OPTIKA Gömbtükrök képalkotása, Dr. Seres István
Tükrök http://www.mozaik.info.hu/mozaweb/feny/fy_ft11.htm Seres István 2 http://fft.szie.hu
Gömbtükrök Domború tükör képalkotása Jellegzetes sugármenetek tárgy Az optikai tengellyel párhuzamos sugaraknak a tükör mögötti meghosszabbításai átmennek a fókuszponton. Az optikai középpontba futó sugarak a visszaverődésük után ugyanakkora szöget zárnak be az optikai tengellyel, mint a beeséskor. F Látszólagos kép Azok a sugarak, amelyek tükör mögötti meghosszabbításai átmennek a fókuszponton, az optikai tengellyel párhuzamosan verődnek vissza. Seres István 3 http://fft.szie.hu
Gömbtükrök Domború tükör képalkotása http://www.phys.hawaii.edu/~teb/optics/index.html fókusztávolság: f Seres István 4 http://fft.szie.hu R 2
Gömbtükrök Domború tükör képalkotása látszólagos, egyenes állású kicsinyített kép http://www.mozaik.info.hu/mozaweb/feny/fy_ft11.htm Seres István 5 http://fft.szie.hu
Gömbtükrök Homorú tükör képalkotása Jellegzetes sugármenetek tárgy Valódi kép Az optikai tengellyel párhuzamos sugarak a visszaverődés után átmennek a fókuszponton. Az optikai középpontba futó sugarak a visszaverődésük után ugyanakkora szöget zárnak be az optikai tengellyel, mint a beeséskor. F Azok a sugarak, amelyek átmennek a fókuszponton, az optikai tengellyel párhuzamosan verődnek vissza. Seres István 6 http://fft.szie.hu
Gömbtükrök Homorú tükör képalkotása (t>2f) tárgy Valódi kép fókusztávolság: R f 2 Seres István 7 http://fft.szie.hu
Gömbtükrök Homorú tükör képalkotása (2f > t > f) tárgy Valódi kép fókusztávolság: R f 2 Seres István 8 http://fft.szie.hu
Gömbtükrök Homorú tükör képalkotása (t < f) tárgy látszólagos kép fókusztávolság: R f 2 Seres István 9 http://fft.szie.hu
Gömbtükrök Domború tükör Kép jellege Kép állása Nagyítás Bármely t Homorú tükör t < f f < t < 2f t > 2f k negatív virtuális kép Kép jellege Kép állása nagyítás k negatív virtuális kép k pozitív valódi kép k pozitív valódi kép egyenes állású N < 1 kicsinyített egyenes állású N > 1 nagyított fordított állású N > 1 nagyított fordított állású N < 1 kicsinyített Seres István 10 http://fft.szie.hu
parabolatükrök Parabola: Fókuszpontból kiinduló sugarak az optikai tengellyel párhuzamosan verődnek vissza http://www.mozaik.info.hu/mozaweb/feny/fy_ft11.htm Seres István 11 http://fft.szie.hu
Szférikus aberráció (gömbi eltérés, nyíláshiba) Az (optikai tengelyen) egy pontból kiinduló sugarak nem egy pontban találkoznak, lásd 3. előadás sugárkövetéses számolás Seres István 12 http://fft.szie.hu
Szférikus aberráció (gömbi eltérés, nyíláshiba) Gömbfelületű törőközeg (széles nyaláb ~ 5 %) Seres István 13 http://fft.szie.hu
Szférikus aberráció (gömbi eltérés, nyíláshiba) vékony lencse ~ 0,1 % Seres István 14 http://fft.szie.hu
Szférikus aberráció (gömbi eltérés, nyíláshiba) Gömbtükör (5% nyílásszög) ~ 0,1 % Lásd matlab file: homoru_tukor.m Seres István 15 http://fft.szie.hu
Szférikus aberráció (gömbi eltérés) Kiküszöbölése: Rekeszeléssel (tengelytől távoli sugarak kifedése) gyűjtő és szórólencse egyidejű alkalmazása aszférikus lencsék használata (drága) Seres István 16 http://fft.szie.hu
Asztigmatizmus (pontnélküliség, tengelyen kívüliség) az optikai tengelytől viszonylag távol eső tárgypontból kiinduló fénysugarak közül, a lencsén való áthaladás után a vízszintes síkban haladók nem azonos pontban egyesülnek mint függőleges síkban haladók. Az asztigmatizmus az optikai tengelyhez képesti beesési szög növekedésével növekszik. Seres István 17 http://fft.szie.hu
Asztigmatizmus (pontnélküliség, tengelyen kívüliség) Kiküszöbölése: Rekeszeléssel (tengelytől távoli sugarak kifedése) két, különféle üvegből készült lencse illesztésével (anasztigmát) Seres István 18 http://fft.szie.hu
Kóma (üstökös hiba) A lencse optikai tengelyével viszonylag nagy szöget bezáró, beeső fénysugarak szférikus aberrációjából adódik. Az elméleti találkozási pontból kiinduló üstökösszerű csóvát kapunk. Kiküszöbölése: ugyanaz, mint a szférikus aberrációnál Seres István 19 http://fft.szie.hu
Képmező-elhajlás (képdomborúság) nagy kiterjedésű tárgysík pontjairól a lencse által alkotott kép nem síkban, hanem a lencse görbületéhez hasonló gömbfelületen keletkezik, így a képet felfogó síkban nem keletkezhet a tárgysík minden pontjáról éles kép. Kiküszöbölése: összetett lencsetagokkal lehetséges Seres István 20 http://fft.szie.hu
Torzítás (disztorzió) A jelenség abból áll, hogy például egy szabályos négyzetet a lencse nem tud mértanilag helyesen reprodukálni, azaz a kapott kép vagy párna, vagy hordó alakú lesz. A torzítás abból adódik, hogy a lencse a tengelytávtól függően más-más mértékű nagyítást ad. Ha a nagyítás mértéke a képmező széle felé nő, akkor párna, ellenkező esetben hordótorzításról beszélhetünk. Seres István 21 http://fft.szie.hu
Torzítás (disztorzió) Kiküszöbölése: A torzítás nagyban függ a rekeszszerkezet elhelyezésétől. Lencse előtt elhelyezkedő rekesz esetében hordó, a lecse mögött elhelyezkedő rekesz esetében párnatorzítás jelentkezik. A lencsék szimmetrikus elhelyezésével a torzítás minimálisra csökkenthető, ezért reprográfiai célokra ilyen felépítésű objektíveket alkalmaznak. Seres István 22 http://fft.szie.hu
Színhiba (kromatikus aberráció) a lencséknek a különböző hullámhosszúságú (különböző színű) fénysugarakra más és más a törésmutatója. A legjobban az ibolyaszínű sugarak törnek meg, a legkevésbé a vörösek, ezért a lencsére érkező fehér fény összetevőire bomlik, így a különböző színű fénysugarak az optikai tengelyen, az elméleti egyesülési pont helyett egy szakaszon egyesülnek. Seres István 23 http://fft.szie.hu
Színhiba (kromatikus aberráció) Csak lencsénél! Seres István 24 http://fft.szie.hu
Színhiba (kromatikus aberráció) (akromát lencse) Kiküszöbölése: A színhiba lencseösszetétellel csökkenthető. A koronaüvegből készült gyűjtőlencséhez nagyobb törésmutatjú flintüvegből készült szórólencsét ragasztva elérhető, hogy a két lencse egymás hibáit - bizonyos határok közt- kiegyenlítse. még jobb:három színre javított (apokromát) lencse Seres István 25 http://fft.szie.hu
Leképezési hibák korrigálása lencserendszerekkel Seres István 26 http://fft.szie.hu
Folytatás a következő héten! Seres István 27 http://fft.szie.hu