Fizika va astronomiya

PRIZMALAR VA LINZALAR
Prizmalar. Optik tizimlarda parallel bo‘lmagan tekisliklar bilan chegaralangan xanjar shaklidagi jismlar orqali yorug‘lik o‘tishi fenomeni juda tez-tez ishlatiladi. Optikadagi shisha takozlar prizma deb ataladi. Optik asboblarda ko‘pincha shisha prizma ishlatiladi, uning asosi teng yonli uchburchakdir. Prizmadan o‘tgan yorug‘lik nuri ikki marta - B va C nuqtalarda sinadi va doimo uning kengroq qismiga buriladi. Prizma sizga yorug‘lik nurini 90 ° ga aylantirish imkonini beradi, bu, masalan, kamera masofasini o‘lchash asboblarida zarur. Yorug‘lik nurining yo‘nalishini 180 ° ga ham o‘zgartirish mumkin (prizmatik durbin).Yorug‘likning tarqalishi. Shishada turli rangdagi nurlar turlicha sinadi. Binafsha nurlar eng yuqori sindirish ko‘rsatkichiga ega, qizil nurlar esa eng past. Shuning uchun, turli xil ranglardan iborat oq yorug‘lik nurlari prizmaga urilganda, u bir qancha rangli nurlarga parchalanadi, ya'ni spektr hosil bo‘ladi. Bu hodisa yorug‘lik dispersiyasi deb ataladi.Linzalar. Deyarli barcha optik qurilmalarning eng muhim qismi linzalar - shaffof, ko‘pincha shisha jismlar, sharsimon yuzalar bilan cheklangan. Chap tarafdagi birinchi linzalar biconvex linzalari, to‘rtinchisi biconcave linzalari deb ataladi. Uchinchi va oxirgi linzalar bir tomondan qavariq, ikkinchisi esa konkavdir. Bunday linzalar meniskus linzalari yoki oddiygina menisk deb ataladi. Uchta chap linzalar o‘rtada qirralarga qaraganda qalinroq bo‘lib, konverging linzalari deb ataladi. O‘ngdagi uchta linzalar bir-biridan ajralib turadi, qirralari qalinroq.Birlashtiruvchi va ajraladigan linzalarning harakatini tushuntiradi. Konversion linzalarni shartli ravishda oʻrtaga qarab kengayuvchi koʻp sonli prizmalar toʻplami sifatida, ajraladigan linzalarni esa qirralarga qarab kengayuvchi prizmalar toʻplami sifatida koʻrsatish mumkin. Prizmalar yorug‘lik nurlarini kengayish yo‘nalishi bo‘yicha buradi, shuning uchun o‘rtada qalinroq bo‘lgan linzalar nurlarni o‘rtaga buradi, ya'ni ularni to‘playdi va qirralarda qalinroq nurlarni qirralarga buradi, ya'ni ularni tarqatadi.Agar yorug‘lik manbai oldida konverging linzalari va uning orqasida ekran o‘rnatilgan bo‘lsa, u holda yorug‘lik manbai bilan linza yoki linza va ekran orasidagi masofani o‘zgartirib, yorug‘lik manbasining aniq teskari (teskari) tasviri. ekranda olish mumkin.Bu shuni anglatadiki, yorug‘lik manbasining istalgan A nuqtasidan chiqadigan nurlar linzalardan o‘tib, yana bir nuqtada A 1 va, bundan tashqari, faqat ekranda to‘planadi.Ob'ektivni bog‘lab turuvchi C 1 va C 2 sferik sirtlarning markazlaridan o‘tadigan to‘g‘ri chiziq OO linzasining optik o‘qi deb ataladi. Optik o‘qga parallel nur bilan linzaga boradigan nurlar kesishgan nuqta linzaning fokusi deb ataladi va fokusdan o‘tadigan va optik o‘qga perpendikulyar bo‘lgan tekislik fokus tekisligi deb ataladi. Ob'ektivdan fokusgacha bo‘lgan masofa linzaning fokus uzunligi deb ataladi. Har xil linzalarning fokus uzunliklari linzalar tayyorlangan oyna turiga va uning shakliga qarab farqlanadi. Ob'ektivning fokus uzunligi qanchalik qisqa bo‘lsa, u shunchalik ko‘p nurlarni to‘playdi yoki tarqatadi. Ob'ektivning fokus uzunligining o‘zaro nisbati uning optik kuchi deb ataladi. Fokus uzunligi 100 sm bo‘lgan linzalarning optik quvvati birlik sifatida olinadi va diopter deb ataladi.Birlashtiruvchi linzalarning fokus uzunligi, shuningdek ob'ektdan linzagacha va linzadan tasvirgacha bo‘lgan masofalar o‘rtasida asosiy linza formulasi bilan ifodalangan ma'lum bir bog‘liqlik mavjud:
1/a+1/a 1 = 1/F
bu erda 1 - ob'ektdan linzagacha bo‘lgan masofa;a - linzadan tasvirgacha bo‘lgan masofa;F - linzaning fokus uzunligi.Formuladan ko‘rinib turibdiki, ob'ektdan linzagacha bo‘lgan masofa ortishi bilan uning tasviridan linzagacha bo‘lgan masofa qisqaradi va aksincha.Optik tasvirning chiziqli o‘lchamlarini tasvirlangan ob'ektning chiziqli o‘lchamlariga nisbati tasvir shkalasi deb ataladi.Oddiy linzalar kamchiliklardan xoli emas. Shunday qilib, agar siz oddiy ob'ektivni fotografik linza sifatida ishlatsangiz, tasvir etarlicha aniq va buzilgan bo‘lmaydi. Bu tasvir nuqsonlari linzalarning bir qator kamchiliklari - sferik va xromatik aberatsiya, buzilish, astigmatizm va koma tufayli yuzaga keladi.Sferik aberratsiya linzaning o‘rta qismi qirralarga qaraganda kamroq darajada nurlarni to‘plashi va linzaning o‘rtasiga yaqin o‘tgan nurlar linzalarning chetiga yaqin o‘tgan nurlarga
to‘planishi tufayli yuzaga keladi. Sferik aberratsiya natijasida linzalarning asosiy optik o‘qida bir nechta fokuslar olinadi, bu esa aniq bo‘lmagan tasvirning shakllanishiga olib keladi. Linzalarni ishlab chiqarishda sferik aberratsiyaning ta'siri konverging linzalari uchun kamroq kuchli ajralib chiqadigan linzalarni tanlash orqali kamayadi. Sferik aberratsiyaning o‘zgarishi koma bo‘lib, linzalarning optik o‘qiga burchak ostida joylashgan ob'ektga xosdir. Bu holda tasvir kometa shaklidagi shaklda olinadi.Xromatik aberatsiyaning paydo bo‘lishi yorug‘likning tarqalishi bilan izohlanadi. Bunday holda, rangli tasvir loyqa bo‘lib chiqadi, chunki spektrning turli rangdagi nurlarining o‘choqlari, teng bo‘lmagan sinishi indeksi tufayli optik o‘qning turli nuqtalarida joylashgan. So‘nggi paytlarda rangli fotografiya va kinoning keng rivojlanishi tufayli linzalarni xromatik tuzatish talablari keskin oshdi. Amalda, xromatik aberatsiya zarur sindirish ko‘rsatkichiga ega bo‘lgan birlashtiruvchi va ajraladigan linzalarni tanlash orqali yo‘q qilinadi.Buzilishning sababi sharsimon aberatsiya bilan taxminan bir xil. Oddiy linzalarning bu kamchiligi ob'ektlarning to‘g‘ri chiziqlarining sezilarli egriligiga olib keladi. Buzilishning tabiati diafragmaning holatiga ta'sir qiladi (o‘rtada dumaloq teshikka ega shaffof bo‘lmagan plastinka): agar diafragma linzaning oldida joylashgan bo‘lsa, u holda buzilish barrel shaklida bo‘ladi; agar diafragma linzalarning orqasida joylashgan bo‘lsa - yostiqsimon. Diafragma linzalar orasida joylashganida buzilish sezilarli darajada kamayadi.Agar ob'ekt linzaning optik o‘qiga ma'lum bir burchak ostida joylashgan bo‘lsa, vertikal yoki gorizontal chiziqlarning aniqligi buziladi. Bunday tasvir buzilishlari astigmatizm tufayli paydo bo‘ladi - linzalarning eng tuzatib bo‘lmaydigan nuqsoni. Astigmatizmni sezilarli darajada yo‘q qilgan optik tizimga anastigmat deyiladi.