PRZYSŁONY. Przysłona aperturowa APERTURE STOP (ogranicza ilość promieni pochodzących od obiektu)

ELEMENTY

PRZYSŁONY Przysłona aperturowa APERTURE STOP (ogranicza ilość promieni pochodzących od obiektu) Przysłona polowa FIELD STOP (całkowicie zasłania promienie)

Źrenica wejściowa Źrenica wejściowa (entrance pupil) obraz przysłony aperturowej, widziany z punktu na osi optycznej, w płaszczyźnie obiektowej, obserwowany przez elementy poprzedzające przesłonę. Jeżeli między obiektem i AS nie ma soczewek, to apertura staje się źrenicą wejściowa. Tu jest soczewka.

Źrenica wyjściowa Źrenica wyjściowa (exit pupil) obraz przysłony aperturowej, widziany z punktu na osi optycznej, w płaszczyźnie obrazowej, obserwowany przez umieszczone w układzie soczewki (jeśłi istnieją). Jeżeli między obrazem i AS nie ma soczewek, to apertura staje się źrenicą wyjściowa.

STOŻKI ŚWIATŁA Stożek światła wchodzący do układu jest określony przez źrenice wejściową, a wychodzący przez wyjściową Promienie znajdujące się poza tymi stożkami nie biorą udziału w procesie tworzenia obrazu

przykład

Bardziej złożona konfiguracja

Promień środkowy

Promień środkowy CHIEF RAY Jest to dowolny promień, biegnący od obiektu, będacego poza osia optyczną i przechodzący przez środek przysłony aperturowej. Promień środkowy wchodzi do układu optycznego wzdłuż linii przechodzącej przez środek źrenicy wejściowej i opuszcza go wzdłuż linii przechodzącej przez środek źrenicy wyjściowej Jest on szczególnie istotny przy korygowaniu aberracji soczewek.

Promień brzegowy

Promień BRZEGOWY Marginal ray Jest promień, biegnący od punktu przecięcia obiektu z osią optyczną i biegnący do krawędzi źrenicy wejściowej (lub przesłony aperturowej)

WINIETOWANIE vignetting Stożek promieni robi się węższy, gdy bierzemy pod uwagę punkt oddalony od osi optycznej Wypadkowa przysłona aperturowa, która dla osiowej wiązki jest krawędź soczewki została znacznie zmniejszona dla wiązki nieprzyosiowej. W wyniku otrzymamy zaciemnienie na brzegach efekt ten nazywamy winietowaniem

WINIETOWANIE

Względna apertura Ilość energii zgromadzonej przez soczewkę (lub zwierciadło), pochodzącej z małego obszaru odległego źródła jest wprost proporcjonalna do powierzchni soczewki lub bardziej ogólnie do powierzchni źrenicy wejściowej Przez dużą jasną powierzchnię przechodzi szerszy stożek promieni Powierzchnia źrenicy wejściowej zmienia się proporcjonalnie do kwadratu jej promienia ( lub średnicy) Powierzchnia obrazu zmienia się z kwadratem jego boku, a ten jest proporcjonalny do f 2 Gęstość strumienia w płaszczyźnie obrazowej zmienia się jak (D/f) 2 Stosunek D/f nazywa się aperturą względną (relative aperture)

światłosiła Stosunek D/f nazywa się aperturą względną (relative aperture) Odwrotność apertury to światłosiła (focal ratio) lub wartość przysłony (f-number) - często stosuje się zapis f/# f/# = f/d gdzie f/# rozumiemy, jako pojedynczy symbol

Światłosiła f/# Na przykład obiektyw o aperturze 25 mm i ogniskowej 50 mm ma swiatłosiłe 2. Cienka soczewka, za przesłoną, która działa przy f/2 i f/4

Oznaczenie obiektywu ogniskowa i minimalna wartość przysłony 50 mm, f 1.4 Wartość przysłony decyduje o ilości światła stąd potocznie mówi się o jasności obiektywu (w angielskim speed, bo czas ekspozycji jest proporcjonalny do kwadratu wartości przysłony) Obiektyw o f/1.4 jest dwa razy jaśniejszy od f/2

Szereg oznaczeń: 1,4 2 2,8 4 5,6 8 11 16 22 Największa względna przysłona w tym przypadku to f/1, najczęściej spotykany jest f/2. Każde kolejne ustawienie diafragmy zwiększa wartość przysłony o pierwiastek z 2 i zmniejszenie gęstości strumienia o połowę.

Do kliszy dotrze: taka sama ilość światła, jeśli parametry ekspozycji będą takie: f/1,4 z czasem 1/500 s f/2 z czasem 1/250 s F2,8 z czasem 1/125 s

Największy teleskop refrakcyjny na świecie znajduje się w Yerkes (należy do uniwersytetu w Chicago) Średnica soczewki około 1 metr, ogniskowa 19,2 metra, światłosiła 18,9

ZWIERCIADŁA Może to być fragment czarnego szkła lub wypolerowana powierzchnia metaliczna. Dość łatwo jest utworzyć powierzchnię odbijająca dla szerokiego zakresu widmowego padającego promieniowania. W układach refrakcyjnych jest to trudniejsze soczewka zaprojektowana dla IR (z krzemu lub arsenku galu) jest nieprzezroczysta dla światła widzialnego

wykonanie Powszechnie stosowane warstwa metaliczna za warstwa szkła. Precyzyjne napylona warstwa z przodu) Dotychczas naniesienie na szkło warstwy srebra Obecnie napylane powierzchnie aluminium (zwierciadła interferometryczne) utwardzane tlenkiem krzemu lub fluorkiem magnezu Technologie zwierciadeł sa nieustannie rozwijane, z uwagi na stosowanie w teleskopach orbitalnych

Konwencja znaków dla zwierciadła Obraz powstaje na przedłużeniu rozbieżnych promieni (jest POZORNY) Odległości przyjmują wartości ujemne, jeśli sa po prawej stronie wierzchołka V Obrót o 180 stopni względem osi optycznej nazywa się INWERSJĄ. Układy tworzą parzysta lub nieparzysta liczbę inwersji. Jeśli jest parzysta układ prawoskretny, pozostaje prawoskretnym. Urządzenia w których wykorzystuje się zwierciadła płaskie: Czopery - choppery (przerywacze) Beam reflektors (odchylacze wiązki) Odwracacze obrazu (image rotators) Skanery, galwanometry (alfa 2 alfa)

Inwersja nieparzysta

Inwersja parzysta

Przyszłość optyki elektroniczne przełączniki MOEMS micro opto mechanical system mikrozwierciadła o rozmiarach tak małych, że mieszczą się w uchu igielnym, mogą przechylać się w ciągu milisekund.

Zwierciadła asferyczne PARABOLICZNE (już omawialiśmy)

Hiperboliczne i eliptyczne

hiperboliczne W teleskopie Cassegraina (wypukłe) Gregory ego (wypukłe eliptyczne) Hubble a (hiperboliczne)

Równanie zwierciadła (mirror formula)

Równanie zwierciadła (mirror formula) f = - R/2 f jest dodatnie dla zwierciadeł wklęsłych (R<0) i ujemne dla wypukłych (R>0 obraz powstaje za powierzchnia lustra i jest pozorny)

Zwierciadło bieg promieni

obrazy

odbicie

Tworzenie obrazu

odbicie