Оптическая система
- См. также Оптическая система (версия Миг)
Оптическая система — совокупность оптических элементов (преломляющих, отражающих (в зеркально-линзовых оптических системах), дифракционных и т. п.), созданная для формирования пучков световых лучей (в классической оптике), радиоволн (в радиооптике), заряженных частиц (в электронной и ионной оптике), либо для создания изображений. Оптические системы могут быть компонентами сложных многоэлементных оптико-механических устройств - микроскопов, телескопов, фотоаппаратов и др.
Обычно под оптическими системами подразумевают системы, преобразующие электромагнитное излучение в видимом или близких диапазонах (ультрафиолетовый, инфракрасный). В таких системах преобразование пучков света происходит за счёт преломления и отражения света, его дифракции и поглощения.
В оптическую систему обычно не входят излучатели (источники света) и приемники света (фотопленка, фотоэлемент, матрица видеокамеры или цифрового фотоаппарата), которые рассматриваются отдельно.
Близкие понятия[править | править код]
Понятие оптическая система в русском языке традиционно несколько уже англоязычных понятий optical system и optical instrument.
Следует различать понятия 'оптическая система', 'оптическая схема' и 'оптический прибор'.
- Оптическая схема — графическое представление процесса изменения света в оптической системе. Кроме оптических подсистем на оптической схеме показывают излучатели и некоторые другие вспомогательные элементы.
- Прибор называют оптическим, если хотя бы одна его основная функция выполняется оптической системой. Таким образом, наличие в приборе оптической системы служит необходимым, но не достаточным признаком оптического прибора. Например, добавление к логарифмической линейке лупы, облегчающей отсчет, не делает линейку оптическим прибором. Оптическая система является обязательной и необходимой частью оптических приборов, несмотря на то, что стоимость ее изготовления может быть сравнительно малой. Основные функции некоторых приборов выполняются не только оптической, но и другими системами: механической (нивелир, теодолит), электронной (телекамера).
Соответственно различают оптико-механические, оптико-электронные и другие комбинированные приборы. Типы и разновидности оптических систем весьма разнообразны, однако обычно выделяют:
- изображающие оптические системы, которые формируют оптическое изображение
- осветительные системы, преобразующие световые пучки от источников света.
Устройство и эволюция оптических систем[править | править код]
Первые оптические приспособления были относительно простыми, однокомпонентными (линза, лупа, зеркало, призма).
В современных оптических системах, в оптических приборах и устройствах, обычно можно выделить несколько подсистем, имеющих самостоятельное функциональное назначение. Чаще всего это объектив и окуляр (например, в микроскопе или зрительной трубе); коллиматор, диспергирующая система и камера в спектрографе. Эти оптические подсистемы, в свою очередь, можно делить на меньшие подсистемы, и так далее вплоть до оптических деталей, которые неразложимы с функциональной точки зрения, то есть являются элементами.
От камеры-обскуры - к моноклю[править | править код]
Простейшая оптическая система - камера-обскура, в которой можно выделить экран (например, белую стену, холст, или лист бумаги) и небольшое отверстие, играющее роль объектива.
Двухлинзовые объективы[править | править код]
Триплет[править | править код]
Эволюция оптических схем привела к появлению систем из трёх линз, благодаря чему удалось существенно скомпенсировать наиболее заметные аберрации. Наиболее известна схема Триплет – несимметричный объектив, состоящий из собирающей, рассеивающей, и задней собирающей линзы.
Диафрагма в триплетах обычно расположена перед задней линзой. Триплеты характеризуются заметным падением резкости при открытой диафрагме (почти как монокли), но при малых относительных отверстиях (ниже F/16) они дают хорошую резкость. Эти объективы были широко распространеты в середине ХХ века, их выпускали практически все оптические фирмы в качестве штатного (базового) фотообъектива.
4 линзы[править | править код]
5 линз[править | править код]
6 линз[править | править код]
7 и более линз[править | править код]
Асферические элементы[править | править код]
Оптические элементы[править | править код]
Оптическим элементом называют элемент искусственной оптической системы:
- линзы
- призмы
- зеркала
- диафрагмы(оптические),
- прозрачные пластинки
- оптические клинья,
- светофильтры
- оптические сетки
- щели
- поляризаторы
- дифракционные решетки
- зонные пластинки
- световоды
- градиентные оптические элементы — граданы (сельфоки) и т. п.
В оптических приборах не все взаимодействующие со светом детали являются оптическими, специально предназначенными для его изменения. Такими неоптическими деталями в оптических приборах являются оправы линз, корпус и т. п. С другой стороны, совокупность беспорядочно разбросанных оптических деталей тоже не образует оптической системы.
Функции оптических систем[править | править код]
Существует множество функций оптических систем. Главными являются две функции:
- формирование оптического изображения
- формирование в заданной области пространства излучения с требуемыми энергетическими характеристиками (освещённость и др.)
Соответственно этим функциям оптической системы, приборы, в состав которых она входит, называют оптическими приборами (главная функция — получение изображений) и световыми приборами. Оптические системы и приборы, предназначенные для создания оптических изображений, называют иконическими.
См. также[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Чуриловский В. Н. Теория оптических приборов. М.-Л.: Машиностроение, 1966.
- «Разглядеть всех» информационный портал