OPTIKA
Gömbtükrök, leképezési hibák,
Dr. Seres István
OPTIKA – mechatronika szak.
Tükrök
Geometriai optika 4.
http://www.mozaik.info.hu/mozaweb/Feny/FY_ft11.htm
Seres István
2
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Gömbtükrök
Geometriai optika 4.
Domború tükör képalkotása Jellegzetes sugármenetek
F
tárgy
•Az optikai tengellyel párhuzamos sugaraknak a tükör mögötti meghosszabbításai átmennek a fókuszponton.
Látszólagos kép
•Az optikai középpontba futó sugarak a visszaverıdésük után ugyanakkora szöget zárnak be az optikai tengellyel, mint a beeséskor. •Azok a sugarak, amelyek tükör mögötti meghosszabbításai átmennek a fókuszponton, az optikai tengellyel párhuzamosan verıdnek vissza.
Seres István
3
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Gömbtükrök
Geometriai optika 4.
Domború tükör képalkotása
http://www.phys.hawaii.edu/~teb/optics/index.html
R fókusztávolság: f = − 2 Seres István
4
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Gömbtükrök
Geometriai optika 4.
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
OPTIKA – mechatronika szak.
Gömbtükrök
Geometriai optika 4.
Homorú tükör képalkotása Jellegzetes sugármenetek tárgy
F
Valódi kép •Az optikai tengellyel párhuzamos sugarak a visszaverıdés után átmennek a fókuszponton. •Az optikai középpontba futó sugarak a visszaverıdésük után ugyanakkora szöget zárnak be az optikai tengellyel, mint a beeséskor. •Azok a sugarak, amelyek átmennek a fókuszponton, az optikai tengellyel párhuzamosan verıdnek vissza.
Seres István
6
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Gömbtükrök
Geometriai optika 4.
Homorú tükör képalkotása (t>2f)
tárgy
Valódi kép
R fókusztávolság: f = 2 Seres István
7
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Gömbtükrök
Geometriai optika 4.
Homorú tükör képalkotása (2f > t > f)
tárgy
Valódi kép
R fókusztávolság: f = 2 Seres István
8
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Gömbtükrök
Geometriai optika 4.
Homorú tükör képalkotása (t < f)
tárgy
látszólagos kép
R fókusztávolság: f = 2 Seres István
9
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Gömbtükrök
Geometriai optika 4.
Domború tükör Kép jellege
Kép állása
Nagyítás
k negatív virtuális kép
egyenes állású
N<1 kicsinyített
Kép jellege
Kép állása
nagyítás
t
k negatív virtuális kép
egyenes állású
N > 1 nagyított
f < t < 2f
k pozitív valódi kép
fordított állású
N>1 nagyított
t > 2f
k pozitív valódi kép
fordított állású
N<1 kicsinyített
Bármely t
Homorú tükör
Seres István
10
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
parabolatükrök
Geometriai optika 4.
Parabola: Fókuszpontból kiinduló sugarak az optikai tengellyel párhuzamosan verıdnek vissza
http://www.mozaik.info.hu/mozaweb/Feny/FY_ft11.htm
Seres István
11
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
leképezési hibák
Geometriai optika 4.
Szférikus aberráció (gömbi eltérés, nyíláshiba)
Az (optikai tengelyen) egy pontból kiinduló sugarak nem egy pontban talákoznak Seres István
12
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
leképezési hibák
Geometriai optika 4.
Szférikus aberráció (gömbi eltérés)
Kiküszöbölése: • Rekeszeléssel (tengelytıl távoli sugarak kifedése) • győjtı és szórólencse egyidejő alkalmazása • aszférikus lencsék használata (drága)
Seres István
13
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
leképezési hibák
Geometriai optika 4.
Asztigmatizmus (pontnélküliség, tengelyen kívüliség) az optikai tengelytıl viszonylag távol esı tárgypontból kiinduló fénysugarak közül, a lencsén való áthaladás után a vízszintes síkban haladók nem azonos pontban egyesülnek mint függıleges síkban haladók. Az asztigmatizmus az optikai tengelyhez képesti beesési szög növekedésével növekszik.
Seres István
14
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
leképezési hibák
Geometriai optika 4.
Asztigmatizmus (pontnélküliség, tengelyen kívüliség)
Kiküszöbölése: • Rekeszeléssel (tengelytıl távoli sugarak kifedése) • két, különféle üvegbıl készült lencse illesztésével (anasztigmát)
Seres István
15
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
leképezési hibák
Geometriai optika 4.
Kóma (üstökös hiba)
A lencse optikai tengelyével viszonylag nagy szöget bezáró, beesı fénysugarak szférikus aberrációjából adódik. Az elméleti találkozási pontból kiinduló üstökösszerő csóvát kapunk. Kiküszöbölése: ugyanaz, mint a szférikus aberrációnál
Seres István
16
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
leképezési hibák
Geometriai optika 4.
Képmezı-elhajlás (képdomborúság) nagy kiterjedéső 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
17
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
leképezési hibák
Geometriai optika 4.
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 függıen más-más mértékő nagyítást ad. Ha a nagyítás mértéke a képmezı széle felé nı, akkor párna, ellenkezı esetben hordótorzításról beszélhetünk.
Seres István
18
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
leképezési hibák
Geometriai optika 4.
Torzítás (disztorzió) Kiküszöbölése: A torzítás nagyban függ a rekeszszerkezet elhelyezésétıl. Lencse elıtt elhelyezkedı rekesz esetében hordó, a lecse mögött elhelyezkedı rekesz esetében párnatorzítás jelentkezik. A lencsék szimmetrikus elhelyezésével a torzítás minimálisra csökkenthetı, ezért reprográfiai célokra ilyen felépítéső objektíveket alkalmaznak.
Seres István
19
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
leképezési hibák
Geometriai optika 4.
Színhiba (kromatikus aberráció) a lencséknek a különbözı hullámhosszúságú (különbözı színő) fénysugarakra más és más a törésmutatója. A legjobban az ibolyaszínő sugarak törnek meg, a legkevésbé a vörösek, ezért a lencsére érkezı fehér fény összetevıire bomlik, így a különbözı színő fénysugarak az optikai tengelyen, az elméleti egyesülési pont helyett egy szakaszon egyesülnek.
Seres István
20
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
leképezési hibák
Geometriai optika 4.
Színhiba (kromatikus aberráció) (akromát lencse) Kiküszöbölése: A színhiba lencseösszetétellel csökkenthetı. A koronaüvegbıl készült győjtılencséhez nagyobb törésmutatjú flintüvegbıl készült szórólencsét ragasztva elérhetı, hogy a két lencse egymás hibáit - bizonyos határok közt- kiegyenlítse. még jobb:három színre javított (apokromát) lencse
Seres István
21
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak.
Geometriai optika 4.
Leképezési hibák korrigálása lencserendszerekkel
Seres István
22
http://fft.szie.hu
OPTIKA – mechatronika szak. Seres István
Geometriai optika 4.
Folytatás a következı héten!
23
http://fft.szie.hu
