1.Оптик системийн фокусын урт
Фокусын урт нь оптик системийн маш чухал үзүүлэлт бөгөөд фокусын уртын тухай ойлголтыг бид эндээс харж болно.
Зэрэгцээ гэрэл тусах үед оптик системийн оптик төвөөс цацрагийн фокус хүртэлх зайгаар тодорхойлогддог оптик системийн фокусын урт нь оптик систем дэх гэрлийн төвлөрөл эсвэл ялгарах хэмжүүр юм. Энэ ойлголтыг харуулахын тулд бид дараах диаграммыг ашиглана.
Дээрх зурагт зүүн талаас туссан параллель цацраг нь оптик системээр дамжсаны дараа дүрсний фокус F'-д нийлж, нэгдэж буй туяаны урвуу өргөтгөлийн шугам нь туссан параллель туяаны харгалзах өргөтгөлийн шугамтай огтлолцож байна. цэг бөгөөд энэ цэгийг дайран өнгөрч, оптик тэнхлэгт перпендикуляр байрладаг гадаргууг арын үндсэн хавтгай гэж нэрлэдэг, арын үндсэн хавтгай нь гол цэг (эсвэл оптик төвийн цэг) гэж нэрлэгддэг P2 цэг дээр оптик тэнхлэгтэй огтлолцдог. гол цэг ба зургийн фокусын хоорондох зай, үүнийг бид ихэвчлэн фокусын урт гэж нэрлэдэг бөгөөд бүтэн нэр нь зургийн үр дүнтэй фокусын урт юм.
Мөн зурагнаас харахад оптик системийн сүүлчийн гадаргуугаас зургийн фокусын F' цэг хүртэлх зайг арын фокусын урт (BFL) гэж нэрлэдэг. Үүний дагуу хэрэв параллель цацраг баруун талаас тусвал үр дүнтэй фокусын урт ба урд фокусын урт (FFL) гэсэн ойлголтууд бас байдаг.
2. Фокусын уртыг шалгах аргууд
Практикт оптик системийн фокусын уртыг шалгах олон аргууд байдаг. Өөр өөр зарчмууд дээр үндэслэн фокусын уртыг шалгах аргуудыг гурван ангилалд хувааж болно. Эхний ангилал нь зургийн хавтгайн байрлал дээр суурилдаг, хоёр дахь ангилал нь фокусын уртын утгыг олж авахын тулд томруулалт ба фокусын уртын хамаарлыг ашигладаг, гурав дахь ангилал нь фокусын уртын утгыг олж авахын тулд нэгдэж буй гэрлийн цацрагийн долгионы фронтын муруйлтыг ашигладаг. .
Энэ хэсэгт бид оптик системийн фокусын уртыг шалгахад түгээмэл хэрэглэгддэг аргуудыг танилцуулах болно.
2.1CОллиматорын арга
Оптик системийн фокусын уртыг шалгахын тулд коллиматор ашиглах зарчмыг доорх диаграммд үзүүлэв.
Зураг дээр туршилтын загварыг коллиматорын фокус дээр байрлуулсан болно. Туршилтын загварын өндөр y ба фокусын урт fcколлиматорын талаар мэддэг. Коллиматороос ялгарах параллель цацрагийг туршсан оптик системээр нэгтгэж дүрсний хавтгайд дүрсэлсний дараа зургийн хавтгай дээрх туршилтын хэв маягийн y' өндрийг үндэслэн оптик системийн фокусын уртыг тооцоолж болно. Туршилтанд хамрагдсан оптик системийн фокусын урт нь дараах томъёог ашиглаж болно.
2.2 ГауссMарга
Оптик системийн фокусын уртыг шалгах Гауссын аргын бүдүүвч зургийг дараах байдлаар үзүүлэв.
Зураг дээр туршигдаж буй оптик системийн урд болон хойд үндсэн хавтгайг тус тус P ба P' гэж дүрсэлсэн ба хоёр үндсэн хавтгайн хоорондын зай d байна.P. Энэ аргын хувьд d-ийн утгаPмэдэгдэж байгаа гэж үздэг, эсвэл түүний үнэ цэнэ бага, үл тоомсорлож болно. Объект болон хүлээн авагч дэлгэцийг зүүн ба баруун төгсгөлд байрлуулсан бөгөөд тэдгээрийн хоорондох зайг L гэж тэмдэглэсэн бөгөөд L нь туршиж буй системийн фокусын уртаас 4 дахин их байх шаардлагатай. Туршилтанд байгаа системийг хоёр байрлалд байрлуулж болох бөгөөд үүнийг 1 ба 2 байрлал гэж тэмдэглэнэ. Зүүн талд байгаа объектыг хүлээн авах дэлгэц дээр тодорхой дүрсэлж болно. Эдгээр хоёр байршлын хоорондох зайг (D гэж тэмдэглэсэн) хэмжиж болно. Холболтын харилцааны дагуу бид дараахь зүйлийг авч болно.
Эдгээр хоёр байрлалд объектын зайг тус тус s1 ба s2 гэж тэмдэглээд дараа нь s2 - s1 = D гэж бичнэ. Томъёо гарган авах замаар бид оптик системийн фокусын уртыг дараах байдлаар авч болно.
2.3Лэнзометр
Линзометр нь урт фокусын урттай оптик системийг туршихад маш тохиромжтой. Түүний бүдүүвч зураг дараах байдалтай байна.
Нэгдүгээрт, туршилтын линзийг оптик замд байрлуулаагүй болно. Зүүн талд ажиглагдсан зорилго нь коллиматорын линзээр дамжин параллель гэрэл болж хувирдаг. Зэрэгцээ гэрэл нь f фокусын урттай нэгдэх линзээр нийлдэг2мөн жишиг зургийн хавтгайд тодорхой дүрсийг үүсгэдэг. Оптик замыг тохируулсны дараа туршилтын линзийг оптик замд байрлуулж, туршилтанд байгаа линз ба нэгдэх линз хоорондын зай f байна.2. Үүний үр дүнд туршилтанд хамрагдаж буй линзний үйл ажиллагааны улмаас гэрлийн туяа дахин төвлөрч, зургийн хавтгайн байрлалд шилжих шалтгаан болж, диаграм дахь шинэ зургийн хавтгайн байрлал дээр тодорхой дүрс гарч ирнэ. Зургийн шинэ хавтгай ба нэгдэх линзийн хоорондох зайг x гэж тэмдэглэнэ. Объект-дүрс хоорондын хамаарал дээр үндэслэн туршилтанд хамрагдсан линзний фокусын уртыг дараахь байдлаар гаргаж болно.
Практикт линзометрийг нүдний шилний дээд фокусын хэмжилтэнд өргөн ашигладаг бөгөөд энгийн ажиллагаатай, найдвартай нарийвчлалтай давуу талтай.
2.4 АббаRэфрактометр
Аббе рефрактометр нь оптик системийн фокусын уртыг шалгах өөр нэг арга юм. Түүний бүдүүвч зураг дараах байдалтай байна.
Туршилт хийж буй линзний объектын гадаргуу дээр өөр өөр өндөртэй хоёр захирагчийг, тухайлбал масштабын хавтан 1 ба масштабын хавтан 2-ыг байрлуул. Харгалзах масштабын хавтангийн өндөр нь y1 ба y2 байна. Хоёр масштабын хавтангийн хоорондох зай нь e, захирагчийн дээд шугам ба оптик тэнхлэгийн хоорондох өнцөг u байна. Хэмжээтэй хэсгийг f фокусын урттай туршсан линзээр дүрсэлсэн. Зургийн гадаргуугийн төгсгөлд микроскоп суурилуулсан. Микроскопын байрлалыг хөдөлгөснөөр хоёр масштабын хавтангийн дээд зургийг олно. Энэ үед микроскоп ба оптик тэнхлэг хоорондын зайг у гэж тэмдэглэнэ. Объект-зураг хоорондын хамаарлын дагуу бид фокусын уртыг дараах байдлаар авч болно.
2.5 Муарын дефлектометрАрга
Moire дефлектометрийн арга нь зэрэгцээ гэрлийн цацрагт Рончигийн хоёр багцыг ашиглана. Рончи захирагч нь шилэн субстрат дээр тогтсон металл хромын хальсны тор хэлбэртэй загвар бөгөөд оптик системийн ажиллагааг шалгахад түгээмэл хэрэглэгддэг. Энэ арга нь оптик системийн фокусын уртыг шалгахын тулд хоёр сараалжаас үүссэн Moiré хүрээний өөрчлөлтийг ашигладаг. Зарчмын бүдүүвч диаграмм нь дараах байдалтай байна.
Дээрх зураг дээр ажиглагдсан объект коллиматороор дамжин өнгөрсний дараа зэрэгцээ цацраг болж хувирдаг. Оптик замд эхлээд шалгасан линзийг нэмэлгүйгээр параллель цацраг нь шилжилтийн өнцөг θ, сараалж хоорондын зай d хоёр сараалжаар дамжин дүрсний хавтгайд Moire захын багц үүсгэдэг. Дараа нь шалгасан линзийг оптик замд байрлуулна. Анхны collimated гэрэл нь линзээр хугарсны дараа тодорхой фокусын уртыг үүсгэдэг. Гэрлийн туяаны муруйлтын радиусыг дараах томъёогоор олж авч болно.
Ихэвчлэн туршилтанд хамрагдсан линзийг эхний сараалжтай маш ойрхон байрлуулдаг тул дээрх томъёоны R утга нь линзний фокусын урттай тохирч байна. Энэ аргын давуу тал нь эерэг ба сөрөг фокусын уртын системийн фокусын уртыг шалгах боломжтой юм.
2.6 ОптикFiberAутоколлимацMарга
Линзний фокусын уртыг шалгахын тулд шилэн кабелийн автоколлимацын аргыг ашиглах зарчмыг доорх зурагт үзүүлэв. Энэ нь шилэн кабелийг ашиглан шалгагдаж буй линзээр дамжин өнгөрч, дараа нь хавтгай толин тусгал руу ялгаатай цацрагийг ялгаруулдаг. Зураг дээрх гурван оптик зам нь фокусын доторх, фокусын доторх болон фокусын гаднах оптик фибрийн нөхцөлийг тус тус илэрхийлдэг. Туршилтанд хамрагдаж буй линзний байрлалыг нааш цааш хөдөлгөснөөр та шилэн толгойн фокусын байрлалыг олох боломжтой. Энэ үед цацраг нь өөрөө нийлдэг бөгөөд хавтгай толинд тусгасны дараа ихэнх энерги нь шилэн толгойн байрлал руу буцах болно. Энэ арга нь зарчмын хувьд энгийн бөгөөд хэрэгжүүлэхэд хялбар юм.
3. Дүгнэлт
Фокусын урт нь оптик системийн чухал параметр юм. Энэ нийтлэлд бид оптик системийн фокусын уртын тухай ойлголт, түүний туршилтын аргуудыг нарийвчлан тайлбарласан болно. Схемийн диаграммтай хослуулан бид фокусын уртын тодорхойлолтыг тайлбарлаж, зургийн хажуугийн фокусын урт, объектын хажуугийн фокусын урт, урдаас хойд фокусын урт гэсэн ойлголтуудыг багтаасан болно. Практикт оптик системийн фокусын уртыг шалгах олон аргууд байдаг. Энэ нийтлэлд коллиматорын арга, Гауссын арга, фокусын уртыг хэмжих арга, Аббе фокусын уртыг хэмжих арга, Муарын хазайлтын арга, оптик шилэн автоколлимацийн аргыг турших зарчмуудыг танилцуулна. Энэ нийтлэлийг уншсанаар та оптик систем дэх фокусын уртын параметрүүдийг илүү сайн ойлгох болно гэдэгт би итгэж байна.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 8-р сарын 09-ний хооронд
