Почему два элемента на одной координате x ведут себя странно?

Трассировщик предполагает, что элементы находятся в разных вертикальных плоскостях. Слегка разнесите позиции линз, зеркал и призм вдоль оптической оси.

Точно ли модель призмы соответствует физической?

Нет — это учебная упрощённая модель (постоянное δ). Реальные призмы используют закон Снеллиуса на двух поверхностях и показатель преломления n, зависящий от длины волны.

Оптическая скамья (песочница)

Параксиальная песочница на одной оси: прямолинейные отрезки с наклоном m = dy/dx. На тонкой линзе в позиции x высота луча непрерывна, а угол изменяется на Δθ = −y/f (гауссова тонкая линза в воздухе). Вертикальное плоское зеркало меняет направление распространения вдоль x и преобразует m → −m. Тонкий клин моделируется как постоянное аддитивное отклонение δ на угол θ в вершине. Элементы обрабатываются в порядке прохождения луча; зеркала могут направлять лучи обратно через пройденную оптику.

Для кого: Студенты, которые уже использовали страницы с одной и двумя линзами и хотят свободно составлять оптические системы.

Ключевые понятия

параксиальная оптика
тонкая линза
плоское зеркало
призма
трассировка лучей

Оптическая скамья (параксиально)

Активные элементы3

Предмет по x-0.4

Высота предмета0.06

Элемент 1

Тип

x на оси-0.02

Фокусное расстояние f0.2

Элемент 2

Тип

x на оси0.18

Элемент 3

Тип

x на оси0.38

Фокусное расстояние f0.11

Элемент 4

Тип

x на оси0.08

Отклонение δ5°

Идеальные тонкие линзы: θ′ = θ − y/f в вершине; вертикальное зеркало меняет направление по x, y′ = y, наклон меняет знак; тонкий клинь добавляет постоянное δ к наклону. Лучи: жёлтый — параллельно оси, зелёный — главный к первой высоте на оси, синий — слабый третий.

Горячие клавиши

Пресеты ставят линзы, зеркала, призмы; не совмещайте два элемента по одной x
Увеличьте число активных элементов, чтобы открыть 4-й слот

Измеренные величины

Первая скамья x (цель главного луча)-0.020

Макс. сегментов − 1 (отражений)3

Как это работает

Оптическая ось в песочнице: разместите до четырёх тонких линз, вертикальных плоских зеркал или тонких клиньев (с постоянным δ). Параксиальное прослеживание следует прямым отрезкам с θ → θ − y/f на каждой линзе, θ → −θ на вертикальном зеркале (свет идёт назад вдоль x) и θ → θ + δ на призме. Сравните формирование изображения двумя линзами, двойное отражение в стиле перископа или призму, направляющую свет в линзу.

Основные формулы

θ′ = θ − y/f (тонкая линза, малые углы)

зеркало (вертикальное): m′ = −m · направление вдоль x меняется

клинь: θ′ = θ + δ (игрушечное постоянное отклонение)

Часто задаваемые вопросы

Почему два элемента на одной координате x ведут себя странно?: Трассировщик предполагает, что элементы находятся в разных вертикальных плоскостях. Слегка разнесите позиции линз, зеркал и призм вдоль оптической оси.
Точно ли модель призмы соответствует физической?: Нет — это учебная упрощённая модель (постоянное δ). Реальные призмы используют закон Снеллиуса на двух поверхностях и показатель преломления n, зависящий от длины волны.

Другие симуляторы в этой категории — или все 44.

Вся категория →

НовоеШкольные