x - Fizyka UMK

Transkrypt

x - Fizyka UMK
Optyka –kurs wyrównawczy
Optyka geometryczna 2
(zwierciadła niepłaskie)
2010 r.
Zwierciadło kuliste
1 1 2 1
+ = =
p o r f
P
φ
φ
γ
α
O
C
p
β
r
o
Konwencja znaków: Wszystkie odległości na rysunku są dodatnie i są
„po swojej stronie”. Jeżeli znajdą się „po drugiej stronie lustra” będą
ujemne.
Ogniskowa: jeśli p = ∞, to promienie po odbiciu przetną się w ognisku,
które znajduje się w odległości ogniskowej od wierzchołka zwierciadła.
Zwierciadło kuliste –
założenia
1. Związek nie zależy od φ, więc w tym przybliżeniu
wszystkie promienie wychodzące z P skupią się w O.
2. Wyprowadziliśmy obraz przedmiotu leżącego na osi.
Zakładamy, że dla pozaosiowych jest tak samo.
Konstrukcja obrazu i powiększenie
ho
o
=− =M
hp
p
o
p
Konwencja znaków: Wysokość powyżej osi – dodatnia,
poniżej - ujemna
Uwaga: Wszystkie pozostałe promienie wychodzące z P
przechodzą przez P’
Zwierciadła niekuliste - eliptyczne
M
F2
F1
2a
Miejsce geometryczne punktów takich, że F1M+F2M=2a
Lasery
Po kilku odbiciach promień staje się równoległy
do osi długiej
Zwierciadła niekuliste - paraboliczne
F
M
K
wiązka promieni z
nieskończoności
skupia się w
ognisku paraboli
Miejsce geometryczne punktów takich, że FM = MK
stosujemy zasadę Fermata
Zwierciadło hiperboliczne
B1 P − B2 P = 2a
5
2a
BP2 = 2a + x2
BP1 = x2′
3
fala kulista z B1:
x1′ = x1
x2′ = x2
x1′ + y1 = x2′ + y2
stąd:
x1 + y1 = x2 + y2
1
B1
5
3
x'1 x
1
x2′
P
x2
y2
1
1
1
y1
B2
3
5
2a
3
5
Wiązka promieni wychodząca z ogniska prawego odbija
się od lewego lustra tak, że przedłużenia przecinają się
w lewym ognisku
Zwierciadło hiperboliczne
Zwierciadło hiperboliczne
Teleskop Cassegraina
Płaskie
Hiperboliczne
zwierciadło
wtórne
Paraboliczne
zwierciadło
pierwotne
Wikipedia
Zwierciadło hiperboliczne
5
2a
3
Odwracamy
bieg promieni!
1
B1
5
3
x'1 x
1
x2′
P
x2
y2
1
1
1
y1
B2
3
5
2a
3
5
Wiązka promieni zbiegająca do ogniska lewego odbija
się od lewego lustra tak, że promienie przecinają się w
prawym ognisku
Klasyczny Cassegrain -Piwnice