Sistema optikoen fokua definitzeko eta probatzeko metodoak

1.Sistema Optikoen Fokua

Foku-distantzia sistema optikoaren adierazle oso garrantzitsua da, foku-distantziaren kontzepturako, gutxi-asko ulertzen dugu, hemen berrikusten dugu.
Sistema optiko baten foku-distantzia, sistema optikoaren zentro optikotik izpiaren fokura dagoen distantzia gisa definitua, argi paraleloan gertatzen denean argiaren kontzentrazio edo dibergentziaren neurria da. Kontzeptu hau ilustratzeko hurrengo diagrama erabiltzen dugu.

Goiko irudian, ezkerreko muturretik datorren izpi paraleloa, sistema optikotik igaro ondoren, F' irudi-fokuarekin bat egiten du, izpi konbergentearen alderantzizko luzapen-lerroa izpi paralelo intzidentearen dagokion luzapen-lerroarekin gurutzatzen da. puntua, eta puntu hori igarotzen den eta ardatz optikoaren perpendikularra den gainazalari atzeko plano nagusia deitzen zaio, atzeko plano nagusia ardatz optikoarekin ebakitzen du P2 puntuan, eta horri puntu nagusia (edo erdigune optikoa) deitzen zaio. puntu nagusiaren eta irudiaren fokuaren arteko distantzia, normalean foku-distantzia deitzen dioguna da, izen osoa irudiaren foku-distantzia eraginkorra da.
Irudian ikus daiteke, halaber, sistema optikoaren azken gainazaletik irudiaren F' foku-punturainoko distantziari atzeko distantzia fokala (BFL) deitzen zaiola. Honenbestez, izpi paraleloa eskuinaldetik intzidentea bada, distantzia fokal eraginkorra eta aurrealdeko distantzia fokalaren (FFL) kontzeptuak ere badaude.

2. Foku-luzera probatzeko metodoak

Praktikan, sistema optikoen foku-distantzia probatzeko erabil daitezkeen metodo asko daude. Printzipio ezberdinetan oinarrituta, foku-distantzia probatzeko metodoak hiru kategoriatan bana daitezke. Lehenengo kategoria irudi-planoaren posizioan oinarritzen da, bigarren kategorian handitzearen eta foku-distantziaren arteko erlazioa erabiltzen da foku-distantziaren balioa lortzeko, eta hirugarren kategorian, konbergentearen argi-izpiaren uhin-frontearen kurbadura erabiltzen da foku-distantziaren balioa lortzeko. .
Atal honetan, sistema optikoen foku-distantzia probatzeko erabili ohi diren metodoak aurkeztuko ditugu::

2.1Collimator metodoa

Sistema optiko baten foku-distantzia probatzeko kolimadore bat erabiltzearen printzipioa beheko diagraman agertzen dena da:

Irudian, proba-eredua kolimadorearen fokuan kokatzen da. Proba-ereduaren y altuera eta f foku-distantzia_c' kolimadoreak ezagutzen dira. Kolimadoreak igorritako izpi paraleloa probatutako sistema optikoarekin bat egin eta irudi-planoan irudikatu ondoren, sistema optikoaren foku-distantzia kalkula daiteke irudi-planoko proba-ereduaren y' altueran oinarrituta. Probatutako sistema optikoaren distantzia fokalak formula hau erabil dezake:

2.2 GaussMmetodoa
Sistema optiko baten foku-distantzia probatzeko metodo Gaussaren irudi eskematikoa behean agertzen da:

Irudian, proban dagoen sistema optikoaren aurreko eta atzeko plano nagusiak P eta P' gisa irudikatzen dira hurrenez hurren, eta bi plano nagusien arteko distantzia d da._P. Metodo honetan, d-ren balioa_Pezaguntzat jotzen da, edo bere balioa txikia da eta ez ikusi egin daiteke. Objektu bat eta pantaila hartzaile bat ezkerreko eta eskuineko muturretan jartzen dira, eta haien arteko distantzia L gisa erregistratzen da, non L proban dagoen sistemaren fokuaren distantzia 4 aldiz handiagoa izan behar duen. Proba egiten ari den sistema bi posiziotan jar daiteke, hurrenez hurren 1 eta 2 posizio gisa adierazita. Ezkerreko objektua pantaila hartzailean argi eta garbi irudika daiteke. Bi kokapen hauen arteko distantzia (D bezala adierazita) neur daiteke. Erlazio konjokatuaren arabera, lor dezakegu:

Bi posizio hauetan, objektuen distantziak s1 eta s2 gisa erregistratzen dira hurrenez hurren, gero s2 - s1 = D. Formula deribazioaren bidez, sistema optikoaren foku-distantzia behean lor dezakegu:

2.3Lentsometroa
Lentsometroa oso egokia da foku luzeko sistema optikoak probatzeko. Bere irudi eskematikoa honako hau da:

Lehenik eta behin, proban dagoen lentea ez da bide optikoan jartzen. Ezkerreko behatutako helburua lente kolimatzailetik igarotzen da eta argi paralelo bihurtzen da. Argi paraleloa f-ko distantzia fokua duen lente konbergente baten bidez elkartzen da₂eta irudi argia osatzen du erreferentziako irudi-planoan. Bide optikoa kalibratu ondoren, probatzen ari den lentea bide optikoan jartzen da eta proban dagoen lentearen eta lente konbergentearen arteko distantzia f da.₂. Ondorioz, proban dagoen lentearen ekintza dela eta, argi-izpia berriro enfokatu egingo da, irudi-planoaren posizioan aldaketa bat eraginez, irudi-plano berriaren posizioan irudi argia lortuz diagraman. Irudi-plano berriaren eta lente konbergentearen arteko distantzia x gisa adierazten da. Objektu-irudi erlazioan oinarrituta, proban dagoen lentearen foku-distantzia honela ondoriozta daiteke:

Praktikan, lentemetroa oso erabilia izan da betaurreko lenteen goiko fokuen neurketan, eta funtzionamendu sinplearen eta doitasun fidagarriaren abantailak ditu.

2.4 AbadeaRefraktometroa

Abbe errefraktometroa sistema optikoen foku-distantzia probatzeko beste metodo bat da. Bere irudi eskematikoa honako hau da:

Jarri altuera ezberdineko bi erregela proban dagoen lentearen objektuaren gainazalean, hots, 1. eskala-plaka eta 2. eskala-plaka. Dagokion eskala-plaken altuera y1 eta y2 dira. Bi eskala-plaken arteko distantzia e da, eta erregelaren goiko lerroaren eta ardatz optikoaren arteko angelua u da. Eskalatutakoa f-ko distantzia fokala duen probatutako lenteak irudikatzen du. Irudiaren gainazalean mikroskopio bat instalatzen da. Mikroskopioaren posizioa mugituz, bi eskala-plaken goiko irudiak aurkitzen dira. Une honetan, mikroskopioaren eta ardatz optikoaren arteko distantzia y gisa adierazten da. Objektu-irudi erlazioaren arabera, foku-distantzia honela lor dezakegu:

2.5 Moire DeflektometriaMetodoa
Moiré deflektometria metodoak Ronchi-ren bi multzo erabiliko ditu argi izpi paraleloetan. Ronchi epaia kristalezko substratu batean metatutako metalezko kromo filmaren sareta-itxurako eredua da, sistema optikoen errendimendua probatzeko erabili ohi dena. Metodoak bi sareek osatzen duten Moiré-erren aldaketa erabiltzen du sistema optikoaren foku-distantzia probatzeko. Printzipioaren diagrama eskematikoa honako hau da:

Goiko irudian, behatutako objektua, kolimadoretik igaro ondoren, habe paralelo bihurtzen da. Bide optikoan, probatutako lentea lehenik gehitu gabe, izpi paraleloak θ-ko desplazamendu-angelua eta d-ko sare-tartea duten bi sareta zeharkatzen ditu, irudi-planoan Moiré ertz multzo bat osatuz. Ondoren, probatutako lentea bide optikoan jartzen da. Jatorrizko argi kolimatuak, lenteak errefrakzioa egin ondoren, distantzia fokal jakin bat sortuko du. Argi izpiaren kurbadura erradioa formula honetatik lor daiteke:

Normalean proban dagoen lentea lehen saretatik oso gertu jartzen da, beraz, goiko formulako R balioa lentearen foku-distantziari dagokio. Metodo honen abantaila foku-distantzia positibo eta negatiboko sistemen foku-distantzia probatu dezakeela da.

2.6 OptikoaFiberAutokolimazioaMmetodoa
Lentearen foku-distantzia probatzeko zuntz optikoko autokolimazio metodoa erabiltzearen printzipioa beheko irudian ageri da. Zuntz optikoa erabiltzen du probatzen ari den lentetik igarotzen den izpi dibergente bat igortzeko eta gero ispilu plano batera. Irudiko hiru bide optikoek fokuaren barruan, fokuaren barruan eta fokutik kanpo zuntz optikoaren baldintzak adierazten dituzte. Probapean dagoen lentearen posizioa aurrera eta atzera mugituz, zuntz buruaren posizioa aurki dezakezu fokuan. Une honetan, habea autokolimatzen da, eta ispilu hegazkinak islatu ondoren, energia gehiena zuntz-buruaren posiziora itzuliko da. Metodoa printzipioz sinplea da eta ezartzeko erraza da.

3.Ondorioa

Foku-luzera sistema optiko baten parametro garrantzitsu bat da. Artikulu honetan, sistema optikoaren foku-distantziaren kontzeptua eta bere proba-metodoak zehazten ditugu. Diagrama eskematikoarekin konbinatuta, foku-distantziaren definizioa azaltzen dugu, irudiaren alboko fokuaren, objektuaren aldeko fokuaren eta aurreko-atzealdeko fokuaren kontzeptuak barne. Praktikan, sistema optiko baten foku-distantzia probatzeko metodo asko daude. Artikulu honek kolimadorearen metodoaren, Gaussaren metodoaren, foku-luzera neurtzeko metodoaren, Abbe fokuaren neurtzeko metodoaren, Moiré desbideratzeko metodoaren eta zuntz optikoko autokolimazio-metodoaren proba-printzipioak aurkezten ditu. Uste dut artikulu hau irakurrita sistema optikoetako foku-luzera parametroak hobeto ulertuko dituzula.