Почему два элемента на одной координате x ведут себя странно?

Расчёт предполагает, что элементы лежат в разных плоскостях, перпендикулярных оси. Слегка разнесите линзы, зеркала и клинья вдоль оси.

Клин здесь — настоящая призма?

Нет: к углу просто добавляется постоянное δ. У реальной призмы закон преломления на двух гранях и показатель n, зависящий от длины волны.

Оптическая скамья

До четырёх элементов на одной оси: тонкие линзы, вертикальные зеркала, клин с постоянным отклонением δ. Параксиальный ход 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

О модели

Оптическая скамья: на одной оси стоят тонкие линзы, плоские зеркала и тонкие клинья. Луч — ломаная с наклоном m = dy/dx. На тонкой линзе высота непрерывна, угол меняется на Δθ = −y/f (формула Гаусса в воздухе). Вертикальное зеркало меняет направление вдоль оси и знак наклона: m → −m. Клин даёт постоянное отклонение δ. Элементы берутся в порядке прохождения; после зеркала луч может снова пройти уже пройденную оптику. На экране до четырёх элементов и ход лучей. Аберрации, преломление на гранях настоящей призмы и дисперсия n(λ) не учитываются.

Для кого: 11 класс и практикум по геометрической оптике: ход лучей, линзы и зеркала на скамье.

Ключевые понятия

оптическая скамья
параксиальная оптика
тонкая линза
плоское зеркало
оптический клин
ход лучей

Как это работает

На оптической оси до четырёх тонких линз, вертикальных плоских зеркал или тонких клиньев. Параксиальный ход: прямые отрезки, на линзе θ → θ − y/f, на вертикальном зеркале θ → −θ (свет идёт назад вдоль оси), на клине θ → θ + δ. Можно собрать две линзы, перископ из двух зеркал или клин перед линзой.

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?: Расчёт предполагает, что элементы лежат в разных плоскостях, перпендикулярных оси. Слегка разнесите линзы, зеркала и клинья вдоль оси.
Клин здесь — настоящая призма?: Нет: к углу просто добавляется постоянное δ. У реальной призмы закон преломления на двух гранях и показатель n, зависящий от длины волны.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 50 в «Оптика и свет».

Вся категория →

ПопулярноеШкольные