличение (см.) величина, показывающая, во сколько… … Большая политехническая энциклопедия
Линза – это прозрачное тело, имеющая 2 сферические поверхности. Она, является тонкой, если ее толщина меньше радиусов кривизны сферических поверхностей.
Линза, имеющая большую толщину по краям, называется рассеивающей.
Главная оптическая ось – это прямая, которая проходит через центры кривизны O 1 и O 2 сферических поверхностей.
Побочные оптические оси – это прямые, проходящие через оптический центр.
Эта точка получила название главный фокус линзы.
Тонкая линза имеет два главных фокуса, которые располагаются симметрично на главной оптической оси по отношению к линзе.
Фокус собирающей линзы – действительный, а у рассеивающей – мнимый.
Главным свойством линз является способность передавать изображения предметов. Они, в свою очередь, бывают:
Построение изображения в линзах
Величина D – это оптическая сила линзы, равная обратному фокусному расстоянию.
Величина d и f тоже подчиняются определенным знакам:
Линейные размеры изображения зависят от положения предмета по отношению к линзе.
Выпуклая поверхность имеет положительный радиус кривизны, а вогнутая поверхность – отрицательным. Данная формула применима в изготовлении линз с заданной оптической силой.
Астрономическая труба Кеплера и земная труба Галилея
Тонкая линза имеет некоторые недостатки, которые не позволяют получать изображения высокого разрешения.
Аберрация – это искажение, которое возникает в процессе формирования изображения. В зависимости от расстояния, на котором проводится наблюдение, аберрации могут быть сферическими и хроматическими.
Смысл сферической аберрации в том, что при широких световых пучках лучи, находящиеся на далеком расстоянии от оптической оси, пересекают ее не в месте фокуса. Формула тонкой линзы действует лишь для лучей, которые находятся близко к оптической оси. Изображение удаленного источника, которое создается широким пучком лучей, преломленных линзой, размыто.
Современные оптические приборы оснащены не тонкими линзами, а сложными линзовыми системами, в которых есть возможность исключить некоторые искажения.
В таких приборах, как фотоаппараты, проекторы и т.д., используются собирающие линзы для формирования действительных изображений предметов.
Что представляет собой фотоаппарат
Фотоаппарат – это замкнутая светонепроницаемая камера, в которой изображение запечатленных предметов создается на пленке системой линз – объективом. На время экспозиции объектив открывается и закрывается с помощью специального затвора.
, то отрезки 
и 
направлены в одну сторону, если 
, то отрезки 
, то величина изображения больше величины предмета, если 
, то величина изображения меньше величины предмета.
(5.2.3)
).
и 
– это точки пересечения главных плоскостей с оптической осью.
(рис.5.2.4).
.
.
– это точка на оптической оси в пространстве предметов, сопряженная с бесконечно удаленной точкой, расположенной на оптической оси в пространстве изображений
– это расстояние от передней главной точки до переднего фокуса.
– это расстояние от первой поверхности до переднего фокуса.
, то система называется собирающей или положительной. Если 
, то система рассеивающая или отрицательная.
, так и через отрезок 
. Отсюда можно получить формулу Ньютона:
.
оптической системы называют отношение линейного размера изображения, перпендикулярного к оптической оси, к соответствующему размеру предмета, также перпендикулярного к оптической оси;
