Fokal Longè Definisyon Sistèm Optik ak Metòd Tès

1.Focal Length nan sistèm optik

Longè fokal se yon endikatè trè enpòtan nan sistèm optik, pou konsèp nan longè fokal, nou plis oswa mwens gen yon konpreyansyon, nou revize isit la.
Longè fokal nan yon sistèm optik, defini kòm distans ki soti nan sant optik nan sistèm optik la konsantre nan gwo bout bwa a lè ensidan limyè paralèl, se yon mezi konsantrasyon oswa divergence limyè nan yon sistèm optik. Nou itilize dyagram sa a pou ilistre konsèp sa a.

Nan figi ki pi wo a, ensidan an gwo bout bwa paralèl soti nan fen gòch la, apre yo fin pase nan sistèm optik la, konvèje nan konsantre nan imaj F ', liy lan ekstansyon ranvèse nan reyon konvèje a kwaze ak liy ekstansyon ki koresponn nan reyon paralèl ensidan an nan yon pwen, ak sifas ki pase pwen sa a epi ki pèpandikilè ak aks optik la rele plan prensipal la dèyè, plan prensipal la tounen kwaze ak aks optik la nan pwen P2, ki rele pwen prensipal la (oswa pwen sant optik la), distans ki genyen ant pwen prensipal la ak konsantre nan imaj, li se sa nou anjeneral rele longè fokal la, non an plen se longè fokal efikas nan imaj la.
Li ka wè tou nan figi a ke distans ki soti nan dènye sifas nan sistèm optik la nan pwen fokal F' nan imaj la yo rele distans la tounen fokal (BFL). Korespondan, si gwo bout bwa a paralèl se ensidan ki soti nan bò dwat la, gen tou konsèp nan distans fokal efikas ak longè fokal devan (FFL).

2. Metòd Tès Fokal Longè

Nan pratik, gen anpil metòd ki ka itilize pou teste distans fokal sistèm optik yo. Ki baze sou diferan prensip, metòd tès distans fokal yo ka divize an twa kategori. Premye kategori a baze sou pozisyon avyon imaj la, dezyèm kategori a sèvi ak relasyon ki genyen ant agrandisman ak longè fokal pou jwenn valè longè fokal la, ak twazyèm kategori a sèvi ak koub ond nan gwo bout bwa limyè konvèje a pou jwenn valè longè fokal la. .
Nan seksyon sa a, nou pral prezante metòd yo souvan itilize pou teste distans fokal sistèm optik yo::

2.1Collimator Metòd

Prensip itilize yon kolimatè pou teste distans fokal yon sistèm optik se jan yo montre nan dyagram ki anba a:

Nan figi a, modèl tès la mete nan konsantre kolimatè a. Wotè y modèl tès la ak distans fokal f_c' nan kolimatè a yo konnen. Apre gwo bout bwa a paralèl ki emèt pa kolimatè a konvèje pa sistèm optik teste a ak imaj sou avyon imaj la, yo ka kalkile longè fokal sistèm optik la ki baze sou wotè y' modèl tès la sou plan imaj la. Distans fokal sistèm optik teste ka itilize fòmil sa a:

2.2 GaussienMmetòd
Figi chematik metòd Gaussian pou teste distans fokal yon sistèm optik montre jan pi ba a:

Nan figi a, avyon prensipal yo devan ak dèyè nan sistèm optik anba tès la reprezante kòm P ak P' respektivman, ak distans ki genyen ant de plan prensipal yo se d._P. Nan metòd sa a, valè d_Pkonsidere kòm li te ye, oswa valè li yo piti epi yo ka inyore. Yo mete yon objè ak yon ekran k ap resevwa nan pwent gòch ak dwa, epi distans ant yo anrejistre kòm L, kote L bezwen pi gran pase 4 fwa distans fokal sistèm anba tès la. Sistèm anba tès la ka mete nan de pozisyon, ki endike kòm pozisyon 1 ak pozisyon 2 respektivman. Objè ki sou bò gòch la ka imajine klèman sou ekran k ap resevwa a. Distans ki genyen ant de kote sa yo (ki endike kòm D) ka mezire. Dapre relasyon konjige a, nou ka jwenn:

Nan de pozisyon sa yo, distans objè yo anrejistre kòm s1 ak s2 respektivman, Lè sa a, s2 - s1 = D. Atravè fòmil derivasyon, nou ka jwenn distans fokal sistèm optik la jan pi ba a:

2.3Lenzomètr
Lensomètr la trè apwopriye pou teste sistèm optik long fokal. Figi chema li yo se jan sa a:

Premyèman, lantiy ki anba tès la pa mete nan chemen optik la. Obsève objektif la sou bò gòch la pase nan lantiy la kolimatè epi li vin limyè paralèl. Limyè paralèl la konvèje pa yon lantiy konvèje ak yon distans fokal f₂epi fòme yon imaj klè nan plan imaj referans lan. Apre yo fin kalibre chemen optik la, yo mete lantiy ki anba tès la nan chemen optik la, epi distans ki genyen ant lantiy ki anba tès la ak lantiy konvèje a se f.₂. Kòm yon rezilta, akòz aksyon an nan lantiy la anba tès, gwo bout bwa limyè a pral rekonsantre, sa ki lakòz yon chanjman nan pozisyon nan avyon an imaj, sa ki lakòz yon imaj klè nan pozisyon nan nouvo avyon an imaj nan dyagram nan. Distans ki genyen ant nouvo plan imaj la ak lantiy konvèje a endike kòm x. Dapre relasyon objè-imaj, longè fokal lantiy anba tès la ka dedwi kòm:

Nan pratik, lensomètr la te lajman itilize nan mezi fokal tèt nan lantiy spektak, e li gen avantaj ki genyen nan operasyon senp ak presizyon serye.

2.4 AbbeRefraktomètr

Refraktomètr Abbe a se yon lòt metòd pou teste distans fokal sistèm optik yo. Figi chema li yo se jan sa a:

Mete de règ ak diferan wotè sou bò sifas objè nan lantiy anba tès la, sètadi scaleplate 1 ak scaleplate 2. Wotè scaleplates korespondan yo se y1 ak y2. Distans ki genyen ant de scaleplates yo se e, ak ang ki genyen ant liy tèt chèf la ak aks optik la se u. Lantiy teste a imaje scaleplated la ak yon distans fokal f. Yon mikwoskòp enstale nan fen sifas imaj la. Lè w deplase pozisyon mikwoskòp la, yo jwenn imaj ki anlè de plak echèl yo. Nan moman sa a, distans ki genyen ant mikwoskòp la ak aks optik la endike kòm y. Dapre relasyon objè-imaj, nou ka jwenn distans fokal la kòm:

2.5 Deflektometri MoireMetòd
Metòd deflektometri Moiré a pral sèvi ak de seri règ Ronchi nan reyon limyè paralèl. Ronchi desizyon se yon modèl kadriyaj ki tankou fim metal chromium depoze sou yon substra vè, souvan itilize pou teste pèfòmans nan sistèm optik. Metòd la itilize chanjman nan franj Moiré ki te fòme pa de griyaj yo pou teste distans fokal sistèm optik la. Dyagram nan chema nan prensip la se jan sa a:

Nan figi ki anwo a, objè a obsève, apre yo fin pase nan kolimatè a, vin tounen yon gwo bout bwa paralèl. Nan chemen an optik, san yo pa ajoute lantiy la teste an premye, gwo bout bwa paralèl la pase nan de griyaj ak yon ang deplasman nan θ ak yon espas griyaj nan d, fòme yon seri franj Moiré sou plan imaj la. Lè sa a, yo mete lantiy la teste nan chemen an optik. Limyè kolimate orijinal la, apre refraksyon pa lantiy la, pral pwodwi yon sèten distans fokal. Ou ka jwenn reyon koube gwo bout bwa a nan fòmil sa a:

Anjeneral lantiy anba tès la mete trè pre premye griyaj la, kidonk valè R nan fòmil ki anwo a koresponn ak longè fokal lantiy la. Avantaj nan metòd sa a se ke li ka teste longè fokal la nan sistèm longè fokal pozitif ak negatif.

2.6 OptikFiberAutokolimasyonMmetòd
Prensip la itilize metòd autocollimation fib optik pou teste longè fokal lantiy la montre nan figi ki anba a. Li itilize fib optik pou emèt yon gwo bout bwa divergent ki pase nan lantiy ke yo te teste a epi answit sou yon glas avyon. Twa chemen yo optik nan figi a reprezante kondisyon yo nan fib optik nan konsantre nan, nan konsantre a, ak deyò konsantre nan respektivman. Lè w deplase pozisyon nan lantiy la anba tès retounen ak lide, ou ka jwenn pozisyon nan tèt la fib nan konsantre an. Nan moman sa a, gwo bout bwa a se pwòp tèt ou-kolimasyon, epi apre refleksyon pa glas avyon an, pi fò nan enèji a ap retounen nan pozisyon an nan tèt la fib. Metòd la se senp nan prensip ak fasil aplike.

3.Konklizyon

Longè fokal se yon paramèt enpòtan nan yon sistèm optik. Nan atik sa a, nou detaye konsèp distans fokal sistèm optik ak metòd tès li yo. Konbine avèk dyagram chema a, nou eksplike definisyon distans fokal, ki gen ladan konsèp distans fokal imaj-bò, distans fokal objè-bò, ak distans fokal devan dèyè. Nan pratik, gen anpil metòd pou teste distans fokal yon sistèm optik. Atik sa a prezante prensip tès metòd kolimatè a, metòd Gaussien, metòd mezi distans fokal, metòd mezi distans fokal Abbe, metòd defleksyon Moiré, ak metòd autokolimasyon fib optik. Mwen kwè ke lè w li atik sa a, ou pral gen yon pi bon konpreyansyon sou paramèt yo distans fokal nan sistèm optik.