ОПТИКА и ФОТОГРАФИЯВерсия - 02.10.2022Кто имеет меньше, чем желает, должен знать, что он имеет больше, чем заслуживает... Г. Лихтенберг (1777)
СПРАВОЧНЫЕ ЕДИНИЦЫАпостильб (асб) - устаревшая единица яркости освещенной поверхности:(1 асб = 0.3183 нит). (1 стильб = 1 свеча/см2 = 104 нит) Диоптрия (D = 1/F) единица оптической силы линзы (оптических систем). (1 Диоптрия) - это оптическая сила линзы, фокусное расстояние (F) которой равно (1 метр), т.е. величина, обратная приведенному заднему фокусному расстоянию. Например, если фокусное расстояние очковой линзы равно 0.25 м, то оптическая сила линзы равна 1/0.25 = 4 диоптрии Единица яркости (кандела/м2, старое название - нит ). Яркость источника света равна световому потоку, испускаемому с единицы площади видимой поверхности источника внутри единичного телесного угла. Кандела - единица силы света (1 кандела) равна силе света, испускаемого в заданном направлении монохроматическим источником зеленого цвета (частотой 540*1012 Гц или 555 нм), энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683 Ватт/стерадиан) Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется большая энергетическая интенсивность. Например, сила света, излучаемая восковой свечой, примерно равна 1 канделе(раньше эта единица измерения называлась `свечой') Сила света типовых источников (мощность, Вт / сила света, Кд): - cвеча - _/1.000 - cовременная лампа накаливания - 100.000/100.000 - oбычный светодиод - 0.015/0.001 - cверхяркий светодиод - 0.060/3.000 - cовременная флуоресцентная лампа - 20.000/100.000Ламберт (лб, la ) - внесистемная единица яркости (применяется главным образом в США). (1 Ламберт) - это яркость поверхности, равномерно рассеивающей свет по всем направлениям и обладающей светимостью 1 радфот = 1 люмен/см2 {1 Ламберт = 3.20*103 нит = 10-4 апостильб = (104/пи) кд/м2} 1 фут-ламберт = 3.426 кд/м2 Люкс - единица измерения освещенности. (1 люкс) - освещенность такой поверхности, на (1 м2) которой падает световой поток (1 люмен) , равномерно распределенный по площадке: (1 люкс) = (1 люмен/метр2) Люкс-секунда - единица количества освещения, равная количеству освещения, соответствующему освещенности в (1 люкс), действующей в течение (1 сек) Люмен (лм, lm) - единица измерения светового потока. (1 люмен) равен световому потоку, испускаемому точечным источником c силой света равной (1 канделa), внутри единичного телесного угла в один стерадиан (1 лм = 1 кд*ср ). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником с силой света (1 кандела), равен (4π) люмен {1 люмен на квадратный фут равен 10.764 люкс} Для примера: а) обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт при напряжении 220 Вольт создает световой поток, примерно равный 1300 люмен б) компактная лампа дневного света мощностью 26 Ватт при напряжении 220 Вольт создает световой поток, примерно равный 1600 люмен (т.е. создает почти аналогичный световой поток при вчетверо меньшей потребляемой мощности) Световому потоку в (1 люмен) для лучей с длиной волны 5130 Ангстрем (наиболее различимого глазом) соответствует поток энергии в (0.00058 Вт)Поток излучения - количество энергии, переносимой полем (Фе) [Ватт] в единицу времени через данную площадь: (1 Ватт = 1 Джоуль/сек) Светимость / светность [люмен/м2, люкс/фот] - плотность потока световой энергии, излучаемой поверхностью в данном направлении (иначе - отношение светового потока, исходящего от рассматриваемого элемента светящейся поверхности, к площади этого элемента). (1 Люмен/м2) - это светимость светового потока в (1 Люмен), испускаемого с (1 м2) Светимость энергетическая (или излучательность) [Вт/м2] - поверхностная плотность потока энергии, излучаемой поверхностью. Светимость и яркость - взаимно связанные фотометрические величины Свеча (устар.) - единица силы света; (1 свеча) ≈ (1 канделе) Скорость света в вакууме [с = 2.998*108 метр/сек]. Любое физическое воздействие не может превышать скорость света, которая в однородной среде всегда одинакова. Передача информации с помощью света происходит не с фазовой, а, как правило, с групповой скоростью. Показатель преломления среды связан с фазовой скоростью ( v ) света в этой среде соотношением: n = c / v c - скорость света в вакууме Стерадиан [ср] - единица телесного угла, которому на сфере единичного радиуса соответствует поверхность площадью в одну единицу (например, площадь полной поверхности сферы единичного радиуса равна 4π Стильб [сб] - единица яркости, равная яркости равномерно светящейся плоской поверхности, испускающей в перпендикулярном к ней направлении свет силой в (1 свечу) с каждого (1 см2); 1 стильб = 104 кд/м2 Фот (устар.) - единица освещенности, равная освещенности поверхности в (1 см2) при нормально падающем световом потоке в (1 люмен). 1 фот = 104 люкс Фотон - квант света (электромагнитного излучения). Он не имеет заряда и массы покоя и способен существовать только двигаясь со скоростью света. Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (или спиральностью) равной (+1), что соответствует левой и правой круговой поляризации электромагнитной волны. Фотоны высоких энергий обычно называют гамма-квантами.Это самая широко распространенная частица во Вселенной (на один нуклон приходится до 20 миллиардов фотонов). Импульс фотона - {p = ħ*ʋ/c}, где 'c' - скорость света (наличие импульса фотона подтверждается давлением света на газы и твердые тела) Масса фотона (не обладающего массой покоя) - {mф = ħ/c*λ = ħ*ʋ/c2}, где 'λ' - длина волны излучения Энергия фотона - {Е = ħ*ʋ}, где 'ħ' - постоянная Планка (равная 6.63*10-34 Дж*cек), 'ʋ' - частота колебаний Свет имеет прерывистую структуру и может поглощаться любым веществом строго определенными порциями (квантами). Примечание. В свете новейших исследований фотон имеет массу покоя равную 0.0001 эВ Фут-свеча - единица измерения интенсивности света. 1 фут-свеча равен интенсивности света, падающего на один квадратный фут от источника света в одну свечу, находящегося на расстоянии (1 фут). 1 фут-свеча = 10764 люкс Яркость [Кд/м2] - количество света, отраженного поверхностью в заданном направлении (равна отношению силы света к площади видимой светящейся поверхности или иначе - равна световому потоку, испускаемому с единицы площади видимой поверхности источника внутри единичного телесного угла). Яркость - интенсивность, с которой излучается цвет. Яркость источника света, большая 1.6*105 Кд/м2, вредна для глаз. Яркость характеризует степень присутствия в цвете черного (затененность) или белого (степень яркости) и степень удаленности цветового тона от черного цвета. Например, голубой цвет близок к белому, поэтому он яркий (цвет, близкий к черному, считается темным). Яркость не тождественна освещенности! Примечания: 1. Яркость является характеристикой протяженного источника 2. Яркость освещенной поверхности выше при большем ее альбедо (например, альбедо белой бумаги равно примерно 0.75, снега - 0.85, оксида магния - 0.95, а черного бархата - 0.010-0.002) ● изображения - световой поток, идущий от изображения. Она зависит от произведения телесного угла на площадь изображения и не может превысить яркости источника ● пороговая - минимальная яркость, вызывающая зрительное ощущение в данных условиях наблюдения ● приведенная - отношение энергетической яркости к квадрату показателя преломления ● объектива - величина, обратная светосиле (число 'F'; яркость изображения обратно пропорциональна квадрату числа 'F') ● энергетическая (или лучистость) [Вт/(ср*м2)] - величина потока, излучаемого единицей площади в единицу телесного угла в данном направлении. Единицей энергетической яркости считается яркость плоской поверхности в (1 м2), которая в перпендикулярном направлении имеет энергетическую силу света в (1 Вт/стерадиан) СОПУТСТВУЮЩИЕ ТЕРМИНЫХарактеристики цвета основные - насыщенность, светлота, тон цветовой, чистота и яркость Блеклый - утративший свежесть и яркость окраски (например, выцветшие блеклые краски, поблеклая трава) Гамма цветовая - ряд гармонически взаимосвязанных цветов и оттенков, используемых при создании художественных произведений Круг цветовой - графический способ представления непрерывности цветовых переходов, например:![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/circle.jpg)
(по http://www.liveinternet.ru/showjournal.php?journalid=3149098&tagid=111279) у которого сектора круга окрашены в различные цветовые тона, размещенные в порядке расположения цветов. Наиболее распространены 8- и 12-секторные цветовые круги. В общем случае основными цветами являются красный, желтый, зеленый и синий цвета, а промежуточными - оранжевый, голубой, фиолетовый и пурпурный. Распределение цветов: - в системе RGB (красный-зеленый-синий) цвета разделяют на 12 основных тонов или 3 группы (3 основных цвета, 3 - дополнительных к основным и 6 помежуточных тонов) - в системе CMY основными являются циановый, пурпурный и желтый тона - в системе RYB (красный-желтый-синий), соответствующей 12 цветам цветового круга, цвета подразделяют на основные (первого порядка), составные (второго порядка) и сложные (третьего порядка): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/spectr-6.jpg)
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/spectr-0.jpg)
Порядок цвета зависит от используемой системы цветов. Так, например, желтый цвет в системе RGB имеет второй порядок, а в системе RYB - первый
Метамерия - свойство зрения, при котором свет различного спектрального состава может вызывать ощущение одинакового цвета
Насыщенность (интенсивность, чистота) цвета [%]:
(фрагменты из infourok.ru) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/3mov.jpg)
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/4par.jpg)
- изменение насыщенности хроматических цветов при добавлении серого цвета - степень чистоты цвета - степень визуального отличия того или иного тона от серого цвета, равного с ним по светлоте ахроматического цвета (более насыщенным является цвет, имеющий больше отличий того или иного тона от серого) - 'глубина' цвета, интенсивность определенного цветового оттенка - степень разбавления данного цвета белым Насыщенность − одна из объективных характеристик зрительного восприятия цвета. Она характеризуется степенью удаленности цвета от серого цвета той же светлоты и возникает вследствие многократных отражений (например, в бархатных портьерах, тканях, стоящих знаменах), определяя степень выраженности цветового тона (обычно ассоциируется с количеством красителя в растворе или на окрашенной поверхности). Насыщенность характеризуется как 'живая', 'сильная' или 'глубокая', а ненасыщенные цвета - как 'тусклые', 'слабые' или 'вымытые'. При разбавлении чистого красного цвета белым или серым, цветовой тон не изменяется, так как добавленный (ахроматический) цвет не имеет цветового тона (в результате полученный цвет будет менее насыщенным, блеклым или темным). Насыщенный цвет считается сочным, глубоким, а менее насыщенный - приглушенным. Чем больше цвет разбавлен белым, тем менее он насыщен {например, синий цвет имеет насыщенность 20 % (т.е. он состоит на 20 % из синего и на 80 % - из белого цветов)}. При уменьшении насыщенности каждый хроматический цвет приближается к серому (т.е. полностью ненасыщенный цвет является оттенком серого). Два оттенка одного тона могут различаться степенью блеклости. Для уменьшения насыщенности достаточно разбавить любой цвет серым, белым или черным. При уменьшении насыщенности любой хроматический цвет приближается к серому (степень насыщенности цвета определяется степенью наличия в оттенке чистого цвета). Примечание. Понятия 'насыщенность', 'интенсивность' и 'хроматичность' света - практически синонимы Нюанс - оттенок, незначительный (едва заметный) переход цвета или тонов Освещенность (лк) - поверхностная плотность потока энергии, падающего на поверхность Оттенок (и см. Тон цветовой) - основной цвет без добавления черной или белой краски (желтый, красный, синий, зеленый). Все цвета имеют оттенки. Например, к группе зеленых (с учетом оттенков) относят фисташковый, лайм, весенняя зелень, изумрудный, мох и травяной цвета. Человеческий глаз в состоянии различить до 360 оттенков цвета, до 180 цветовых тонов, до 10 ступеней (градаций) насыщенности и около 300 ахроматических цветов Свет белый - электромагнитное излучение видимого диапазона, вызывающее в нормальном человеческом глазу световое ощущение, нейтральное по отношению к цвету. Спектр белого света может быть непрерывным (например, при тепловом излучении тела, нагретого до температуры около 6000 К) или линейчатым (например, при газовом разряде). Белый свет аналогичен рассеянному солнечному свету. В однородной среде свет распространяется прямолинейно. На границе раздела двух сред свет изменяет свое направление - преломляется. Свет монохроматич(еский/ный) - одноцветный свет (свет одной частоты электромагнитных волн) Свет полихроматичный - свет, представляющий собой набор волн различных длин Светлота: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/svetlota.jpg){kind=small}
(доп. см. Насыщенность) - положение цвета на шкале от белого до черного (характеризуется терминами светлый и темный) - степень близости цвета белому или черному (у черного цвета минимальная светлота) - количество света, отражаемого данной окрашенной поверхностью - обозначает различие внутри одного и того же цвета - степень добавления к данному цвету белого или черного цвета); например, розовый - это разбавленный красный По светлоте различаются даже спектральные тона. Для ахроматических цветов светлота является единственной характеристикой: по ней можно сравнивать любые (ахроматические или/и хроматические) цвета. Темные цвета образуются при добавлении черного, а светлые - при добавлении белого. Чем светлее цвет, тем выше его светлота (светлота определяет положение цвета на шкале от белого до черного цветов). Это понятие относится не только к конкретному цвету, но и к оттенку спектра, тону. При максимальном увеличении светлоты любой цвет становится белым. Понятия 'светлота' и 'яркость' практически тождественны. Цвета, имеющие различные тона, при прочих равных характеристиках, воспринимаются с разной светлотой: желтый тон - самый светлый, а синий (или сине-фиолетовый) - самый темный Примечание. Светлота тона относится не к конкретному цвету, а только к оттенку спектра, тону (независимо от светлоты цвета и насыщенности). Цвета с различными тонами при одинаковой светлоте цвета и насыщенности воспринимаются с разной светлотой (желтый тон - как самый светлый, а синий - как самый темный). Пример различий светлоты синего и желтого оттенков на трех парах различной светлоты цветов этих оттенков: при большой светлоте цвета желтый цвет отличается от белого меньше, чем синий, а при малой - синий меньше отличается от черного: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/spectr-5.jpg){kind=small}
Сила {излучения / (света энергетическая)} [Вт/ср] - поток излучения, приходящийся на единицу телесного угла, в пределах которого он распространяется (за направление силы света принимают ось телесного угла, в пределах которого распространяется поток излучения)
Смешение цветов аддитивное - метод синтеза цвета за счет смешивания потоков света (цветов непосредственно излучающих объектов), дающих в результате цвет, воспринимаемый как белый. Основой метода является использование в определенных соотношениях трех основных цветов: красного (R), зеленого (G) и синего (B). Аддитивное смешение широко используется в компьютерных и телевизионных системах, цветное изображение в которых образуется из красных, зеленых и синих точек - пикселей
Смешение цветов субтрактивное - метод синтеза цвета за счет вычитания определенных цветов спектра из белого света. Такая модель смешения цветов (CMYK: циан, пурпурный, желтый, черный; в системе RGB ей соответствует триада 'зеленый, синий, красный') широко используется в полиграфии
Тон цветовой (градация тона) - определяет оттенок цвета или степень плотности светлых и темных участков изображения (например, 'изумрудная зелень' или 'лимонная'). Оттенки, имеющие одно и то же положение в спектре (но различающиеся, например, насыщенностью и яркостью), принадлежат одному и тому же тону. Цветовой тон показывает, к какой части спектра относится цвет (например: зеленый, красный или синий). Оттенки образуются при смешивании различных близких цветов в определенных соотношениях, например, при соединении чистого оттенка, черного и белого цвета получаются желтовато-коричневый, бежевый или серый. Реально можно получить непрерывный ряд оттенков при переходе от любого из цветов к другому цвету. Цветовые тона могут быть как разными (циан, зеленый, фиолетовый, розовый, охра), так и быть разными оттенками только одного цвета (например, синего).
Различные оттенки можно получить не только при переходе от холодного к теплому цвету, но и при переходе по светлости или насыщенности. При изменении тона, например, при переходе от синего цвета спектра в сторону зеленого, он переходит в голубой, а при обратном переходе - к фиолетовому. Цветовой тон характеризуется преобладающей длиной волны {например, для зеленого цвета она равна (510-550) нанометров}. Холодные тона на цветных фотографиях соответствуют сине-голубой гамме, а теплые тона - красно-коричневой гамме. Самым активным считается красный цвет, а наиболее пассивным - зеленый Цвет: - субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, зависящая от спектрального состава, цветового и яркостного контрастом с окружающими объектами - свойство тел вызывать зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или излучаемого ими света Кроме 'теплых' и 'холодных' в зависимости от оттенков цвета делятся на две основные группы: ахроматические (бесцветные или нейтральные) и хроматические (имеющие цветовой оттенок). Качественной характеристикой цвета являются цветовой тон и насыщенность, а количественной - светлота (или яркость). Следовательно, цвет можно измерять по трем основным параметрам: цветовому тону, насыщенности и яркости. Цвет в свойственном ему спектральном состоянии обладает средним значением светлоты. Некоторые цвета изначально светлее (например, желтый), а другие - темнее (например, синий). Цвета разделяют на основные и дополнительные (составные и промежуточные): - первичные (главные, основные, первого порядка), которые нельзя получить смешиванием любых других цветов (например: желтый, красный и синий) - вторичные (производные, составные, второго порядка), которые можно получить смешиванием двух основных цветов (например: желтый + красный = оранжевый) - третичные (промежуточные, сложные, третьего порядка), которые могут быть получены при смешивании основных и вторичных цветов (например: желтый + зеленый = желто-зеленый), и т. д. Более подробные описания цветов - см. (http://scraphouse.ru/beginners-scrapbooking/color-theory.html). Основные цвета спектра (фрагмент из http://refleader.ru/jgebewotrrnajge.html): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/spectr.jpg)
Цвет - зрительное ощущение, возникающее как вследствие попадания в глаз световых волн, так и свойствами самого глаза. Различные цвета создаются световыми волнами (конкретность цвета определяется его местом в спектре.). Без световых лучей нет цвета (в темной комнате цвета неразличимы, так как нет световых лучей). Цвет предмета зависит как от материала, из которого изготовлен конкретный предмет, так и от его освещения (например, красно-оранжевая одежда выглядит так потому, что ее краситель отражает красно-оранжевую часть световых лучей и погло- щает зелено-сине-фиолетовые части спектра)Цвета ахроматические (или бесцветные) - оттенки серого, отличаются полным отсутствием цветового тона (конкретного оттенка спектра). В цветовом круге нет ахроматических цветов, в том числе черного цвета. Ахроматические цвета отличаются друг от друга светлотой (т.е. яркостью). Они могут быть белыми, светло-, средне- и темно-серыми, а также черными (в их спектры входят лучи всех длин волн в почти равных энергетических количествах). Наиболее яркий ахроматический цвет - белый (имеет самый светлый оттенок), а наиболее темный оттенок имеет черный цвет. В зависимости от светлоты белых и черных ахроматических оттенков существует очень много. Белый, черный и серый цвета сочетаются с любым из хроматических цветов (особенно цветов основной группы). При снижении насыщенности любого хроматического цвета тон оттенка делается неразличимым, а цвет переходит в ахроматический. Ахроматические цвета характеризуются разными коэффициентами отражения. Например, белые поверхности отражают (70-90)% падающего на них света, светло-серые - (50-60)%, темно-серые - (15-20)%, а черные - (3-4) %. Использование только ахроматических цветов дает возможность хорошо выразить фактуру используемого материала (блеск, матовость, прозрачность, бархатистость, структуру поверхности). В среднем глаз человека различает в гамме до 300 ахроматических цветов. Примеры ахроматических цветов (фрагмент из https://studme.org/43359/informatika/tsveta_spektra_osnovnye_tsveta): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/spectr-1.jpg){kind=small}
Цвета вторичные (производные, составные) - зеленый, оранжевый и фиолетовый цвета, образующиеся при попарном смешивании основных (первичных) цветов в равных соотношениях. Излучения, составляющие дополнительные цвета, могут иметь различный спектральный состав. При смешении эти цвета взаимно нейтрализуются, образуя в результате нейтральные коричневый или серый цвета. Точный оттенок получаемого цвета зависит от оттенка оттенка первичного цвета. Например, при смешивании желтого цвета с красным образуется оранжевый цвет, красного с синим - фиолетовый, а желтого с синим - зеленый. Наименование производного цвета соответствует правилу: сначала указывается основной цвет, а затем дополнительный. Например, при смешивании основного синего цвета с соседним дополнительным фиолетовым образуется сине-фиолетовый цвет
Цвета гармоничные / родственные - любые три цвета (или их оттенки), следующие друг за другом на цветовом круге (всего может быть 12 триад таких главных сочетаний). Пример выборки цветов родственных типов (по http://3dmax.1bs.ru/node/406):
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/parents.jpg){kind=small}
Цвета дополнительные (дополняющие, комплементарные, противоположные) - цвета, расположенные напротив друг друга в цветовом круге (например, зеленый-красный, желтый-фиолетовый, синий-оранжевый; если оттенок красного близок к синему, дополнительным к нему будет желто-зеленый цвет). Они очень хорошо сочетаются (например, ярко-красные цветы хорошо смотрятся на фоне зеленых листьев). Смешивание любых двух дополнительных цветов в равных пропорциях дает нейтральный серый тон - ахроматические оттенки (получить хроматический цвет невозможно). Дополнительные цвета образуют контрастные по тону пары: при аддитивном смешении дополнительные цвета дают цвет, воспринимаемый как белый, а при субтрактивном смешении - серый или черный. Например, дополнительным к желто-зеленому цвету является фиолетовый, а к пурпурному - ярко-зеленый цвет
Каждый цвет является дополнительным по отношению к смеси всех остальных цветов спектра. Например, если удалить из спектра зеленый цвет и посредством линзы собрать оставшиеся цвета (красный, оранжевый, желтый, синий и фиолетовый), то полученный смешанный цвет будет красным (то есть дополнительным по отношению к удаленному зеленому). Аналогичная ситуация с желтым цветом: при смешивании его с теми же оставшимися цветами(красным, оранжевым, зеленым, синим и фиолетовым) получится фиолетовый смешанный цвет(то есть дополнительный по отношению удаленному желтому). Каждая пара дополнительных цветов(красный и голубовато-синий, оранжевый и голубой, фиолетовый и желто-зеленый) в смеси дает белый или серый ахроматичесий цветЦвета контрастные (по отношению друг к другу) - два цвета, между которыми на цветовом круге находятся три промежуточных цвета. Таких пар цветов - шесть (по количеству пар цветов в основном цветовом круге): зеленый - малиновый, красный - голубой (или зеленый), оранжевый - синий, желтый - фиолетовый, черный - белый (в каждой паре один цвет теплый, другой - холодный) Примечание. Контрастные пары выборок цветов отличаются от дополнительных цветов Цвета контрастно-родственные - цвета с оттенками, расположенными на цветовом круге непосредственно слева и справа от цвета, дополнительного ему на этом круге, например (http://3dmax.1bs.ru/node/406): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/r-k-color.jpg){kind=small}
Цвета монохроматические - нюансная выборка комбинации яркости и насыщенности (т.е. оттенков) в пределах одного и того же цвета (они составляют один и тот же сегмент круга), например (http://3dmax.1bs.ru/node/406):
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/monoxr.jpg){kind=small}
Цвет насыщенный - цвет, имеющий чистые оттенки при отсутствии белесоватости
Цвета нейтральные - два рядом расположенных цвета в пределах двух полос на цветовом круге, один из которых получен в результате сглаживания {при добавлении родственных оттенков или 'разбавлении' ахроматическим (белым или черным) цветом}, например (http://3dmax.1bs.ru/node/406):
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/neitral.jpg){kind=small}
Цвета основные (главные, единичные, первичные) - базовые цвета (зеленый, желтый, синий), при смешении которых в любых соотношениях можно получить все остальные воспринимаемые цвета и оттенки, но самих которых нельзя получить смешением остальных первичных цветов. Смешение двух первичных цветов дает вторичный цвет, расположенный между ними
Цвета переходные - сине-зеленые, сине-фиолетовые и т.п.
Цвет простой - любой монохроматический цвет (например, зеленый), не разлагающийся при прохождении через призму
Цвета пурпурные - образуются при смешении красного цвета с фиолетовым
Цвета родственные / сближенные - цвета, расположенные рядом в спектре (например, желтый - желто-зеленый, желто-зеленый - зеленый)
Цвета сложные - таких цветов шесть: на цветовом круге они занимают промежуточное положение между составными цветами и находятся на одинаковом расстоянии друг от друга. Их получают путем смешивания трех составных цветов с рядом лежащими основными (из которых данный составной получился). Например, для получения сложных цветов оранжевых оттенков (красно- и желто-оранжевого) необходимо смешать сам оранжевый (составной) цвет (полученный смешением желтого и красного) с его 'родителями': желтым и красным основными цветами. Аналогично образуются и другие сложные цвета {например, зеленый (составной) с синим (основным), зеленый (составной) с желтым (основным) и др.}. При необходимости можно дополнительно осветлять или затемнять полученные цвета. Примером сложного цвета является также белый цвет, так как в нем собраны все цвета (состоит из смеси различных цветов света, состав которой можно определить пропусканием белого цвета через призму)
Цвета составные - цвета второго порядка (зеленый, оранжевый и фиолетовый) получают при попарном смешивании трех основных цветов (например, при смешивании желтого и синего цветов получается зеленый цвет, желтого и красного - оранжевый, а красного и синего - фиолетовый)
Цвет смешанный - объединение двух или большего числа цветов, причем в смешанном цвете нельзя увидеть отдельные его составляющие (в отличие от музыкального уха, которое может выделить любой из звуков аккорда). Лучи солнца, восковой или простой свечи освещают все тела одинаковым образом, поэтому солнечные лучи заключают в себе все цвета, хотя с виду они кажутся желтоватыми (белый свет не простой, а состоит из смеси всех простых цветов). Результатом смешивания двух смешанных цветов в некоторых случаях является белый цвет
Цвета 'теплые' - цвета со всеми оттенками желтого, оранжевого и красно-оранжевого, а также большинство оттенков красного и некоторые оттенки желто-зеленого
Цвета третичные (или промежуточные) - образуются при смешивании всех трех первичных цветов или только первичного и вторичного. При смешивании каждого первичного с каждым вторичным цветом получается круг из 12 цветов, в котором третичные цвета будут расположены между первичными и вторичными. Цветовой круг позволяет легко найти цвет, дополнительный к спектральным. При расположении вторичных цветов рядом, каждый из них способствует восприятию соседнего более ярко и контрастно. Например, если расположить рядом две поверхности, окрашенные соответственно в синий и оранжевый цвета, синий цвет будет казаться более насыщенным, а оранжевый - более ярким
Цвета 'холодные' - цвета с оттенками голубого, зеленого, синего, фиолетового (переходные типа сине-красного, сине-зеленого, сине-фиолетового и т.п.)
Цвета хроматические - цвета и их оттенки, различаемые в спектре (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой,синий и фиолетовый), т.е. все спектральные и природные цвета, кроме ахроматических. Все хроматические цвета и их оттенки делятся на теплые (оранжевые желтые и др.) и холодные (голубые, синие и др.).
В пределах каждого цвета могут существовать также теплые и холодные оттенки (например, теплый красный цвет становится холодным при смешивании его с синим). Они характеризуются насыщенностью, светлотой (или яркостью) и цветовым тоном. К ним не относятся белый, черный и все оттенки серого цвета. В случае максимального снижения насыщенности любого хроматического цвета тон оттенка становится неразличимым, и цвет переходит в ахроматический
Чистота цвета - доля чистого спектрального цвета в общей яркости данного цвета. Спектральные цвета - самые чистые {их чистота составляет (100%) или (1.0)}. В отличие от них, ахроматические цвета (не имеющие цветового тона) имеют наименьшую чистоту цвета, равную нулю
Примечание. В ряде источников термины 'насыщенность' и 'чистота' цвета рассматриваются как синонимы ОПТИКА и ФОТОГРАФИЯОптика - раздел физики, изучающий природу светового излучения, его распространение и взаимодействие с веществом. Оптика делится на (геометрическую / лучевую) и (физическую / волновую) Аберрации - искажения, возникающие при формировании изображения оптической системой (отклонение хода реального луча от идеального или иначе - ошибка или погрешность изображения в оптической системе). Они приводят к ухудшению качества изображения. На структуру и качество изображения в оптической системе влияют совместно действующие аберрации и дифракция. Главными аберрациями простой линзы являются монохроматические (астигматизм, дисторсия, коматическая и сферическая) и хроматическая аберрация (кривизна поля изображения и искажение (http://www.photoline.ru/theory/lens.htm#46). При преобладании дифракции оптические системы называются дифракционно-ограниченными (у них качество изображения пропорционально отношению апертуры к длине волны), а при преобладании аберрации системы называются геометрически ограниченными. Основные аберрации: ● внеосевые - астигматизм, дисторсия, кома и кривизна поля ● волновая - отклонение реального волнового фронта от идеального, измеренное вдоль луча в количестве длин волн ● кома / коматическая (ошибка несимметрии, сферическая аберрация для внеосевой точки) - вызывается разницей преломления между световыми лучами из точки, расположенной вне оптической оси, и проходящими через края объектива и главным световым лучом от той же точки, проходящим через центр объектива. Это приводит к различным поперечным увеличениям (изображение точечного источника приобретает вид 'хвоста кометы') (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cd/Lens_coma.png): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/coma.jpg)
Кома увеличивается по мере увеличения угла главного луча и ведет к снижению контрастности по краям изображения. Если при изготовлении системы допущена децентрирование одной из поверхностей, то кома искажает изображения и тех точек, которые расположены на оси оптической системы. Кома очень велика в параболических рефлекторах (является основным фактором, ограничивающим их поле зрения). В сложных оптических системах кому обычно исправляют подбором линз ● монохроматические - аберрации, которые не зависят от изменения длины волны (астигматизм, дисторсия, сферическая кома) ● поперечные - отклонения координат точки пересечения реального луча с плоскостью изображения от координат точки идеального изображения в направлении, перпендикулярном оптической оси. Поперечные аберрации могут быть в сагиттальной и в меридиональной плоскостях. У каждого луча пучка своя величина поперечной аберрации ● продольные - отклонения координат точек пересечения реальных лучей с главным лучом от координаты пересечения главного луча с плоскостью изображения, измеренные вдоль оптической оси ● сферическая (отверстная или симметричная ошибка) - зависит от формы линзы и ее относительного отверстия. Она проявляется в случае широких световых пучков лучей, далекиx от оптической оси, пересекающих ее не в фокусе. Вследствие этого изображение на экране, перпендикулярном оптической оси, будет иметь вид не точки, а кружка с ярким ядром и ослабевающим по яркости ореолом. Специальным подбором линз в оптической системе или при использовании оптических элементов с асферическими поверхностями (например, параболическими) можно почти полностью устранить такую аберрацию. Кроме того она минимальна, если отношение радиусов равно 1/6. Сферическая аберрация положительной линзы отрицательна, а отрицательной линзы - положительна. Сферическая аберрация характерна для сферических зеркал. Пример аберрации (http://fotoslov.ru/vocabulary/sfericheskaya-aberraciya.html): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/aber_sfer.jpg)
● сферохроматическая - явление различного разложения на составные части лучей, падающих на линзу и преломляющихся на различных высотах
● хроматическая - возникает вследствие различных показателей преломления материала линзы, т.е. зависит от длины волны света (λ) (это свойство прозрачных сред называется дисперсией). Вследствие этого фокусное расстояние линзы оказывается различным для света с разными длинами волн, что приводит к размытию изображения при использовании немонохроматического света (обычно проявляется в виде цветной каймы, окружающей переходы черно-белых участков изображения). Такая аберрация может проявиться лишь в оптических системах из преломляющих материалов (например, линз). Зеркалам такая аберрация не свойственна: они ахроматичны (http://bse.sci-lib.com/a_pictures/18/10/253427616.jpg)
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o01.jpg)
Существуют два не зависящих друг от друга вида хроматической аберрации:
- аберрация положения изображения (осевая или продольная) - положения
главных фокусов на оптической оси не совпадают для лучей разного
цвета (на экране, где формируется изображение, вместо одной светлой точки
наблюдается совокупность цветных кружков);
- аберрация увеличения(поперечная или хроматическая разность увеличения)-
при которой поперечные оптические увеличения изображений объекта,
формируемых лучами разной длины волны, могут оказаться неодинаковыми,
даже если их фокусы совпадают (но отличаются фокусные расстояния).
Из-за этого предметы конечных размеров дают изображения с цветной каймой.
Для исключения аберраций в современных оптических приборах применяются
не тонкие линзы, а сложные многолинзовые системы
● хроматическая остаточная (вторичный спектр) - проявляется если для двух лучей спектра хроматическая аберрация положения уничтожена
● хроматизм положения - аберрации, при которых положение плоскости изображения зависит от длины волны
● хроматизм увеличения - аберрации, при которых увеличение оптической системы зависит от длины волны
Абсорбция - поглощение света, т.е. потеря энергии световой волны (на нагревание вещества, фотолюминесценцию и на ионизацию) при прохождении ее через вещество
Автоколлиматор - оптический прибор, образующий параллельные пучки лучей и воспринимающий их обратно (см. Бегунов Б.Н. Геометрическая оптика. Изд. МГУ, 1966.- 195 с.):
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/avtocol.jpg)
Аккомодация - приспособление глаза к ясному видению предметов, находящихся на разных расстояниях (изменение фокусного расстояния глаза за счет изменения радиусов ривизны поверхности хрусталика)
Активность оптическая - способность рассматриваемой среды (кристаллов, растворов, паров вещества) вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через нее оптического излучения (плоскополяризованного света). Естественная оптическая активность проявляется в отсутствие какого-либо внешнего воздействия на вещество. Оптическая активность (М. Борн, 1915) предполагает: различие фазы световой волны в разных точках молекулы, взаимодействие электронов между собой, отсутствие центра и плоскости симметрии молекулы (учет этих условий приводит к разной реакции среды на лево- и правополяризованные волны и к круговому двойному лучепреломлению)
Активность оптическая наведенная (или искусственная) - оптическая активность, возникающая в магнитном поле
Акустооптика - раздел физики, в котором изучают взаимодействие электромагнитных волн со звуковыми и разрабатывают основы применения этих явлений в технике. Взаимодействие света со звуком широко используется в современной оптике, оптоэлектронике и лазерной технике для управления когерентным световым излучением. Акустооптические устройства позволяют управлять амплитудой, частотой, поляризацией, спектральным составом светового сигнала и направлением распространения светового луча
Алиасинг − возникновение муара и артефактов на изображении
Альбедо - величина, характеризующая отражательную/рассеивающую способность поверхности тела по отношению к падающему на нее излучению
Анализатор оптический - прибор для анализа характера поляризации света
Анаморфоз - умышленное искажение изображения предмета (используемое, например, при съемках широкоформатного видео)
Анастигмат - объектив, практически свободный от астигматизма, сферической и хроматической аберраций
Анизотропия поглощения (дихроизм, плеохроизм) - различное поглощение веществом света в зависимости от его поляризации. Она может быть круговой (эллиптической) или линейной. Так как поглощение зависит и от длины волны света, дихроичные вещества имеют разную окраску при наблюдениях по разным направлениям
Антиподы - вещества, характеризующиеся противоположными по знаку и одинаковыми по величине вращениями плоскости поляризации света при идентичности всех других физических и химических свойств (за исключением реакций с другими оптически активными веществами)
Апертура - апертура объектива связана с диаметром группы световых лучей, проходящих через объектив, и определяет яркость изображения объекта, формируемого в фокальной плоскости. Свет, проходящий через апертуру, испытывает дифракцию. Иначе - апертура это диаметр действующего отверстия, определяющего ширину светового пучка (размера пучка лучей) в оптической системе (см. объектив) [в фотографии показателем апертуры является диафрагменное число] (по http://aco.ifmo.ru/el_books/basics_optics/glava-7/glava-7-2.html). Передняя (задняя) апертура определяет размер входного (выходного) зрачка:
● входная - характеристика способности оптической системы собирать свет от объекта наблюдения. Для удаленных объектов (создаваемых, например, телескопом) входная апертура - линейная (это диаметр светового пучка на входе в оптическую системы), а для близких объектов (создаваемых, например, микроскопом) - она измеряется в угловом виде (как угол светового пучка, исходящего из точек предмета наблюдения и попадающего в оптическую систему).
Входная апертура объектива равна произведению его фокусного расстояния на относительное отверстие (или частному от деления фокусного расстояния на диафрагментное число) ● выходная - характеристика способности оптической системы собирать свет на изображении. Для удаленных изображений (создаваемых лупами, телескопами и др.) выходная апертура - диаметр светового пучка в зоне выходного зрачка, а для близких изображений (например, образуемых фотообъективом) апертура характеризуется углом сходимости световых лучей ● объектива − диаметр светового пучка на входе в объектив и целиком проходящего через его апертурную диафрагму (эта величина определяет также дифракционный предел разрешения объектива ● оптическая / эффективная − диаметр параллельного пучка лучей света в момент попадания на поверхность передней линзы объектива. В зависимости от типа оптической системы этот показатель может быть линейным или угловым размером. Она отличается от истинной тем, что зависит не от фактического диаметра объектива, а от диаметра группы световых лучей, проходящих через объектив (если в объектив входит пучок параллельных лучей и группа этих лучей проходит через отверстие диафрагмы, диаметр этой группы лучей на момент пересечения поверхности передней линзы равен эффективной апертуре объектива) - (http://photoconcept.ru/glossary-125.html) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/apertur.jpg)
● угловая − угол между точкой предмета на оптической оси и диаметром входного зрачка (или угол между изображающей точкой на оптической оси и диаметром выходного зрачка)
● числовая (NA) − величина, используемая для выражения разрешающей способности или яркости оптической системы объектива {произведение (синуса апертурного угла) / (размера зрачка) на показатель преломления}. Она обычно указывается для микроскопов, где в бОльшей степени служит для выражения разрешения, а не яркости. Чем больше диаметр объектива или его числовая апертура, тем четче разрешение. Для примера: величина NA равна половине величины, обратной к числу F
{при (F=1.4) NA = 0.357} Апланат - фотографический объектив, состоящий из двух ахроматических линз, симметрично расположенных относительно диафрагмы, в котором предусмотрена только геометрическая правильность изображения (исправлены коматическая и сферическая аберрации) Апланатизм - явление, при котором полностью отсутствуют монохроматические аберрации осевого пучка Аподизация - воздействие на оптическую систему, приводящее к распределению интенсивности в дифракционном изображении светящейся точки (свободная от аберраций оптическая система дает изображение точки в виде ряда концентрических светлых и темных колец). Создавая с помощью фильтра соответствующее распределение амплитуд и фаз искусственно ослабляют волну на периферийных участках дифракционного изображения, устраняя необходимые (ближайшие к центру) одно-два светлых кольца Апохромат − объектив, у которого исправлены хроматическая аберрация положения для трех и более цветов (например: для фиолетового, зеленого и красного), сферическая аберрация и уменьшен вторичный спектр Артефакты − искажения, вносимые в изображение фотокамерой Астигматизм - аберрация оптической системы, при которой изображение точечного источника света представляет собой эллипс (вырождающийся в два взаимно перпендикулярных отрезка прямой линии, не лежащие в одной плоскости). Астигматизм глаз связан с нарушением формы хрусталика (роговицы или глазного яблока), в результате чего человек теряет способность к четкому видению. Астигматизм вызывает уменьшение резкости изображения точек, лежащих в стороне от оси линзы, и приводит к кривизне поля изображения (http://photoconcept.ru/glossary-215.html) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/astigm.jpg)
Мера астигматизма (астигматизм продольный) - расстояние между точками Р1 и Р2 Ахромат - объектив, у которого хроматическая аберрация полностью устранена для двух длин волн света, а для остальных значительно уменьшена Ахроматизация - процес исправления хроматической аберрации Базис - расстояние между двумя центрами проекции, определяющее величину параллакса. Для устройств типа дальномеров стремятся максимально возможно увеличить базис (для повышения чувствительности), а в ряде других - уменьшить его Базис глаз[ной] - расстояние между осями глаз (в среднем оно равно 58-73 мм) Баланс белого − регулирование оттенка белого цвета в изображении. При разных источниках света белый цвет в кадре может иметь различные оттенки Бинокль - бинокулярный оптический прибор для наблюдения удаленных предметов двумя глазами Бленда - приспособление, насаживаемое на объектив фото[кино]аппарата для устранение паразитной засветки, исключения появления бликов света и для предохранения передней линзы объектива (или фильтра) от брызг во время дождя или снегопада Блеск - освещенность (люкс), создаваемая точечным источниом в плоскости зрачка наблюдателя. Иначе - свойство поверхности, отражающей свет (обусловлен зеркальным отражением света). Количественно блеск определяется соотношением между интенсивностями диффузно и зеркально отраженного света (иногда для характеристики блеска добавляют качественные признаки: металлический, стеклянный и др.) Блик − яркое световое пятно на темном фоне. Обычно возникает на полированных и зеркальных поверхностях. В фотообъективах блик может образоваться при фотографировании против света. Накладываясь на изображение блики ухудшают качество фотографии Вектор оптический лучевой - вектор направляющих косинусов угла, показывающий направление распространения волнового фронта. Длина оптического лучевого вектора равна показателю преломления среды Вектор световой - вектор напряженности электрического поля 'Е' электромагнитной волны света Величина двойного лучепреломления - разность показателей преломления для обыкновенного и необыкновенного лучей Величина удлинения − величина движения объектива, необходимая для фокусировки объекта на ограниченном расстоянии от положения 'бесконечность' фокуса (для объективов, в которых вся оптическая система перемещается взад-вперед при фокусировке) Вершина преломляющей/отражающей поверхности - точка пересечения преломляющей/отражающей поверхности с оптической осью Вершина (фокус, центр) светового пучка - может быть действительным (в случае реального существования оптического излучения внутри пучка) или мнимым (в случае формального геометрического образа, полученного в результате экстраполяции направления распространения света). Световой пучок имеет только одну вершину (фокус или центр) Вещество оптически активное - среда, обладающие естественной оптической активностью. Оптически активные вещества способны вращать плоскость поляризации в отсутствие внешних воздействий. Обычно это кварцевые пластинки, выпиленные из монокристаллов особым образом, скипидар и др. Величина угла вращения плоскости поляризации зависит от длины волны, т.е. проявляется дисперсия вращательной способности. В зависимости от направления вращения плоскости поляризации оптически активные вещества подразделяются на лево- (против часовой стрелки) и правовращающие (по часовой стрелке). Оптически активные вещества подразделяются на 2 типа. К первому типу относятся вещества, оптически активные в любом агрегатном состоянии (сахарА, камфора, винная кислота)- оптическая активность которых обусловлена асимметричным строением их молекул K второму типу относятся активные только в кристаллической фазе (кварц, киноварь) - их оптическая активность обусловлена специ- фической ориентацией ионов в элементарных ячейках кристалла (асим- метрией поля сил, связывающих частицы в кристаллической решетке). Кристаллы оптически активных веществ всегда существуют в двух формах - правой и левой (при этом решетка правого кристалла зеркально-симметрична решетке левого и пространственно с нею не может быть совмещена)Видность - отношение мощности светового потока, порождающей зрительное ощущение, к полной мощности светового излучения Виньетирование: - дополнительное ограничение или срезание пучков света внеосевого пучка, вызванное любыми оправами/диафрагмами (кроме апертурной диафрагмы) - явление частичного ограничения (затемнения) наклонных пучков света оправой или диафрагмами оптической системы (в результате яркость изображения к краям поля зрения системы снижается) Различают геометрическое и аберрационное виньетирование Волна: ● поперечная - волна, в которой направление колебаний и перпендикулярное ему направление не равноправны (http://bourabai.kz/physics/img/6-11-300.gif) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o02.jpg)
Пример поперечной волны в резиновом жгуте (частицы колеблются вдоль оси 'γ'; поворот щели 'S' вызовет затухание волны). Асимметрия относительно луча отличает поперечную волну от продольной ● плоская - волна, у которой волновые повеpхности пpедставляют собой паpаллельные дpуг дpугу плоскости, пеpпендикуляpные фазовой скоpости волны. Следовательно, лучи плоской волны - это паpаллельные пpямые. Векторы E→ и H→ плоской гармонической электромагнитной волны могут быть изображены диаграммой (http://dvoica.ru/education/Shizika/TUSHEV2/ris/r16.2-1.gif): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o03.jpg)
● световая - поперечная электромагнитная волна, которая видима глазом. Поляризация вектора Е может быть правой (вектор вращается по часовой стрелке по отношению к направлению, противоположному направлению луча) или левой - в противном случае
Вращение оптическое - угол вращения (в градусах) плоскополяризованного света, проходящего через оптически активный кристалл
Вращение плоскости поляризации - поворот плоскости поляризации линейно поляризованного света при его прохождении через прозрачное вещество
Вращение удельное - коэффициент пропорциональности, характеризующий зависимость угла вращения от природы вещества (зависимость угла вращения от толщины слоя вещества - линейна)
Вуаль − оптическая плотность фотографического изображения в тех местах, где не действовал свет. Плотность вуали должна быть меньше, чем плотность изображения в самых светлых его деталях. Изображение с большой вуалью называется завуалированным
Выдержка − отрезок времени, за который свет попадает на матрицу или пленку. Она зависит от освещенности объекта съемки, чувствительности матрицы (пленки) и установленной диафрагмы. Измеряется в секундах (1, 2, 4 сек и т.д.) или ее долях в виде дроби (1/30, 1/60, 1/125, 1/500, 1/1000 сек и т.д.). Чем больше знаменатель, тем короче выдержка и наоборот
Вынос выходного зрачка (http://www.astroscope.su/kak_vybrat_okulyar/9528.htm) - расстояние от линзы окуляра до глаза, при котором видно все поле зрения окуляра. Оптимальный вынос зрачка - порядка (17 мм):
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/wynos.jpg)
Высвечивание - процесс генерации света энергетически возбужденными молекулами. Оно может происходить как во время возбуждения молекул вещества (флуоресценция), так и спустя некоторое время после возбуждения (фосфоросценция)
Выход энергетический - отношение энергии излучаемого светового потока к энергии поглощаемого светового потока
Глаз - хрусталик, прозрачная двояковыпуклая линза с коэффициентом преломления М = 1.386. Чувствительность глаза составляет около 3*10-13 Вт/м2. Он обладает следующими свойствами:
- аккомодацией - способностью приспосабливаться к ясному видению предметов, находящихся на разных расстояниях от глаза - адаптацией (световой и темновой) - способностью приспосабливаться к изменению яркости предметов - конвергенцией - схождению зрительных осей двух глаз на наблюдаемом предмете Глубина пространства - измеренное вдоль оптической оси расстояние между точками пространства предметов, определяющим границы его резкого изображения оптической системой в данной плоскости. Различают глубину в пространстве предметов (глубина изображаемого пространства) и глубину в пространстве изображений (глубина резкости) Глубина резкости (глубина изображаемого пространства) - наибольшее расстояние вдоль оптической оси между точками, резко изображаемыми оптической системой (по http://photolenses.ru/глубина-резкости-2/): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/rezkost.jpg)
Глубина резкости большая при закрытой диафрагме (при больших численных значениях), на маленьких фокусных расстояниях или при съемке удаленных объектов, а малая - при открытой диафрагме, на больших фокусных расстояниях или при съемке близко расположенных объектов. Следует отметить, что передняя глубина резкости (сравнительно резкий промежуток расстояний перед объектом в фокусе) меньше задней глубины резкости (за объектом). Глубина резкости объектива зависит также от расстояния до объекта (чем дальше объект, тем больше глубина резкости), поэтому возможно положение объекта, при котором дальний предел глубины резкости становится равным бесконечности. Кроме того, глубина резкости не зависит от фокусного расстояния объектива Глубина фокуса − область перед и сзади фокальной плоскости, в которой изображение может быть зафиксировано как резкое. Глубина фокуса одинакова по обе стороны фокальной плоскости (плоскости пленки), не зависит от фокусного расстояния объектива и равна произведению минимального кружка рассеяния на число F (http://www.ostava.ru/vcd-/ncd-1-30-145-1/Text_list.html): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/deep_focus.jpg)
Голограмма - интерференционная картина, возникающая в результате наложения предметной и опорной волн и зафиксированная в фотоматериале (пример с разбитым на кусочки зеркалом)
Гороптер - геометрическое место точек пространства, которые различаются одиночными
Грани призмы преломляющие - грани, через которые проходит световой луч
Давление световое - давление, производимое светом на отражающие и поглощающие тела, частицы или отдельные атомы и молекулы (опыты Максвелла, Лебедева)
Действие излучения световое - обусловлено электрической, а не магнитной составляющей электромагнитной волны
Денситометр − прибор, используемый для измерения оптической плотности участка негатива или фотографии
Деполяризация света - явление уменьшения степени поляризации света в результате его взаимодействия со средой. Оно наблюдается обычно при переходе света из жидкости в стекло или при рассеянии света в мутной среде (или на матовой поверхности). При молекулярном рассеянии поляризованного света деполяризация зависит от анизотропии молекул вещества. Деполяризация - одно из проявлений магнитооптических явлений
Примечание. При взаимодействии света с веществом (прохождении, отражении, преломлении, поглощении) свет может поляризоваться, деполяризоваться и не менять степень поляризации Дефокусировка - разновидность аберраций, когда все лучи на выходе оптической системы пересекаются в одной точке, не являющейся точкой идеального изображения (т.е. происходит продольное смещение плоскости изображения) Диаметр действующего отверстия - диаметр входного зрачка оптического прибора. Например, если на оправе объектива указано относительное отверстие '1:4', это означает, что диаметр действующего отверстия в 4 раза меньше значения фокусного расстояния Диаметр отверстия характеризуется диафрагменным числом, в значениях которого градуируются шкалы диафрагм. Ряд численных значений этого числа выбран таким образом, что он образует геометрическую прогрессию со знаменателем 1.4 (т.е. корень квадратный из 2, например, 1.4; 2; 2.8; 4; 5.6 и т.д.). При изменении числа на одну ступень количество света, проходящего через отверстие диафрагмы, изменяется в 2 раза. Значение диафрагмы (4) означает, что фокусное расстояние относится к диаметру отверстия диафрагмы как '1:4' (для простоты единицу в числителе опускают). Диафрагмирование объектива (т.е. уменьшение относительного отверстия 'a/F') приводит к увели- чению глубины резкостиДиаметр призмы световой - наибольшая ширина пучка параллельных лучей, проходящего через развертку призмы (следовательно, и через саму призму) Диапазон диафрагмирования − диапазон возможных для данного объектива ряда диафрагменных чисел. Наименьшее число соответствует минимальному относительному отверстию диафрагмы (например: 2.8 - 22) Диапазон плотностей − показывает диапазон оттенков в оригинале, которые может различить сканер (от абсолютно прозрачного до полностью непрозрачного). Диапазон плотностей измеряется по логарифмической шкале от (0.0) до (4.0). Например, если сканер имеет диапазон плотностей (3.0), а сканируемый слайд обладает максимальной плотностью (3.3), то детали цветов плотностью свыше (3.0) скорее всего окажутся черными. Способность матрицы (пленки) передавать множество цветов реальной сцены обычно называется динамическим диапазоном Диапазон фокусировки − диапазон, в пределах которого объектив способен фокусировать изображение выбранного объекта (например, от (1.2 м) до бесконечности) Диафрагма - устройство, позволяющее изменять количество света, попавшего на светочувствительный элемент путем изменения диаметра отверстия, через которое свет попадает на пленку или матрицу фотоаппарата (т.е. можно изменять светосилу и устанавливать необходимую глубину резкости: с помощью диафрагмы изменяется (уменьшается) только освещенность изображения (размер изображения диафрагмой не изменяется). Она ограничивает размер осевого пучка (идущего из осевой точки предмета). Увеличением диафрагмы можно добиться уменьшением диаметра входного зрачка или увеличением фокусного расстояния (в случае зум-объектива это можно сделать, просто отрегулировав объектив). Диафрагма может быть как самостоятельным элементом оптической системы, так и ее роль могут выполнять край или оправа линзы ● апертурная / действующая - диафрагма, изображение которой видно под наименьшим углом из осевой точки предмета. Апертурная диафрагма выступает ВЫХОДНЫМ зрачком, если она находится в пространстве изображений, и ВХОДНЫМ зрачком, если она находится в пространстве предметов. Если предмет находится в бесконечности, при апертурной диафрагме изображение имеет наименьшие линейные размеры. Дополнительно - см. 'Зрачок входной' Примечание. Апертурная диафрагма, входной и выходной зрачки сопряжены ● оптическая (или эффективная) − отличается от реальной диафрагмы объектива зависимостью от диаметра группы световых лучей, проходящих через объектив, а не от фактического диаметра объектива ● полевая / поля зрения - отверстие, управляющее полем зрения (ограничивающая размеры поля). Она располагается на поверхности (предмета / изображения) или в плоскости промежуточного изображения (http://aco.ifmo.ru/el_books/basics_optics/glava-7/glava-7-2.html): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/polev.jpg)
Примечание. Люки/окна (входные / выходные) - изображения полевой диафрагмы через соответствующие части оптической системы Дисперсия - определяет угловое (или линейное) расстояние между двумя спектральными линиями, отличающимися по длине волны на один ангстрем: ● аномальная - дисперсия, при которой показатель преломления 'n' уменьшается с ростом частоты 'ν' (при уменьшении длины волны света). Она наблюдается в областях частот, соответствующих спектральным полосам интенсивного поглощения света в данной среде. Области аномальной дисперсии существуют у всех без исключения веществ (не обязательно, чтобы эти области находились в видимой части спектра) ● волноводная - возникает, когда разные частоты электромагнитного спектра имеют разные фазовые скорости из-за влияния геометрии оптического волновода ● вращательная / (оптического вращения) - зависимость угла поворота плоскости поляризации света в веществе от его частоты (длины волны). Характер вращательной дисперсии зависит от свойств и строения вещества, а также от физического процесса, создающего вращение. Все вещества, вращающие плоскость поляризации, обладают вращательной дисперсией ● линейная - характеризует расстояние, на которое разведены пучки разных длин волн по фокальной поверхности. Она пропорциональна угловой дисперсии и фокусному расстоянию объектива, определяя размеры спектра: чем больше дисперсия, тем сильнее растянут спектр. Линейная дисперсия определяет реальную разрешающую способность прибора, характеризуя прибор в целом ● материала − возникает, когда разные частоты электромагнитного спектра имеют разные фазовые скорости из-за свойств материала волновода ● необычная − разница в показателе преломления между двумя различными длинами волн (в диапазоне от 400 до 700 мм), т.е. в диапазоне от пурпурного до красного цветов ● нормальная - дисперсия, при которой показатель преломления 'n' увеличивается с ростом частоты 'ν' (с увеличением длины волны света). При этом для оптически прозрачных сред красный свет имеет минимальный показатель преломления (максимальную скорость распространения), а фиолетовый - максимальный показатель преломления (минимальную скорость распространения). Она наблюдается у веществ, прозрачных для света (например, при использовании обычного стекла). Пример нормальной дисперсии - разделение цветов призмой ● пространственная - зависимость тензора диэлектрческой проницаемости среды от волнового вектора (такая зависимость вызывает ряд явлений, называемых эффектами пространственной поляризации) ● света - разложение света в спектр при преломлении, дифракции или интерференции (иначе - не линейная и не монотонная зависимость абсолютного показателя преломления вещества от длины волны света). При этом преломленный свет сохраняет ту же частоту колебаний, что и падающий, но изменяет скорость своего распространения (v), показатель преломления (n) и длину волны (λ). Вследствие дисперсии узкий пучок белого света, проходя сквозь призму из стекла (или другого прозрачного вещества), образует на экране за призмой радужную полоску, называемую дисперсионным спектром ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/dispers.jpg)
Например, если на водную поверхность падает луч белого света под углом 80о, то углы преломления для разных цветов спектра будут различны: 47о46' для красного цвета и 47o19' - для синего. Дисперсия проявляется вследствие различия показателей преломления для волн разной длины. Пример дисперсии света - образование радуги (преломление лучей света сферическими капельками воды). Дисперсия может быть нормальной или аномальной, а в зависимости от направлений групповой и фазовой скоростей волн положительной (если групповая и фазовая скорости волн совпадают по направлению распространения) или отрицательной - в случае противоположных направлений (отрицательной аномальной дисперсии не существует). В случае равенства групповой и фазовой скоростей волн дисперсия не проявляется. Среда не обладает дисперсией (например, при распространении звуковых волн в воздухе) Примечания: 1. Дифракционный и призматический спектры различны. Дифракционный (нормальный) спектр равномерный во всех областях {располагается в порядке возрастания длин волн (от фиолетового к красному цветам)}, а призматический сжат в красной области цветов и растянут в фиолетовой 2. Дополнительно - см. 'Призма', 'Отражение света полное' 3. Мера дисперсии света (в прозрачных средах) - безразмерное число Аббе, которое тем меньше, тем больше дисперсия и чем сильнее хроматическая аберрация среды ● угловая - обратно пропорциональна периоду решетки (т.е. чем выше порядок спектра, тем больше дисперсия). Она характеризует величину угла, на который разойдутся лучи с заданной разностью длин волн (она определяется только диспергирующим элементом). В условиях наименьшего отклонения луча призмой угловая дисперсия зависит от преломляющего угла призмы, показателя преломления 'n' и дисперсии материала призмы. Угловую дисперсию прибора (спектрографа, монохроматора и др.) можно увеличить, используя вместо одной две или более призм (но при этом увеличивается количество рассеянного света внутри прибора) или увеличив число проходов действующих пучков через призму ● цветовая / парциальная - явление, наблюдаемое в случае, если оптические свойства среды зависят от длины волны света, проходящего через эту среду Дисторсия - погрешность изображения в оптических системах, при которой нарушается геометрическое подобие между объектом и его изображением вследствие различного линейного увеличения разных частей изображения (т.е. изменение масштаба изображения с удалением от центра поля к его краям приводит к искривлению прямых линий). В симметричном объективе (состоящем из двух одинаковых компонентов с диафрагмой между ними) дисторсия отсутствует. Степень дисторсии зависит от положения диафрагмы. Если диафрагма расположена перед линзой со стороны предметного пространства, изображение приобретает отрицательное (бочкообразное) искажение, а при расположении диафрагмы позади линзы возникает положительное (подушкообразное) искажение. Диафрагмирование не уменьшает дисторсии Примечание. Дисторсия не нарушает резкости изображения. В хороших объективах (особенно при аэрофотосъемке) дисторсия не превышает 0.01% (дисторсия любительских объективов находится в пределах 3-4 %). В симметричных фотообъективах и зрительных трубах дисторсия может практически отсутствовать (http://bse.sci-lib.com/a_pictures/18/10/231824821.jpg) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/distors.jpg)
Отметим, что изображение, подобное объекту, у которого отсутствует искривление прямых линий, называется ортоскопическим (оно получается при использовании объективов, у которых устранена дисторсия) Дисторсия абсолютная - оптическая дисторсия Дисторсия бочкообразная / отрицательная - дисторсия, при которой величина действительного изображения меньше теоретического Дисторсия остаточная - истинная / фотограмметрическая дисторсия Дисторсия подушкообразная / положительная - дисторсия, при которой величина действительного изображения больше теоретического (обычно одна часть изображения бочкообразная, а другая - подушкобразная) Дифракционная решетка - оптический прибор, состоящий из большого числа узких прозрачных щелей, расположенных на малых равных расстояниях друг от друга и разделенных непрозрачными промежутками. Она предназначена для анализа спектрального состава оптического излучения (параллельного пучка исследуемого света, обычно формируемого с помощью коллиматора). Наблюдение ведется в фокальной плоскости линзы, установленной за решеткой. Вследствие интерференции интенсивность света, прошедшего через дифракционную решетку, различна в различных направлениях (в выделенных направлениях световые волны от различных щелей решетки складываются в фазе, многократно усиливая друг друга). При освещении решетки монохроматическим светом на ее выходе наблюдаются узкие лучи с большой интенсивностью. Дифракционные решетки делятся на 2 группы: отражающие и пропускающие свет (принцип их действия одинаков) Дифракция света - отклонение световых волн от прямолинейного распространения при прохождении света мимо края непрозрачного отверстия. Дифракция света связана с интерференцией фотонов с 'электронным газом' на границе среда-вещество. Явление дифракции не проявляется при распространении света в вакууме. Дифракция - это интерференция вторичных волн. Различают дифракцию в параллельных лучах (дифракцию Фраунгофера) и дифракцию Френеля. Френель первым открыл это явление, проведя опыт: при освещении шара в центре тени от шара было получено светлое пятно (http://fizika.ayp.ru/sites/default/files/fizika/images/6/3-10-3.gif)Дифракция света на ультразвуке - явление отклонения от закона прямолинейного распространения света в среде в присутствии ультразвуковых волн, которые наводят в среде фазовую дифракционную решетку (зоны с периодическим изменением показателя преломления. Взаимодействие падающего светового пучка с этой решеткой приводит к появлению, помимо основного прошедшего пучка, отклоненных (дифрагированных) световых пучков (рис. см - http://dic.academic.ru/pictures/enc_physics/3037-4.jpg) Дифракция Фраунгофера - разновидность дифракции, когда дифракционная картина наблюдается на значительном расстоянии от отверстия или преграды. Такая дифракция широко используется на практике, например, в оптических устройствах с использованием дифракционных решеток Дихроизм - явление различного поглощения веществом света в зависимости от его поляризации. Частные виды дихроизма: - круговой / циркулярный (поглощение веществом света с различными направлениями круговой поляризации) - линейный (поглощение веществом света с взаимно перпендикулярными направлениями линейной поляризации или иначе - избирательное поглощение одного из преломленных лучей при двойном лучепреломлении) - эллиптический (поглощение веществом света с правой и левой эллиптической поляризацией) Длина световой волны - (λ) зависит от скорости распространения волны в среде (с) и связана с нею и частотой (v) соотношением: λ = с / n*v где n - показатель преломления среды (в общем случае показатель преломления среды является функцией длины волны). Зависимость показателя преломления от длины волны проявляется в виде явления дисперсии света Длина пути оптическая - равна произведению показателя преломления однородной среды (n) на геометрическую длину пути (l), пройденного светом: L = n*l. Она соответствует расстоянию, на которое свет распространился бы в вакууме за время его прохождения между двумя рассматриваемыми точками Длина отрезка приведенная - см. 'Исчисление диоптрийное' Законы: ● Закон Био Ж.Б. (1815): при данной длине волны и при постоянной температуре угол вращения пропорционален длине пути, проходимого светом в оптически активном веществе (в случае растворов - и его концентрации) или иначе - выражает пропорциональность числу оптически активных молекул на пути светового луча ● Бугера (1729) - Ламберта (1760) - Бера (1852): интенсивность света в поглощающем веществе убывает экспоненциально ● геометрической оптики (эмпирические): - прямолинейного распространения света - независимого распространения лучей - отражения света - преломления света (закон Снеллиуса) - обратимости светового луча ● дисперсии - показывает зависимость показателя преломления определенной среды 'n' (например, стекла призмы) от частоты (или длины волны) падающего света (также характеризует количественные соотношения, связывающие частоту и волновое число) ● косинусов (Ламберта): плоская поверхность, имеющая одинаковую яркость по всем направлениям, излучает свет, сила которого изменяется по закону косинуса ● независимого распространения лучей: если через точку пространства проходит несколько лучей, каждый из них ведет себя так, как если бы других лучей не существовало ● обратимости: траектория и длина хода лучей не зависят от направления распространения света ● обратных квадратов: освещенность, создаваемая точечным источником, обратно пропорциональна расстоянию от источника до поверхности и прямо пропорционально косинусу угла, между направлением светового потока и нормалью к освещаемой поверхности. Освещенность поверхности при наличии нескольких источников света равна сумме освещенностей, создаваемых каждым из этих источников в отдельности ● отражения: падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром, восстановленным в точке падения луча, при этом угол падения равен углу отражения ● преломления (В.Снеллиус, 1621) - связывают углы падения и преломления: а) луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред в точке излома луча всегда лежат в одной плоскости (качественная характеристика); б) отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред, не зависящая от угла падения луча (количественная характеристика) или иначе - произведение показателя преломления на синус угла между лучом и нормалью сохраняет свое значение при переходе в следующую среду. Оба утверждения могут быть объединены: sin α/sin γ = n ● прямолинейного распространения: в однородной среде свет распространяется прямолинейно ● смещения (В. Вин, 1893): длина волны, соответствующая максимальной излучательной способности, обратно пропорциональна абсолютной температуре ● фотохимии: o первый (Ф.Гротгус, Д. Дрейпер; 1818): на вещество химически действуют только те лучи, которые поглощаются этим веществом (т.е. которые могут произвести химические изменения). Это необходимое, но не достаточное условие для того, чтобы протекала фотохимическая реакция, так как многие химические системы поглощают световую энергию без проявления фотохимических изменений) o второй (Й.Штарк - А.Эйнштейн, 1919: закон фотохимического эквивалента): каждый поглощенный квант энергии вызывает химическое превращение только одной молекулы данного вещества; опыты же показали, что один поглощенный квант энергии может вызывать фотохимические превращение как меньше, так и гораздо больше, чем одной молекулы (квантовый выход) o третий (Р.Бунзен - Г.Роско, 1859: закон взаимозаместимости): концентрация продуктов фотохимической реакции пропорциональна общему количеству энергии излучения, поглощенного светочувствительным веществом (равного произведению интенсивности излучения на время его действия, т.е. увеличение времени и увеличение мощности излучения взаимозаместимы); например, если интенсивность света увеличить в 2 раза, а время освещения уменьшить в 2 раза, то фотохимические превращения будут одинаковы Примечания: 1. К законам фотохимии можно отнести закон Я.Вант-Гоффа: количество вещества, вступившего в химическую реакцию, пропорционально поглощенной энергии и закон П.Бугера - Б.Ламберта - А.Бера (1852): доля поглощенного излучения пропорциональна числу молекул на пути светового потока {иначе - показатель (спектр) поглощения вещества определяется свойствами и концентрацией вещества и в общем случае зависит от длины волны (λ) поглощаемого света}; растворы одного и того же окрашенного вещества при одинаковых концентрациях этого вещества и одинаковой толщине слоя поглощают одно и то же количество световой энергии 2. Первый закон фотохимии устанавливает качественную сторону фотохимических превращений, а второй и третий - количественные взаимосвязи между поглощенной веществом энергией и его химическими превращениями. ● фотоэффекта: 1) при фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырывающихся из катода за единицу времени, пропорционально интенсивности падающего света: Iнас. = f(I), где I - интенсивность 2) максимальное значение скорости фотоэлектронов зависит только от частоты излучения и не зависит от интенсивности света 3) для каждого вещества существует 'красная' граница фотоэффекта (наименьшая частота света или наибольшая длина волны), при которой еще возможен внешний фотоэффект) Засветка коматическая − размытость по краям изображения при коме Затенение − явление, при котором свет, входящий в объектив, частично блокируется различными помехами (например, концом светозащитной бленды объектива или рамкой фильтра). Это приводит к потемнению углов изображения либо происходит общее посветление изображения) Зеркало - тело, обладающее полированной поверхностью, отражающее световые лучи и способное образовать оптическое изображение. У плоского зеркала поверхность имеет форму плоскости и обладает свойством отражать падающие на нее лучи. Особенности построения изображений, создаваемых зеркалами: 1) результирующее изображение прямое и мнимое 2) размеры отраженного предмета равны размеру изображения 3) расстояние, на котором находится изображение за зеркалом, равно расстоянию, на котором находится предмет перед зеркалом. Для построения изображения предмета в плоском зеркале достаточно построить изображение его крайних точек, лежащих на одной прямой (http://geomoptics.narod.ru/Zerkalo/model1.gif) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/fl-mir.jpg)
Ход лучей при отражении от плоского зеркала. Точка S' является мнимым отображением точки S Примечания: 1. Ось зеркала оптическая главная - нормаль к сферической зеркальной поверхности, проведенная через полюс зеркала 2. Оси зеркала оптические побочные - нормали к другим точкам сферического зеркала 3. Полюс зеркала ('Р') - средняя точка сферического зеркала 4. Центр зеркала оптический ('F') - центр сферической поверхности зеркала 5. Формула сферического зеркала: D = 1/F 6. Фокусное расстояние сферического вогнутого зеркала равно половине его радиуса кривизны 7. Изогнутые зеркала могут формировать изображения с увеличением как больше, так и меньше единицы (увеличение может быть отрицательным, указывая на то, что изображение инвертировано). Вертикальное изображение, образованное отражением в зеркале, всегда виртуально, в то время как перевернутое изображение реально и может проецироваться на экран. Изображения, сформированные в результате отражения в двух (или любом четном количестве) зеркал, не инвертируются по четности. 8. В случае рассеивающих линз приходящие параллельные лучи расходятся после прохождения через линзу таким образом, что кажется, что они исходят из точки на расстоянии одного фокусного расстояния перед линзой (это передняя фокусная точка линзы). 9. Дополнительно - см. 'Построение изображений' Зеркало полупрозрачное (пластинка светоделительная) - зеркало, изготовленное нанесением на стекло просвечивающих металлических пленок (т.е. они частично пропускают свет). В зависимости от толщины металлической пленки отношение коэффициента пропускания к коэффициенту отражения могут варьироваться в больших пределах. Полупрозрачные линзы и зеркала широко применяются в дальномерах и аппаратах для 3-цветной съемки Зрачок входной − параксиальное изображение апертурной диафрагмы в пространстве предметов, сформированное предшествующей частью оптической системы в обратном ходе лучей. Входной зрачок имеет такую же форму, как фактическая диафрагма, а его размеры прямо пропорциональны размеру диафрагмы. Если апертурная диафрагма находится в пространстве предметов, то входным зрачком является сама апертурная диафрагма (http://images.myshared.ru/5/474809/slide_19.jpg) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/pupil.jpg)
Зрачок выходной − параксиальное изображение апертурной диафрагмы в пространстве изображений, сформированное последующей частью оптической системы в прямом ходе лучей. Если апертурная диафрагма находится в пространстве изображений, то выходным зрачком является сама апертурная диафрагма. Выходной зрачок имеет такую же форму, как фактическая диафрагма, а его размеры прямо пропорциональны размеру диафрагмы
Зрение бинокулярное - зрение двумя глазами. Поле зрения бинокулярное - поле зрения, видимое одновременно обоими глазами (обычно оно составляет примерно 120o)
Зум[−объектив] − фотообъектив с переменным фокусным расстоянием (позволяющий в определенных пределах плавно его изменять, как бы приближая или удаляя объект съемки). Для зум-объективов приводится диапазон светосилы. Реально такой объектив заменяет одновременно несколько объективов. Зум-объективы с постоянной светосилой одни из лучших и дорогих
Излучатель полный - устройство, обладающее свойствами абсолютно черного тела
Излучение изотропное / равномерное - излучение, при котором в одинаковые телесные углы излучается одинаковая мощность
Излучение монохроматическое - излучение, волны которого являются гармоническими и имеют одинаковую частоту (длину волны)
Излучение оптическое - электромагнитное излучение, длины волн которого лежат в диапазонах инфракрасного, видимого и ультрафиолетового спектра
Излучение спонтанное - испускание света атомами при их самопроизвольном переходе с возбужденных уровней на более низкие энергетические уровни. Спонтанное излучение некогерентно
Изображение:
● астигматическое - изображения, при получении которых не выполняется условие передачи каждой точки объекта одной точкой изображения ● действительное [1/f > 0] - оптическое изображение, полученное пересечением лучей, идущих от объекта (создается в случае, когда после всех отражений и преломлений лучи, вышедшие из одной точки предмета, собираются в одну точку). Такое изображение нельзя видеть непосредственно, но можно увидеть его проекцию, поставив рассеивающий экран. Действительное изображение создается такими оптическими приборами, как объектив (фотоаппарата или проектора) или одной положительной линзой ● контрастное − изображение с резко меняющейся плотностью ● мнимое [1/f < 0] - оптическое изображение, полученное пересечением продолжений лучей, идущих от объекта, в сторону, противоположную направлению их распространения (изображение можно видеть глазом, при этом каждой точке предмета соответствует выходящий из оптической системы пучок лучей, которые, если бы продолжить их обратно прямыми линиями, сошлись бы в одной точке; возникает видимость, что пучок выходит именно оттуда). Мнимое изображение создается плоским зеркалом, а также такими оптическими приборами, как бинокль, микроскоп, отрицательной или положительной линзой (лупой). При помощи оптических приборов мнимые изображения могут быть преобразованы в действительные ● обратное - формируется в случае, когда расстояние от линзы до предмета больше фокусного (в этом случае линза дает действительное и обратное изображение) ● оптическое - изображение, полученное пересечением лучей, идущих от объекта (изображение, создаваемое оптическим устройством, может быть линейным или угловым) ● ортоскопическое - см. Дисторсия ● прямое - если ориентация предмета совпадает с направлением ориентации изображения ● стигматическое (точечное) - изображение объекта, для которого выполнено условие передачи каждой точки объекта одной точкой изображения (в противоположность ему - в астигматическом изображении это условие не выполняется) ● стереоскопическое - оптическое изображение, которое при рассматривании представляется объемным и передает внешние признаки предметов Изопланатизм - постоянство аберраций оптической системы по полю Иллюзия оптическая - резкое несоответствие между зрительным восприятием и реальными свойствами наблюдаемого объекта (кино, стробоскопичесий эффект) Иммерсия - оптическая среда, заполняющая пространство между наблюдаемым предметом и объективом. Обычно для этих целей используют глицерин, кедровое масло, моно_бром_нафталин и др. Инвариант оптический - постоянная величина, равная произведению показателя преломления среды на синус угла между нормалью и лучом при каждом преломлении Индикатриса оптическая - векторная диаграмма (обычно эллипсоид), изображающая зависимость яркости, поляризации, показателей преломления или отражательной способности от направления. Для оптически изотропных сред (в кристаллах с кубической сингонией) индикатриса - сфера (с радиусом r = n), а в остальных случаях - эллипсоид вращения или трехосный эллипсоид (http://bse.sci-lib.com/pictures/16/17/254912770.jpg), ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/indic.jpg)
у которого: ▫ оси Оx, Оу и Оz (оси симметрии) - главные оси индикатрисы ▫ nx, ny, nz - показатели преломления вдоль главных осей ▫ 1 и 2 - круговые сечения эллипсоида ▫ O1O'1, O2O'2 - оптические оси кристалла Главные диаметры (оси) эллипсоида вращения и трехосного эллипсоида, являющиеся осями симметрии этих эллипсоидов, называются осями индикатрисы: эллипсоид вращения имеет одно круговое сечение, а трехосный - два Примечание. Индикатриса рассеяния - зависимость интенсивности рассеянного света от угла рассеяния при условии, что падающий свет не поляризован Интенсивнось света [ватт/м2] - энергетическая характеристика потока светового излучения. Интенсивность возрастает с ростом температуры раскаленного тела. Интенсивность света может быть определена по формуле: I = [(c*n) / (4*π)] * E2 где (n) - показатель преломления среды, E - напряженность светового поля, (c) - скорость света в вакууме Интервал главных точек - расстояние между двумя главными точками Интервал изображения оптический - разность между величинами максимального и минимального коэффициентов отражения или пропускания (яркость, оптические плотности, светлоты) изображения Интервал оптический [Δ, м] - расстояние между задней главной плоскостью переднего компонента и передней главной плоскостью заднего компонента в сложной оптической системе. Оптические системы, в которых оптический интервал равен нулю, называются афокальными или телескопическими Интерференция - процесс сложения когерентных волн, при котором в разных точках пространства получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны (происходит перераспределение энергии по волновому фронту, в результате чего образуются чередующиеся области максимума и минимума). Световые волны, как любые другие колебания, могут интерферировать, но интерферируют только те волны, которые были получены путем разделения излучения от одного источника на два разных направления, потом соединяющиеся в какой-то области пространства. Если разность хода лучей двух волн (Δd), возбуждающих колебания в данной точке, равна целому числу длин волн (Δd = kλ), k = {0, 1, 2,...}, происходит усиление волн одна другой (условие максимума), а если разность хода лучей двух волн (Δd), возбуждающих колебания в данной точке, равна нечетному числу полуволн {Δd = (2k + 1) λ/2}, k = {0, 1, 2,...}, происходит ослабление волн одна другой (условие минимума). В любой момент времени волновая поверхность представляет собой результат интерференции вторичных волн. Интерференция может наблюдаться только для волн одинаковой природы (звуковая волна со световой не интерферирует), одинаковой частоты и с одинаковой поляризацей. Наглядный пример интерференции - взаимодействие волн на поверхности воды от двух брошенных в нее камней. Анимационный пример интерференции - см. слайд 52 (http://www.myshared.ru/slide/278880/) Интерференция деструктивная - проявляется в случае если две волны с одинаковой длиной волны и частоты не совпадают по фазе (при этом гребни и впадины волн не совпадают, что приводит к уменьшению амплитуды волны и затемнению в этой точке минимума света) Интерференция конструктивная - проявляется в случае если две волны с одинаковой длиной волны и частоты находятся в фазе (при этом гребни и впадины волн совпадают, что приводит к увеличению амплитуды волны и осветлению в этой точке максимума света) Интерференция многолучевая - интерференция двух или большего числа пучков на основе методов деления амплитуды и деления волнового фронта Интерференция отрицательная - проявляется в случае нахождения гребня и впадины двух разных волн напротив друг друга (в противофазе), в результате чего результирующий сигнал оказывается меньше любого из двух взаимодействующих. Такая интерференция происходит, например, при смешивании сигнала от микрофона с сигналом генератора звуковой частоты Интерферометр - прибор, в котором используется явление интерференции света. Чаще всего их используют для контроля точности изготовления плоских поверхностей оптических деталей Источник света - тело, которое можно видеть независимо от освещенности. Если излучение сосредоточено в одной пренебрежимо малой точке, то такой источник света является точечным Источник света вторичный - любое освещенное тело, светящегося отраженным (или проходящим через него) светом (в отличие от первичного источника, излучающего свет независимо от освещенности) Источник света (естественный / искусственный) - объект, излучающий электромагнитную энергию в видимой области спектра. По механизму распространения волны подразделяются на первичные (естественные и искусственные) и (вторичные / отраженные) Источник света изотропный - источник света, создаваемый световой поток (интенсивность) которого одинаков во всех направлениях Источники ламбертовские - источники, яркость которых одинакова по всем направлениям Источник точечный - источник света, линейные размеры которого значительно меньше по сравнению с расстоянием до объекта наблюдения, и который посылает световой поток равномерно во все стороны. Изображение точечного источника, расположенного на главной оси линзы, полученное с помощью узкого пучка лучей, является точкой Исчисление диоптрийное - измерение продольных отрезков в диоптриях (т.е. в обратных единицах) производится по формуле: D=1/(a:n) где a:n - приведенная длина отрезка {одна килодиоптрия соответствует приведенному отрезку в (1 м)}. Оптическая и приведенная длины отрезка относятся как квадрат показателя преломления среды {т.е. оптическая система увеличивает приведенный отрезок в пространстве изображений (в диоптриях) на величину оптической силы} Кадр - понятие, соответствующее в фотографии отдельному снимку в тематической серии (аналог современного термина 'слайд'), например, серия снимков 'Отпуск на Байкале' Кадрирование - устранение лишних частей фотографического изображения путем соответствующей обрезки или выкопировки в процессе увеличения (например, выделение конкретного лица из групповой фотографии) Камера-обскура - темный ящик, одна из стенок которого служит экраном для наблюдения, а в противоположной стенке проделано отверстие, перед которым помещается предмет Катафот / (отражательь уголковый) / ретрорефлектор / световозвращатель - - угловые/уголковые отражатели, создающие отраженные лучи, которые отражают луч света в сторону источника с минимальным рассеиванием (т.е. возвращаются в том же направлении, откуда пришли падающие лучи). Фонари-катафоты широко используются на авто-/ мото-/ велотранспорте для обозначения габаритов в темное время суток при неисправности внешних световых приборов. Фликер - изделие, покрытое световозвращающей пленкой. Основные типы катафотов: - угловые (луч света падает на первое зеркало под произвольным углом α, отражается, падает на второе зеркало под углом (β = 90®- α) и снова отражается, причем угол между зеркалами - 90®) - сферические (в которых разворот луча на 180® обеспечивается изменением показателя преломления среды и однократным отражением) Катодолюминесценция - свечение твердых тел, вызванное бомбардировкой их электронами Каустика / поверхность каустическая: - поверхность, огибающая совокупность лучей преломленного пучка - поверхность, образованная совокупностью локальных фокусов негомоцентрических пучков (см. https://ru.wikipedia.org/wiki/Каустика) Каустика вырождается в точку, представляющую вершину гомоцентрического пучка, если при прохождении через оптическую систему он сохранил гомоцентричность Квант света - то же, что фотон Клин оптический - пластинка/пленка с различными (закономерно возрастающими в определенном направлении) почернениями. Оптический клин может быть ступенчатым или непрерывным. Оптическая плотность клина возрастает от одного участка к другому на некоторую постоянную величину на единице длины (1 см) клина (она называется константой клина). В качестве непрерывного оптического клина обычно используют трехгранные призмы с преломляющим углом до 15о. Оптический клин может иметь круглую или кольцеобразную форму. При прохождении лучей через клин происходит сжатие пучка; степень сжатия пучка определяется коэффициентом анаморфирования / трансформирования. Они широко используются в оптических приборах для точного измерения углов отклонения световых лучей Количество освещения [Н, люкс*сек] - произведение освещенности на время освещения Коллектив - линза, устанавливаемая в плоскости действительного изображения для отклонения к оптической оси наклонные пучки лучей (коллектив не влияет на ход пучка лучей из точки на оси оптической системы, а влияет на ход наклонных лучей) Коллектор (по http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/97/u_lectures.pdf) - осветительная система, в которой источник света располагается в переднем фокусе оптической системы, а его изображение локализуется в бесконечности (при этом предмет, который необходимо осветить, находится в бесконечности): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/collect.jpg)
Коллиматор -- оптическое устройство для получения пучков параллельных лучей (простейший коллиматор - лампочка, расположенная в фокусе линзы). Пересекаясь в пространстве световые пучки не оказывают влияния друг на друга (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/83/Sketch_Collimator_Visible_Light_2006_04_04.png)
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o06.jpg)
Колориметр (цветомер) - прибор для измерения цвета и/или цветности [не]самосветящихся объектов. Колориметр позволяет сравнивать оптические плотности различных веществ
Кольца Ньютона - (http://www.myshared.ru/slide/278880/ стр.55) кольцеобразные интерференционные максимумы и минимумы, появляющиеся вокруг точки касания плосковыпуклой линзы и плоскопараллельной стеклянной пластины при прохождении света через них. ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/newton.jpg)
Радиус интерференционных колец возрастает с увеличением длины волны (от фиолетового к красному) и рассчитывается по формуле: R2 = (R - h)2 + r2 или h = r2/2R {при (n = 1) - в зазоре между линзой и пластиной} т.е. если известен радиус кривизны R поверхности линзы, то можно вычислить радиусы темных колец Ньютона (где разности хода такие, что волны определенной длины λ гасят друг друга). Для учета того, что в разных веществах скорость света различна, при определении положений минимумов и максимумов используют оптическую разность хода. Связь между толщиной воздушного зазора и радиусом соответствующего кольца Ньютона выражается формулой: rk = √2Rdk а радиусы колец Ньютона (rk) можно определить по формулам: - светлых колец в проходящем свете (или темных колец в отраженном свете): rk = √(λkR) - светлых колец в отраженном свете (или темных колец в проходящем свете): rk = √{k - 0.5)*λR = √{(2k - 1}*{R*λ/2} где dk - толщина зазора в том месте, где наблюдается k-ое кольцо Ньютона k = {1, 2,...} - номер кольца λ - длина волны монохроматического света n - показатель преломления среды между линзой и пластинкой R - радиус кривизны линзы {он возрастает с увеличением длины волны (от фиолетового к красному)} Кольца Ньютона используют для измерения радиусов кривизны поверхностей, для измерения длин волн света и показателей преломления (более подробно они здесь не рассматриваются). Дополнительно - см. http://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/optika/uchpos/text/g2_5a.html Кома меридиональная - кома в меридиональном сечении Кома сагиттальная - кома в сагиттальном сечении Комбинационное рассеяние света - процесс взаимодействия света с веществом, при котором в спектре рассеянного излучения возникают линии, частоты которых являются комбинациями частоты падающего света и собственных частот рассеивающей среды (частоты колебательных и вращательных переходов в молекулах, электронных переходов в атомах, фононов в твердом теле и т. д.). При элементарных актах рассеяния происходит как поглощение фотона, возбуждающего излучения, так и испускание фотона. Комбинация линз - оптическая система из двух или большего числа линз положительной и/или отрицательной кривизны, формирующие окончательное изображение на основе известных формул. Оптическая сила системы близко расположенных тонких линз равна сумме оптических сил отдельных линз Компенсатор - прибор, позволяющий компенсировать произвольную разность фаз между обыкновенными и необыкнвенными лучами, обращая ее в нуль или 2*пи Комптон-эффект: - упругое столкновение кванта с электроном - упругое рассеяние кванта электромагнитного излучения малых длин волн на свободных (или слабо связанных) электронах Комптон-эффект доказывает наличие импульса фотона и состоит в рассеянии кванта свободным электроном. При прямом комптон-эффекте фотон отдает часть своей энергии покоящемуся электрону, при обратном эффекте фотон получает часть энергии от движущегося электрона, а при обменном эффекте фотон, сталкиваясь с заряженной частицей поглощается ею, а взамен испускается свободный гравитон. В таком процессе электрон испытывает отдачу, а энергия и импульс фотона уменьшаются (соответственно увеличивается его длина волны). Комптон-эффект имеет место, когда энергия кванта значительно превышает энергию связи электрона (часть энергии кванта передается электрону, который может быть выбит из атома). Фотон теряет часть энергии (величина ее определяется углом рассеяния) и отклоняется от первоначального направления (он движется вдоль траектории электрона) Конденсор - короткофокусная линза (система линз), используемая в оптическом приборе для равномерного освещения рассматриваемого или проецируемого предмета (см. Построение изображений - проекционный аппарат) Константа оптическая (или число Аббе) - любая характеристика оптических свойств кристалла (например, показатель преломления, дисперсия, угол оптических осей и др.) Контакт оптический - контактное соединение двух поверхностей твердых тел, тщательно отполированных и сближенных на расстояние, намного меньшее длины световой волны. В нормальных условиях (на воздухе) оптический контакт приводит к высокопрочному соединению твердых тел, обусловленному, в основном, силами межмолекулярного взаимодействия (водородная связь), возникающими между адсорбированными из воздуха на поверхности контактирующих тел молекулами воды и углеводородов. Геометрическая толщина такого контакта зависит от качества обработки соединяемых поверхностей и не является постоянной величиной в пределах всей контактирующей поверхности Контраст - отношение разностей максимальной и минимальной светимостей объекта (освещенностей изображения) к их сумме (разность макимальной и минимальной оптических плотностей в фотоизображении) Контраст абсолютный - контраст, равный единице Контраст для периодических изображений - определяется отношением максимальной и минимальной интенсивностей в изображении тест-объекта. Чем больше контраст, тем лучше различаются мелкие детали изображения. При единичном (абсолютном) контрасте изображение резкое, черно-белое (при нулевом контрасте штрихов на изображении не различить, все изображение однородного серого цвета) Контраст цветовой - явление изменения цвета под влиянием других, окружающих его цветов, а дополнительные цвета в соседстве друг с другом выглядят ярче и насыщеннее (например, красный перец выглядит более ярко рядом с зеленью петрушки) Коррекция актиничная / фотографическая - остальные (кроме визуальной) способы исправления аберраций Коррекция визуальная / оптическая - исправление аберраций в оптической системе для видимой части спектра (в остальных случаях используется актиничная / фотографическая коррекция) Косинусы направляющие - умноженные на показатель преломления среды косинусы углов между лучом и осями координат Коэффициент: ● альбедо [α, 0...1] - определяет степень белизны поверхности ● анаморфирования / трансформации - отношение коэффициента ширины к коэффициенту высоты ● виньетирования - представляет собой отношение площади затененного участка входного зрачка оптической системы к его полной площади (или иначе - отношение размеров срезаемой части диафрагмы к ее радиусу). Он характеризует степень виньетирования для различных точек изображения ● высоты - отношение высоты трансформированного изображения к высоте самого предмета ● отражения - отношение интенсивностей отраженного и падающего световых потоков ● поглощения: - величина, обратная расстоянию, на котором поток монохроматического излучения из-за поглощения в веществе ослабляется в 'e' раз - отношение потока излучения, поглощенного данным телом, к потоку излучения, падающего на него ● преломления - определяет характер изменения света при прохождении им границы между двумя разными средами ● призмы - отношение длины хода луча в отражательной призме к ее световому диаметру входной грани, не зависящее от геометрических размеров самой призмы. В каждой призме существует определенная зависимость между наибольшей шириной пучка лучей, который может пройти через призму, и длиной хода луча в призме (например, коэффициент прямоугольной призмы равен единице). В связи с преломлением луча, идущего по оптической оси, геометрическая длина хода луча в призме зависит от показателя преломления. Для определения коэффициента призмы применяется ее развертка ● прозрачности (линз) - определяется поглощениями внутри стекла, потерями на отражение и преломление ● [свето]пропускания (энергетический) [%] - равен отношению пропущенного телом светового потока к падающему световому потоку ● светорассеяния - отношение освещенности образуемого объективом изображения черного предмета, расположенного на равномерно ярком фоне, к освещенности изображения фона ● телеобъектива − отношение общей длины телеобъектива к его фокусному расстоянию (иначе - величина расстояния от вершины передней линзы до фокальной плоскости, разделенная на фокусное расстояние). Для телеобъективов эта величина меньше единицы (например, коэффициент телеобъектива EF 600 mm f/4 L USM равен 0.78) ● увеличения линзы [K] - определяется по формуле: K = f/d = (f - F)/F = f/d, где d - расстояние от предмета до линзы f - расстояние от линзы до изображения F - фокусное расстояние Примечание. Продольный коэффициент увеличения линзы равен произведению поперечных коэффициентов увеличения начальной и конечной точек ● ширины - отношение ширины трансформированного изображения к ширине самого предмета Кратность светофильтра - число, показывающее, во сколько раз необходимо увеличить выдержку при съемке со светофильтром по сравнению с выдержкой при тех же условиях, но без светофильтра. Это переменная величина, зависящая от спектральной характеристики самого светофильтра, спектральной чувствительности применяемого фотоматериала, спектрального состава света при экспозиции, а также от цветности фотографируемого объекта Кривая каустическая - сечение каустической поверхности любой плоскостью, проходящей через луч Кривизна поверхности [ρ] - величина, обратная радиусу (1/R) Кристаллы дихроичные - кристаллы, пропускающие световые лучи только одного направления поляризации Кристаллы оптически двуосные - кристаллы низших сингоний (ромбической. моноклинной и триклинной), в которых происходит двойное лучепреломление (раздвоение луча) при всех направлениях падающего на них луча света, кроме двух, каждое из которых называется оптической осью кристалла. Их оптическая индикатриса - трехосный эллипсоид, имеющий два круговых сечения и две оптические оси (перпендикулярные к круговым сечениям индикатрисы); эллипсоид имеет три плоскости симметрии, соответствующие трем главным сечениям эллипсоида. Полуось, делящая пополам острый угол между оптическими осями, называется острой, а делящая тупой угол - тупой биссектрисой (или второй срединной линией). Мерой силы лучепреломления двуосных кристаллов служит разность максимального и минимального показателей преломления Примечание. Оба луча, возникающие в результате поляризации проходящего сквозь них света, оказываются необыкновенными, но поляризованными во взаимно перпендикулярных плоскостях и с различными скоростями распространения в кристалле (т.е. имеют разные показатели преломления в трех взаимноперпендикулярных направлениях). В таких кристаллах существуют не одно, а два направления, распространяясь вдоль которых световой луч не раздваивается (т.е. две оптических оси) Кристаллы оптически одноосные - кристаллы (например, кальцита или кварца), у которых показатели преломления для направления, параллельного оптической оси, одинаковы для обыкновенного и необыкновенного лучей (т.е. кристаллы, в которых происходит двойное лучепреломление при всех направлениях падающего на них луча света, кроме одного, которое является оптической осью кристалла). Если же луч света не будет параллелен оптической оси, то при прохождении через кристалл он расщепляется на два: обыкновенный и необыкновенный, которые будут взаимно перпендикулярно поляризованы. Кристаллы средних сингоний имеют одну оптическую ось (т.е. являются оптически одноосными). В зависимости от скоростей распространения световых лучей одноосные кристаллы могут быть положительными и отрицательными Примечание. Если наибольший показатель преломления (ng) совпадает с осью вращения оптической индикатрисы, кристалл является оптически положительным, если наименьший (np) - оптически отрицательным Кристалл оптически отрицательный - одноосный кристалл, в котором скорость распространения обыкновенного луча света меньше, чем скорость распространения необыкновенного луча. Отрицательными кристаллами называют также жидкие включения в кристаллах, имеющие ту же форму, что и сам кристалл Кристалл оптически положительный - одноосный кристалл, в котором скорость распространения обыкновенного луча света больше, чем скорость распространения необыкновенного луча Кроп-фактор - отношение диагонали малоформатного пленочного кадра 24*36 мм (43.27 мм) к диагонали эффективного светочувствительного поля этой матрицы Кружок рассеяния допустимый - круг наименьшего диаметра, различаемый глазом как изображение отдельной точки. С учетом расстояния наилучшего видения (25-30 см) его диаметр равен приблизительно (0.1 мм) - по http://www.ostava.ru/vcd-/ncd-1-30-147-1/Text_list.html: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/rassean.jpg)
Лазер - генератор оптического квантового излучения, обеспечивающий большую мощность излучения в кратковременном интервале времени. Лазерными источниками испускается линейно-поляризованный свет
Лампа:
- кварцевая - газоразрядный источник света с парами ртути и кварцевыми стенками колбы, спектр которого содержит ультрафиолетовое излучение - люминесцентная - источник света, спектральный состав которого обусловлен свечением люминофора под воздействием света, испускаемого при электрическом газовом разряде - накаливания - источник света, в котором свет испускается проводником, раскаленным электрическим током Линзы - прозрачные тела, ограниченные двумя криволинейными поверхностями, преломляющими световые лучи, способное формировать оптическое изображение предмета. Если предмет находится за фокусом, то формируется действительное, перевернутое (обратное) и увеличенное изображение, а если предмет находится между фокусом и линзой, то получается мнимое, прямое и увеличенное изображение. Вогнутая линза имеет мнимый фокус. Линзы страдают от аберраций, искажающих изображение. Основным свойством линзы является сохранение гомоцентричности световых пучков. В общем случае все линзы можно классифицировать на 3 группы: - имеющие различные знаки радиусов кривизны поверхностей (двояковогнутые и двояковыпуклые) - имеющие плоской одну из поверхностей (плоско-вогнутые и плоско-выпуклые) - имеющие одинаковые знаки радиусов кривизны поверхностей - мениски (выпукло-вогнутые или вогнуто-выпуклые) У всех линз передняя главная плоскость находится перед задней. Чем ближе объект к линзе, тем ближе виртуальное изображение к ней. Как и в случае с зеркалами, виртуальные изображения, создаваемые одной линзой, являются виртуальными, а перевернутые изображения - реальными. Линза не вносит разности хода между отдельными лучами, образующими изображение (это относится к любой оптической системе, дающей изображение источника) ● асферические - линзы с усовершенствованной оптикой, имеющие асферическую переднюю и заднюю поверхности, и не создающие аберраций. Так как они на всех своих участках имеют одинаковую оптическую силу, световые лучи, преломляясь через нее, фокусируются в одной (а не в нескольких) точке (https://www.visus-novus.ru/info/katarakta/kakie- ...): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/asfer.jpg)
● ахроматическая - линза, с устраненной хроматической аберрацией (в которой совмещены фокусы синих и желтых лучей)
● воздушная - воздушный зазор между стеклянными/пластмассовыми линзами в оптическом приборе. В воздушной линзе лучи преломляются противоположно по сравнению со стеклянной линзой (выпуклый воздушный зазор действует как вогнутая стеклянная линза, а вогнутый - как выпуклая линза)
● гиперболическая - линза, у которой одна или обе поверхности являются гиперболическими
● гиперхроматическая - линза с оптической силой, равной нулю (у нее показатели преломления ее составляющих для основного луча равны, а к дисперсии различны, поэтому она влияет на изменение хроматизма положения системы, с которой она совместно применяется)
● концентрическая - менисковая линза, у которой центры кривизны поверхностей находятся в одной точке (линза обладает свойством пропускать лучи света без преломления, если они направлены в центр кривизны). Ее фокусное расстояние всегда отрицательное
● отрицательная (рассеивающая) [1/F < 0] - линза с отрицательным фокусным расстоянием. Она преобразует параллельный пучок света в расходящийся (см. Построение изображений)
● очковая - сводит параксиальный пучок света в две отдельные взаимно перпендикулярные фокальные линии (она обладает вершинной рефракцией только по двум главным меридианам)
● собирающая (или положительная) [1/F > 0] - линза, у которой фокусное расстояние положительно. Эти линзы обладают свойством собирать в одну точку параллельные лучи, исходящие из какой-либо точки, после прохождения их через линзу, независимо от того, через какую часть линзы эти лучи прошли (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f1/Lens_types.png; см. Построение изображений)
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/linze.jpg)
Собирающие линзы (1- двояковыпуклая, 2- плосковыпуклая, 3- вогнуто-выпуклая, мениск положительный). Для собирающей линзы характЕрными являются: - луч, параллельный главной оптической оси - луч, проходящий через главный фокус - луч, проходящий через оптический центр линзы Рассеивающие линзы (4- двояковогнутая, 5- плоско-вогнутая, 6- выпукло-вогнутая, мениск отрицательный) ● телескопическая - линза с фок расстоянием, равным бесконечности (входной луч, параллельный опт оси, по выходе из линзы также идет параллельно оптической оси) ● толстая - линза, у которой толщина ее соизмерима с радиусами кривизны ее поверхностей. Толстую линзу можно рассматривать как сочетание двух или большего числа тонких линз (http://www.ngpedia.ru/cgi-bin/getimg.exe?usid=370&num=0). Толстые линзы обычно короткофокусные (их фокусные расстояния отсчитываются от главных плоскостей). Примечание. Формула тонкой линзы действительна и для толстой с учетом того, что расстояния отсчитываются не от центра линзы, а от главных плоскостей ● тонкая - линза, толщина которой значительно меньше ее фокусного расстояния (или радиусов кривизны поверхностей, образующих линзу): осевой размер ее практически равен нулю. У такой линзы две главные плоскости практически сливаются в одну главную плоскость. Обе главные плоскости тонкой линзы проходят через ее оптический центр, а оптическаясила тонкой линзы равна алгебраической сумме оптических сил преломляющих поверхностей. Линии постоянной толщины (см. 'кольца Ньютона') - представляют собой концентрические окружности (при нормальном падении света), или эллипсы (при наклонном падении света) Линии сопряженные - линии, для которых каждая точка линии в пространстве предметов сопряжена с каждой соответствующей точкой линии в пространстве изображений Лупа - короткофокусная собирающая оптическая система (иначе - короткофокусная оптическая система из одной или нескольких сферических линз с небольшим фокусным расстоянием), размещаемая между предметом и глазом, для увеличения изображения рассматриваемого предмета. Угловое увеличение лупы прямо пропорционально ее оптической силе Лучи: ● аксиальный - луч, распространяющийся вдоль оптической оси ● апертурный - внутри оптической системы он проходит через край апертурной диафрагмы, в пространстве предметов - через край входного зрачка, а в пространстве изображений - через край выходного зрачка ● базовые - лучи, падающие на зеркало, дальнейший ход которых после отражения известен. Иначе: - луч, проходящий через оптический центр зеркала (после отражения распространяется строго в обратном направлении) - луч, параллельный главной оптической оси зеркала {после отражения луч (или его продолжение) проходит через главный фокус} - луч, проходящий через фокус (после отражения распространяется параллельно главной оптической оси зеркала) - луч, попадающий в полюс зеркала (симметрично отражается относительно главной оптической оси зеркала) Лучи от объекта, расположенного на конечном расстоянии, связаны с виртуальным изображением, которое находится ближе к линзе, чем точка фокусировки, и на той же стороне линзы, что и объект. Дополнительно - см. 'Построение изображений' ● внеосевого пучка верхний - луч, проходящий через верхний край апертурной диафрагмы и соответствующие ему сопряженные точки входного и выходного зрачков ● внеосевого пучка нижний - луч, проходящий через нижний край апертурной диафрагмы и соответствующие ему сопряженные точки входного и выходного зрачков ● главный (внеосевого пучка) - световой луч, входящий в объектив под некоторым углом в точке, отличной от точки оптической оси, и проходящий через центр отверстия диафрагмы (иначе - луч, идущий из внеосевой точки предмета и проходящий через центр апертурной диафрагмы). В соответствии с законами параксиальной оптики главный луч проходит также через центр входного зрачка в пространстве предметов и через центр выходного зрачка в пространстве изображений. Он участвует в экспозиции изображения при любом диаметре отверстия диафрагмы (от максимальной до минимальной апертуры) ● гомоцентрические - лучи, пересекающиеся при продолжении в одной точке ● длина оптическая - произведение геометрической длины пути луча на показатель преломления среды, в которой распространяется свет ● косые - внемеридиональные лучи ● краевые - лучи, входящие в оптическую систему через краевые зоны (в отличие от параксиальных лучей, входящих вблизи главной оси системы) ● меридиональные - лучи, принадлежащие плоскому пучку, расположенному в одном из сечений, проведенных через ось объектива (меридиональное сечение) ● необыкновенный - световой луч в прозрачном кристалле, не подчиняющийся закону преломления света (у такого луча угол между направлением колебаний светового вектора и оптической осью отличен от прямого и зависит от направления луча). Необыкновенные лучи распространяются по различным направлениям с различными скоростями (в зависимости от угла между вектором и оптической осью). Показатель преломления необыкновенного луча является переменной величиной, зависящей от направления луча. Волновая поверхность необыкновенных лучей представляет собой эллипсоид вращения. Вдоль оптической оси скорость световой волны обыкновенного и необыкновенного лучей одна и та же. В других же направлениях сорость необыкновенной волны больше обыкновенной. В случае анизотропных сред под лучом понимают направление, под которым переносится световая энергия. Мерой оптической анизотропии может служить разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей ● нулевой - условный (вспомогательный, фиктивный) луч, преломляющийся не на преломляющих п_о_в_е_р_х_н_о_с_т_я_х, а на условных п_л_о_с_к_о_с_т_я_х (он засекает на оптической оси отрезки параксиального луча. Нулевой луч преломляется по законам параксиальной оптики, но имеет произвольные значения линейных и угловых координат. Он преломляется даже в случае падения его на поверхность, за которой расположена среда с показателем преломления меньшим, чем предыдущий (он преломляется на главной плоскости поверхности и распространяется дальше; в противовес ему реальный луч полностью отражается). Нулевые (параксиальные) лучи проходят через идеальную оптическую систему. Пример различия поведения нулевого и реального лучей (при полном внутреннем отражении его) - http://aco.ifmo.ru/el_books/basics_optics/glava-7/glava-7-1.html: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/full.jpg)
● обыкновенный - световой луч в прозрачном кристалле, распространяющийся вдоль оптической оси и подчиняющийся закону преломления света: при любом направлении обыкновенного луча колебания светового вектора перпендикулярны оптической оси кристалла (такой луч распространяется по всем направлениям с одинаковой скоростью и показатель преломления для него постоянен). Электрический вектор в обыкновенном луче расположен перпендикулярно главному сечению, а в необыкновенном - лежит в самом сечении (т.е. обыкновенный луч поляризован в главном сечении одноосного кристалла, а необыкновенный - в плоскости, перпендикулярной главному сечению). При направлении на 2-лучепреломляющий одноосный кристалл обыкновенного или необыкновенного лучей, каждый из них расщепляется на два луча
● параксиальные / приосевые − лучи, лежащие бесконечно близко к оптической оси центрированной оптической системы (или под очень малыми углами к ней) и образующие на всех оптических поверхностях бесконечно малые углы падения и преломления. Параксиальные лучи всегда попадают на главную плоскость поверхности (реальные лучи в ряде случаев могут вообще не встретить поверхность). Например, параксиальным является луч, распространяющийся внутри бесконечно узкого цилиндра, окружающего оптическую ось системы
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/paraks.jpg)
Примечание. На практике параксиальный луч считают частным случаем реального ● преломленный - см. 'Угол преломления'. При переходе луча света из менее плотной оптической среды в оптически более плотную преломленный луч существует при любых углах падения. Падающий и преломленные лучи лежат в одной плоскости - плоскости падения (соблюдается принцип Ферма: путь, требующий минимального времени, лежит в плоскости падения). Аналогичное положение имеет место и при отражении света от границы раздела двух сред Примечание. В ряде кристаллических веществ падающий луч, преломленный луч и нормаль, восстановленная в точке преломления, не лежат в одной плоскости ● пучка (главный / центральный) - луч, проходящий через центральную точку ● реальный - луч, преломляющийся и отражающийся на реальных поверхностях оптической системы при строгом выполнении законов отражения и преломления. Реальные лучи проходят через реальную оптическую систему. Ход реального луча отличается от хода идеального (нулевого) луча. В ряде случаев реальные лучи могут вообще не встретить поверхность ● света / световой - пучок света малого поперечного размера, световая энергия которого переносится вдоль воображаемой геометрической линии, называемой траектория светового луча. В геометрической оптике луч определяется как нормаль к волновому фронту. Луч света - первичный объект: он неразложим на более простые элементы и является предельным случаем пучка, теряя некоторые его свойства: луч не имеет центра, не может быть сходящимся или расходящимся, действительным или мнимым. Понятие луча неприменимо для описания распространения света в сильно рассеивающих средах. Направление потока световой энергии (ход светового луча) не зависит от поперечных размеров пучка света. Вследствие волновых свойств узкий пучок света распространяется не в каком-то одном направлении, а имеет конечное угловое распределение (проявляется явление дифракции). Лучом света также считаются траектория фотона (или нормаль к волновому фронту, проведенная в сторону распространения луча света), а также линии, указывающие направление распространения света, в том числе образующие оси световых пучков). Луч, идущий через центр линзы, находящейся в однородной среде, не преломляется ● сопряженный - луч пучка, выходящего из точки предмета, которому соответствует один определенный луч, проходящий через сопряженную точку (точку изображения). Соответствующие друг другу гомоцентрические пучки лучей и пространства, в которых они распространяются, также являются сопряженными Люксметр - прибор для измерения освещенности Люминесценция - способность тел светиться под влиянием разного рода излучений за пределами длин волн видимого света. В зависимости от вида излучения, используемого для возбуждения, существует: − катодолюминесценция (возбуждение потоком электронов) − рентгенолюминесценция (возбуждение рентгеновскими лучами) − сенсибилизированная (люминесценция, возникающая вследствие перехода молекулы, получившей дополнительную энергию и перешедшей в возбужденное состояние, в основное состояние) − термолюминесценция (возбуждение нагреванием) − триболюминесценция (возбуждение упругими колебаниями, ударом) − фотолюминесценция (возбуждение ультрафиолетовыми лучами) − электролюминесценция (возбуждение электрическим полем) Различают два класса свечения при люминесценции: - свечение дискретных центров (люминесценция, развивающаяся в пределах отдельных частиц, выделенных из основного вещества среды) - свечение вещества (люминесценция, возникающая при поглощении, переносе к месту излучения и излучении энергии всем веществом люминофора) Примечание. Люминесценция, наблюдаемая в темноте некоторое время после отключения источника возбуждения, называется фосфоресценцией Люминофор - вещество, способное к люминесценции под воздействием разного рода возбуждений Магнитооптика - раздел оптики, изучающий изменения оптических свойств сред под действием магнтного поля Максимум спектра центральный (см. рис. Дифракция света) - белая полоса в центре спектральной картины Масштаб изображения - отношение фокусного расстояния объектива к расстоянию от объектива до предмета Мениск - выпукло-вогнутая или плоско-выпуклая линза, ограниченная двумя сферическими поверхностями (или искривленная свободная поверхность жидкости в месте ее соприкосновения с поверхностью твердого тела). Мениск, толщина которого в центре больше, чем на краях, называется положительным (у собирающей линзы), а если его толщина на краях больше, чем в центре, - отрицательным (у рассеивающей линзы). У телескопического мениска фокусное расстояние равно бесконечности. Мениски имеют одинаковые знаки радиусов кривизны поверхностей (что интересно, оптическая сила мениска с одинаковыми радиусами не равна нулю: она положительна и зависит от показателя преломления стекла и от толщины линзы) Микрообъект - объект, форма (детали) которого рассматриваются с помощью микроскопа Микроскоп - оптический прибор для получения сильно увеличенных мнимых изображений малых объектов, невидимых невооруженным глазом. Угловое увеличение микроскопа прямо пропорционально оптическим силам объектива и окуляра, а также минимальному расстоянию между фокусами объектива и окуляра. Минимальный размер объекта, видимого в микроскопе, меньше длины волны используемого света и принципиально ограничен дифракцией излучения. Микроскоп позволяет производить наблюдения в ортоскопическом и коноскопическом ходе лучей. - ионный - электроннооптический прибор, в котором для получения изображения применяется пучок ионов - проекционный - оптический прибор, предназначенный для проектирования на экран формы микроскопических объектов (например, деталей часов) - электронный - электроннооптический прибор, в котором для получения изображения используется пучок электронов ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o26.jpg)
Ход лучей в микроскопе (http://bourabai.kz/physics/img/6-5-2000.gif) Мúра - испытательная пластинка со стандартным рисунком в виде полос или секторов, используемая для количественного определения разрешающей способности светочувствительных элементов (фотопленки и фотоматриц). Все мúры обычно используют темные и светлые чередующиеся участки различных рисунков (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/af/Mire.png/200px-Mire.png): - штриховые (рисунок образован прямоугольными полосками с закономерно изменяющейся частотой) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o31.jpg)
Штриховые мúры обычно используют для построения частотно-контрастных характеристик объективов - радиальные (рисунок образован секторами круга) - кольцевая (рисунок образован темными и светлыми кольцами типа мишени в тире) - синусоидальная (плотность рисунка-изображения плавно изменяется по синусоидальному закону) По способу применения различают проекционные и контактные мúры, а по контрасту - абсолютно-контрастные (отношение яркостей темных и светлых элементов не менее 1:100) и малоконтрастные (контраст обычно около 1:1.6)Мода - стабильное состояние электромагнитного поля внутри световода. Условно ее считают траекторией, по которой распространяется свет. Моды могут иметь более высокий, чем одномодовый, порядок (например, при уменьшении длины волны излучения одномодовый световод становится многомодовым). Волны одинаковой амплитуды в разных средах несут разную энергию Модуляция поляризационная - модуляция в оптическом диапазоне частот, основанная на изменении угла плоскости поляризации света Монокль - простейший объектив, состоящий из одной собирающей линзы Монохроматическое излучение - электромагнитное излучение с одной длиной волны (например, синего цвета). Оно формируется в системах, имеющих только один разрешенный электронный переход из возбужденного в основное состояние Муар (муаровый узор) - узор, возникающий при наложении двух периодических сетчатых рисунков (повторяющиеся элементы двух рисунков следуют с небольшими разными частотами, вследствие чего они накладываются друг на друга, или образуют промежутки). Харатерный пример муара - рисунок, получающийся при наложении друг на друга различных частей висящих тюлевых занавесей. Муар возникает также при дискретной обработке периодических сетчатых изображений (в цифровой фотографии и компьютерном сканировании), если период элементов изображения близок к расстоянию между светочувствительными элементами оборудования. Фрагмент из (http://www.advesti.ru/publish/poligraf/290405_muar/): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/315.jpg)
Мультиплет - сложные линии спектра, состоящие из нескольких компонент. Число компонент в мультиплете может быть равно 2 (дублеты), 3 (триплеты), 4 (квартеты) и т.д. В частном случае спектральные линии даже с учетом тонкой структуры могут быть одиночными (синглетами). Иначе, мультиплеты - ряд близко расположенных спектральных линий, появляющихся в результате расщепления одной из спектральных полос (например, при воздействии спина электронов). Мультиплеты обусловлены наличием у электронов магнитного момента
Направление силы света - ось телесного угла, в пределах которого распространяется поток излучения
Нормаль оптическая:
- ось в кристалле, перпендикулярная оптической оси - линия, перпендикулярная поверхности в точке, где луч падает (падающий и отраженный лучи и нормаль лежат в одной плоскости, а угол между отраженным лучом и нормалью к поверхности, совпадает с углом между падающим лучом и нормалью) Обратимость световых лучей - способность света проходить один и тот же путь в обоих противоположных друг другу направлениях (падающий и отраженный лучи) Обтюратор - механическое устройство, служащее для перекрытия светового потока в киносъемочной и проекционной аппаратуре Объектив - обращенная к объекту часть оптической системы, формирующая действительное изображение объекта. Основными оптическими характеристиками фотообъектива являются фокусное расстояние, относительное отверстие и поле зрения (величина поля зрения определяет формат изображения), а дополнительными - разрешающая способность, коэффициент светорассеяния, распределение освещенности по полю изображения и др. Разрешающая способность объектива прямо пропорциональна его диаметру и зависит от длины световой волны. На объективах обычно указываются фокусное расстояние (или их диапазон) и светосила. Например, надпись '70-210 мм, 1:2.8-4.3' означает, что объектив имеет диапазон фокусных расстояний от 70 до 210 мм со светосилой 2.8 на 70 мм (на 'коротком конце') и светосилой 4.3 (при максимальном - 3-кратном 'зуме') на 210 мм (на 'длинном конце'). Геометрическая модель объектива и апертурный угол представлены на рисунке (http://itc.ua/img/dfoto/2007/10/024942.jpg) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o07.jpg)
Поле зрения, которое будет обеспечивать объектив, изменяется в зависимости от фокусного расстояния объектива. В зависимости от соотношения размера диагонали пленки (или размера сенсора камеры) с фокусным расстоянием объектива, объективы делят на: - длиннофокусные - нормальные - широкоугольные - объектив с углом зрения более 60o, а фокусное расстояние меньше, чем у обычного объектива ● дискретный - объектив с постоянным фокусным расстоянием ● длиннофокусный / узкоугольный − объектив с большим фокусным расстоянием и угловым полем зрения мене 40o ● иммерсионный - объектив, у которого для увеличения апертуры пространство между рассматриваемым предметом и объективом заполнено иммерсионной жидкостью (прозрачным веществом с показателем преломления больше единицы) ● короткофокусный / широкоугольный − объектив с малым фокусным расстоянием и угловым полем зрения более 60o, позволяющий снимать большие группы людей в помещениях ● нормальный - объектив, у которого диагональ кадра приблизительно равна фокусному расстоянию объектива. Для больших форматов нормальным считается угол около 58o, а для малоформатных устройств - (45-47o). При наличии набора объективов нормальным углом обладает объектив, устанавливаемый в качестве основного объектива ● ортоскопический - (обычно для аэрофотосъемки) объектив, не имеющий дисторсионных искажений (соответствующий условию постоянства линейного увеличения по полю кадра). У таких объективов отсутствует искривление прямых линий ● ретрофокусные (телеобъективы обращенные) (по http://www.ostava.ru/vcd-/ncd-1-30-154-1/Text_list.html): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/retro.jpg)
У таких устройств вторая главная точка находится за объективом (между самой задней линзой и плоскостью пленки), и значение заднего отрезка больше фокусного расстояния ● симметричный - объектив, состоящий из двух групп по одной или больше линз одинаковой формы и конфигурации в группе, симметрично ориентированных вокруг диафрагмы. В симметричном объективе задний отрезок короче фокусного расстояния (http://www.photoline.ru/theory/lenswork/Fundlensgrp.GIF) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/5type.jpg){kind=small}
Окно входное/выходное - параксиальное изображение виньетирующей диафрагмы в пространстве предметов/изображений
Окуляры - обращенная к глазу наблюдателя часть оптического прибора (например, бинокля), служащая для рассматривания действительного изображения, образуемого объективом (окуляр увеличивает изображение, создаваемое объективом). Окуляры могут быть отрицательные и положительные
● компенсационные - окуляры, полностью устраняющие цветную кайму на краю поля, что имеет место при изображении объекта, освещенного белым светом, с помощью ортоскопических окуляров
● ортоскопические - окуляры с исправленными астигматизмом, дисторсией и хроматизмом увеличения, у которых полевая диафрагма расположена перед коллективной линзой, поэтому изображение, создаваемое объективом, попадает в полость диафрагмы окуляра, не измененное коллективной линзой. Кроме того, при этом не изменяется масштаб изображения, создаваемого объективом, что позволяет использовать такие окуляры в измерительных целях
● панкратические (зум-окуляры) - окуляры, обеспечивающие плавное изменение увеличения изображения. Такие окуляры могут заменять несколько окуляров с разными фокусными расстояниями
● симметричный - 4-линзовый окуляр из двух одинаковых ахроматических склеек. Их недостатком является небольшой вынос зрачка (порядка 70% от фокусного расстояния) - см. (http://www.astroscope.su/kak_vybrat_okulyar/9528.htm):
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/symm.jpg)
Опалесценция - интенсивное рассеяние света чистыми веществами, находящимися в критическом состоянии
Оптика геометрическая / лучевая - раздел оптики, в котором изучаются законы распространения светового излучения на основе представлений о световых лучах
Оптический путь - путь, пройденный световой волной в данной среде, умноженный на показатель преломления этой среды
Оптрон- прибор, состоящий из оптически связанных источника и приемника света, осуществляющий усиление и преобразование электрических и оптических сигналов
Опыт Лебедева (по измерению давления света):
1. Световой пучок света производит давление как на поглощающие, так и на отражающие поверхности 2. Давление света прямо пропорционально энергии падающего света на единицу площади в единицу времени Пример применения явления давления света - использование в космосе 'солнечного паруса' Опыт Юнга (общий закон интерференции): на экране ( В ) кончиком булавки прокалывались два близко расположенных отверстия, которые освещались ярким пучком солнечных лучей из небольшого отверстия ( S ) экрана ( А ). На экране ( С ) вместо ожидаемых двух ярких точек вследствие дифракции появлялась серия чередующихся темных и светлых колец (возникает интерференция). (угол S1S'S2 = 2ω, расстояние AB = L, расстояние BC = l) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o08.jpg)
Схема опыта Юнга (http://optic.cs.nstu.ru/files/pete/Lab/Youg/ry_01.jpg) Расстояние dx между соседними полосами равно dl/d. Трудности наблюдения интерференции света в таком опыте связаны с тем, что длина волны видимого света очень мала. При расстоянии (d) между отверстиями S1 и S2, равном всего (0.5 мм), ширина интерференционных полос составляет только (1 мм) при удалении экрана 'C' на (1 м) от отверстий. Измеряя ширину интерференционных полос, Юнг в 1802 г. впервые приблизительно определил длину световых волн для разных цветовОреол - световой фон вокруг источника оптического излучения, наблюдаемый глазом или регистрируемый приемником света Ортохроматический − термин, означающий, что пленка чувствительна к синей и зеленой областям спектра Освечивание - суммарная сила света импульсного источника света в определенный интервал времени (одна из световых величин, применяемая в импульсной фотометрии). Она равна интегралу от силы света импульсного источника по времени. Единица освечивания - [кандела*секунда] (кд*c). Аналогичная величина для потока излучения называется энергетическим освечиванием и измеряется в [вт*c/стерадиан]. Например, для импульсной лампы-фотовспышки ИФБ-300 освечивание равно 400 свечей*сек Освещение контровое − свет, освещающий объект со стороны, противоположной к объективу и направленный в его сторону, благодаря чему объект отделяется от фона. Если контровой свет очень яркий, видны только очертания объекта или его силуэт Освещение периферийное − яркость (освещенность поверхности изображение) по границе изображения. Оно хуже, чем освещение центра изображения и выражается в процентах от объема освещения в центре изображения. Виньетирование объектива оказывает влияние на периферийное освещение Освещение фронтальное − свет, освещающий объект съемки со стороны камеры Освещенность (Е) [см. Люкс] - отношение светового потока, падающего на некоторый участок поверхности, к площади этой поверхности. Она прямо пропорциональна силе света источника (при удалении его от освещаемой поверхности ее освещенность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния), а при расположении луча света наклонно к освещаемой поверхности, освещенность уменьшается пропорционально косинусу угла падения лучей: E = I*cos i/r2 (где I - сила света в канделах, r - расстояние до источника света, i - угол падения лучей света относительно нормали к поверхности). Освещенность по полю изображения зависит от угла поля зрения и виньетирования. Освещенность изображения, даваемого линзой, пропорциональна
квадрату ее диаметра (d) и обратно пропорциональна квадрату ее
фокусного расстояния (f).
Освещенность определяют с помощью экспонометров и люксметров.
В безоблачный день Солнце создает освещенность примерно(100 000 лк),
полная Луна создает освещенность около (0.2 лк), a звездный свет в
безлунную ночь создает освещенность (5*10-5 люкс)
Освещенность изображения, создаваемого линзой, пропорциональна
квадрату ее диаметра и обратно пропорциональна квадрату ее фокусного
расстояния.
Освещенность изображения уменьшается при ограничении светового
пучка, попадающего в линзу, но одновременно качество изображения
при таком ограничении улучшается
Освещенность / облученность энергетическая [Вт/м2] - поверхностная плотность потока энергии, падающего на поверхность. Освещенность по полю изображения зависит от угла поля зрения и виньетирования
Осциллограф - прибор для наблюдения и записи каких-либо процессов
Ось [оптическая]:
- общая ось симметрии поверхностей, составляющих центрированную оптическую систему - ось оптической системы, образованная прямой, соединяющей центры всех сфер поверхностей - единственное направление, вдоль которого не происходит двойного лучепреломления (например, в одноосном кристалле исландского шпата) Луч, совпадающий с оптической осью, проходит без преломления все поверхности. . К одноосным кристаллам, обладающим свойством двойного лучепреломления, относят также турмалин, кварц и другие кристаллы (три/тетра/гекса)гональных систем (в кристаллах кубической системы двойное лучепреломление не наблюдается) ● кристалла - выделенное направление в оптически анизотропном кристалле, вдоль которого луч света распространяется не испытывая двойного лучепреломления (т.е. свет вдоль оптической оси распространяется иначе, чем в других направлениях). Например, если луч света будет направлен вдоль оптической оси одноосного кристалла (кальцита или кварца), то ничего необычного не произойдет. Если же луч света будет направлен непараллельно оптической оси, то при прохождении через кристалл он расщепится на два взаимно перпендикулярные поляризованные лучи: обыкновенный и необыкновенный. Оптической осью кристалла называется также нормаль к плоскости кругового сечения оптической индикатрисы (http://images.myshared.ru/224129/slide_17.jpg) Примечание. Порядок оси симметрии n показывает, сколько раз фигура совместится сама с собой при полном обороте вокруг этой оси. Все оси симметрии куба пересекаются в одной точке в центре куба. Например, у куба имеются: ▫ 3 оси четвертого порядка (проходят через центры противоположных граней) ▫ 4 оси третьего порядка (являются пространственными диагоналями куба) ▫ 6 осей второго порядка (проходят через середины пар противоположных ребер) ● линзы главная - прямая, проходящая через центры кривизны поверхностей, ограничивающих линзу. Главная ось линзы является ее центром симметрии ● линзы побочная - прямая, проходящая через оптический центр линзы и не совпадающая с главной оптической осью линзы (иначе - прямая, проходящая через оптический центр тонкой линзы и не совпадающая с главной оптической осью линзы). Построение изображения для случая, когда на линзу падает световой пучок лучей, параллельных побочной оптической оси (http://www.ngpedia.ru/cgi-bin/getimg.exe?usid=122&num=1): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/ris218.jpg)
● оптической системы - прямая, распространяясь вдоль которой луч света проходит оптическую систему без преломления
Отверстие действующее - отверстие действующей(апертурной) диафрагмы объектива, которое определяет диаметр пучка лучей света, проходящих через объектив и освещающих фотопленку/пластинку или фотоматрицу. Чем это отверстие больше, тем больше света оно пропускает, тем больше светосила объектива (чем больше диафрагменное число, тем меньше действующее отверстие диафрагмы, и наоборот)
Отверстие объектива относительное (или диафрагмы, прикрывающей линзу) (d/F) - показывает отношение диаметра действующего отверстия 'd' (апертуры) объектива к его главному фокусному расстоянию 'F'. Оно характеризует светосилу объектива. Квадрат относительного отверстия определяет освещенность в плоскости изображения и называется геометрической силой объектива
При прохождении светового потока через объектив часть его поглощается массой стекла, а часть отражается и рассеивается поверхностью линз, поэтому световой поток доходит до свето- чувствительного элемента ослабленным. Светосила, учитывающая эти потери, называется эффективной светосилой На оправу объектива обычно наносится шкала,содержащая числа, обратные значениям его относительного отверстия. К примеру, у объектива с относительным отверстием 1:4 диаметр действующего отверстия в четыре раза меньше значения фокусного расстояния. Объектив принято считать светосильным, если его значение светосилы не менее 1:2.8 (к примеру, объектив со значением светосилы 4.5 будет передавать меньше света, чем объектив со светосилой 1.8). В зависимости от величины относительного отверстия все объективы разделяют на: - сверхсильные (1:0.7-1:2.0) - используют для съемки слабо освещенных или движущихся объектов) - светосильные (1:2.8-1:4.5) - малосильные (1:5.6 и менее) Из двух объективов более светосильным будет тот, у которого больше относительное отверстиеОтверстие относительное [1:k] - абсолютное значение отношения диаметра входного зрачка к заднему фокусному расстоянию оптической системы Отдача световая - отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности Отражение: ● аномальное - отражение света от шероховатой поверхности ● внутреннее неполное - внутреннее отражение, при условии, что угол падения меньше критического угла (в этом случае луч раздваивается на преломленный и отраженный) ● внутреннее полное - (см. рис. к статье 'Угол критический') отражение света, падающего из оптически более плотной среды на границу с оптически менее плотной средой под углом падения, большим некоторого критического значения (этот угол называется предельным углом полного отражения; ему соответствует угол преломления, равный 90o) Это явление используемое в оптоволоконных кабелях, когда свет, распространяющийся в отдельном световоде, полностью отражается от стенок этого волокна (т.е. нет потерь световой энергии в результате распространения сигналов)● диффузное / рассеянное - рассеяние света микронеровностями поверхности по всевозможным направлениям, вследствие чего окружающие нас тела становятся видимыми. Такое отражение возможно только в случае соизмеримости размеров беспорядочно расположенных неровностей шероховатых и матовых поверхностей с длиной световой волны (или если они превышают длину световой волны) ● зеркальное / правильное - отражение волн от поверхности раздела двух сред (иначе - отражение пучка лучей от гладкой поверхности). Направление отраженной волны определяется законом отражения ● нормальное - отражение света от гладкой плоской поверхности ● полное внутреннее - наблюдается в случае, когда интенсивность отраженного луча равна интенсивности падающего ● света - явление, заключающееся в возвращении световой волны при ее падении на поверхность раздела двух сред, имеющих различные показатели преломления. В зависимости от состояния границы раздела двух сред различают 'зеркальное' (от гладкой поверхности) и 'диффузное' (от шероховатой поверхности) отражение света. При отражении света различают два вида поляризации: ▪ S-поляризация (при которой вектор Е перпендикулярен плоскости падения) ▪ P-поляризация (при которой вектор Н перпендикулярен плоскости падения) В случае нормального падения света разница в коэффициентах отражения и пропускания для P- и S-поляризованных волн исчезает. При отражении от поверхности изменяется знак у показателя преломления и расстояния между отражающей поверхностью и следующей за ней ● света внешнее - эффект, проявляемый в меньшей степени как и при внутреннем отражении при прохождении света через среду и столкновении его с границей более плотной среды с углом больше критического. Полное внешнее отражение наблюдается только при угле падения равном 90o ● света полное - явление, при котором луч, падающий на границу раздела двух сред, полностью отражается, не проникая во вторую среду. Оно происходит при углах падения света на границу раздела сред, превышающих предельный угол полного отражения при распространении света из оптически более плотной среды в среду менее плотную. Явление полного внутреннего отражения используется в стеклянных поворотных и оборачивающих призмах (http://www.pppa.ru/additional/02phy/05/phy_emission_01.files/image020.gif) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o34.jpg)
Ход лучей в поворотной (а) и оборачивающей (б, в) призмах (поворотная призма обычно используется в перископах, а оборотная - в биноклях) Оборачивающие призмы вида { б) } являются призмами полного отражения и обычно используются в системах обратной связи рубиновых лазеров Отрезок объектива рабочий (или отбортованная задняя стенка) - расстояние главного фокуса объектива от опорной плоскости оправы {или иначе - расстояние между базовой поверхностью оправы объектива и фокальной плоскостью (плоскостью пленки или матрицы)}. Рабочий отрезок определяет точность совмещения его главной фокальной плоскости с плоскостью пленки или фотоматрицы. Стандартная его длина - 44.0 мм на всех камерах (отличное от указанного значение указывается в паспорте объектива для обеспечения возможности правильной установки объектива в устройство) Отрезок задний/передний - расстояние от вершины преломляющей/отражающей поверхности до точки пересечения (преломленного или отраженного) / (падающего) луча с оптической осью (см. рис. статьи 'Плоскости системы главные'). Задний отрезок называется также задним вершинным фокусным расстоянием. В телеобъективе задний отрезок значительно короче фокусного расстояния, а в объективе с удлиненным отрезком задний отрезок больше фокусного расстояния. Если между объективом и светочувствительным слоем необходимо иметь большое расстояние (в зеркальных камерах), то главные плоскости выносятся назад (объектив в этом случае является объективом с удлиненным задним отрезком) Отрезок фокальный задний/передний - расстояние от вершины задней/передней поверхности до заднего/переднего фокуса Панхроматический − характеристика пленок, способных регистрировать цвет во всем диапазоне видимого спектра так, как его воспринимает глаз человека (с тем же соотношением относительных яркостей, какое имеет снимаемый объект) Параллакс - изменение видимого положения объекта относительно удаленного фона в зависимости от положения наблюдателя. На явлении параллакса основано бимолекулярное зрение. Он широко используется в геодезии, астрономии и фотографии для измерения расстояния до удаленных объектов Парфокальность - способность объектива с переменным фокусным расстоянием сохранять фокусировку при смене фокусного расстояния (неотъемлемая и одна из важнейших характеристик специализированных видеообъективов) Переходы вынужденные / индуцированные - испускание света атомами под действием внешнего воздействия (излучения). При вынужденных переходах электромагнитное излучение, вызванное таким переходом, тождественно вызвавшему этот переход излучению (в обоих случаях частота, направление распространения и поляризация одинаковы), т.е. вынуждающее и вынужденное излучения взаимно когерентны Переходы неоптические - переходы атомов из одного энергетического состояния в другое при соударении атомов (без протекания никакого излучения и поглощения) Переходы оптические - переходы электронов между энергетическими уровнями, связанные с излучением или поглощением света Период (постоянная) дифракционной решетки [d] - суммарная ширина щели и непрозрачного промежутка между соседними щелями решетки (см. Дифракция света) или иначе - расстояние между серединами соседних щелей: d = a - b = 1/N где 'a' - ширина щели, 'b' - ширина непрозрачной части между щелями, 'N' - число штрихов на (1 мм) Перископ (подзорная труба) - симметричный объектив, состоящий из двух линз-менисков, вогнутыми сторонами обращенных друг к другу. Используется для наблюдения за обстановкой из укрытий (например, из подводной лодки, находящейся в полупогруженном положении) План передний − пространство между камерой и главным объектом съемки (объекты расположенные на снимке, ближе чем главный объект съемки) Пластинка плоскопараллельная - оптическая деталь, ограниченная двумя параллельными плоскостями. Гомоцентрический пучок лучей после преломления его при прохождении через такую пластинку перестает быть гомоцентрическим (изображение точки будет нерезким) Плоскости: ● Гаусса / (идеального изображения) - плоскость изображения, построенного по законам параксиальной оптики ● главного сечения призмы - плоскость, перпендикулярная ребру призмы и проходящая через его середину ● главные - перпендикулярные к оптической оси сопряженные плоскости, линейное увеличение в которых положительно и равно единице ● изображения (сагиттальная) - плоскость, содержащая главный луч пучка, перпендикулярная меридиональной плоскости и не проходящая через оптическую ось ● кардинальные - главные и фокальные плоскости оптической системы ● колебаний - плоскость, в которой колеблется световой вектор (вектор напряженности электрического поля) ● (кристалла главная) / (главное сечение) - любая плоскость, проходящая через оптическую ось кристалла ● (медианная / срединная) - сагиттальная плоскость, проходящая через середину тела ● меридиональная − плоскость, в которой находятся оптическая ось и главный луч света, исходящий от точки объекта, находящейся вне оптической оси (иначе - любая плоскость, проходящая через оптическую ось). В меридиональной плоскости достигается наилучшее изображение концентрических окружностей в кадре ● наведения - плоскость в предметном пространстве, сопряженная с плоскостью изображения, по которой производится наводка на резкость ● наилучшей установки - плоскость, где наблюдается изображение наилучшего качества ● опорная - некоторая произвольно выбранная плоскость, перпендикулярная оптической оси ● падения - плоскость, образованная падающим на поверхность раздела двух сред лучом и нормалью к этой поверхности в точке падения луча ● поляризатора - плоскость, обладающая тем свойством, что линейно поляризованная электромагнитная волна, вектор напряженности электрического поля которой колеблется в плоскости, параллельной плоскости поляризатора, не изменяет своей поляризации. При данной длине волны величина угла поворота плоскости поляризации пропорциональна длине пути луча в оптически активной среде Примечание. В поляризаторе имеется также плоскость, обладающая тем свойством, что линейно поляризованная электромагнитная волна, вектор напряженности электрического поля которой колеблется параллельно этой плоскости, полностью или частично поглощается ● предметов - плоскость, перпендикулярная оптической оси и проходящая через предмет ● системы главные (передняя/первая и задняя/вторая) - две условные сопряженные и перпендикулярные оптической оси плоскости (H и H') в пространстве предметов и изображений, в которых линейное увеличение равно (+1), а точки их пересечения с оптической осью называются главными точками. От этих плоскостей производится отсчет главных фокусных расстояний (f и f') и сопряженных фокусных расстояний (а и b), связанных между собой формулой: 1/a + 1/b = 1/f (по http://fotoatelier.ru/img/G_html_26668f2c.jpg): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/surfac.jpg) Луч AD преломляется в точке B, потом в точке C и проходит через фокус F'. Если продолжить лучи AB и CD до пересечения, они пересекутся в точке h' (два фактических преломления в точках B и C можно заменить одним фиктивным преломлением в точке h'). Точка 1 пересечения этого перпендикуляра и главной оптической оси называется главной задней точкой. Плоскость H', содержащая прямую h'-1 и перпендикулярная главной оптической оси линзы, называется главной задней плоскостью линзы. Как главные плоскости, так и главные точки могут находиться как вне, так и внутри системы. Одна из главных плоскостей может проходить внутри, а другая - вне системы. Возможно также, что обе плоскости будут лежать вне системы по одной и той же стороне нее У линзы имеются две главных плоскости: H'(для светового луча AD) и H (для светового луча A'D': точка 2 является главной передней точкой, а плоскость H является главной передней плоскостью). Плоскости H и H' заменяют главную плоскость тонкой линзы, у которой главные плоскости сливаются, а главные точки совпадают с оптическим центром тонкой линзы Положение главных плоскостей в линзе зависит от формы линзы и ее толщины (http://fotoslov.ru/images/glavnie-ploskosti.jpg): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/h-h.jpg)
Варианты расположения главных плоскостей в линзах разной формы В симметричных объективах главные плоскости обычно расположены внутри системы (сравнительно недалеко от плоскости диафрагмы). В телеобъективах главные плоскости вынесены далеко вперед и расположены вне объектива ● сопряженные - плоскость предмета И плоскость его изображения (например, главные плоскости являются сопряженными). Главные сопряженные плоскости, обеспечивают увеличение, равное единице (т.е. они образуют прямое изображение в натуральную величину предмета) ● узловые - плоскости, перпендикулярные к оптической оси, и проходящие через узлы ● фокальная - представляет собой геометрические места точек, изображения которых находятся в бесконечности (иначе - плоскость, перпендикулярная главной оптической оси и проходящая через фокус линзы). Плоскость, перпендикулярная к главной оси и проходящая через задний фокус линзы, называется задней фокальной плоскостью, а плоскость, перпендикулярная к главной оси и проходящая через передний фокус линзы, называется передней фокальной плоскостью). В фокальной плоскости размещается сенсорная матрица цифрового устройства или фотопленка регистрации изображения (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/thumb/4/49/Lens_ray_tracing_01.gif/500px-Lens_ray_tracing_01.gif) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/focal-srf.jpg)
● фокальная задняя - плоскость, перпендикулярная оптической оси и проходящая через задний фокус
● фокальная передняя - плоскость, проходящая через передний фокус и перпендикулярная к оптической оси системы (она сопряжена с бесконечно удаленной плоскостью в пространстве изображений)
Плотность − степень почернения участка негатива или бумажного отпечатка, характеризуемая количеством света, прошедшего через негатив (слайд) или отраженного от бумажного отпечатка (иногда используется для описания степени контрастности изображения)
Плотность оптическая - характеристика непрозрачности слоя вещества для световых лучей, определяемая как десятичный логарифм (с обратным знаокм) отношения интенсивностей света, падающего на слой, и прошедшего через него Плотность среды оптическая [D] - логарифм величины, обратной пропусканию (оптически более плотная среда сильнее поглощает) Поверхность: ● гладкая - поверхность, у которой величина неровности много меньше длины волны ● зеркальная - поверхность, размеры неровностей которой меньше длины световой волны (лучи, падающие на такую поверхность параллельным пучком, при отражении от нее также распространяются параллельным пучком) ● изображения сагиттальная − положение изображения, образованное лучами света, проходящими через объектив в сагиттальной плоскости. Поверхность изображения обеспечивает оптимальное качество изображения в радиальном направлении на плоскость пленки или светочувствительной матрицы ● объекта меридиональная − положение изображения, образованное световыми лучами, проходящими через объектив в меридиональной плоскости ● оптическая - гладкая регулярная поверхность точно известной формы. Она может быть плоской, сферической или асферической. Для сферических поверхностей достаточно задания только одного параметра поверхности - радиуса кривизны (R). Форма оптических поверхностей должна выдерживаться с точностью, меньшей длины волны ● рассеивающая - поверхность, размеры неровностей которой больше длины световой волны (после отражения от такой поверхности параллельные лучи рассеиваются) Поглощение 2-фотонное - поглощение, при котором система (атом или молекула) переходит с основного (невозбужденного) уровня на возбужденный вследствие одновременного поглощения двух фотонов Поглощение избирательное - преимущественное поглощение телом лучей какого-либо одного цвета и меньше всех остальных цветов (тела серого и черного цвета поглощают свет неизбирательно, а тела коричневого и оливкового цвета - малоизбирательно). При поглощении лучей одного цвета тело окрашивается в дополнительный цвет Поглощение света - уменьшение интенсивности оптического излучения, проходящего через вещество. В общем случае поглощение света связано с поляризацией поглощающих свет молекул Показатель: ● двойного лучепреломления - разность между главным показателем преломления необыкновенного луча в анизотропной среде и показателем преломления обыкновенного луча. Двойное лучепреломление объясняется анизотропией кристаллов. В зависимости от направления вращения плоскости поляризации оптически активные вещества подразделяются на лево- и правовращающие ● поглощения - величина, обратная расстоянию, на котором поток излучения, образующего параллельный пучок, ослабляется в 10 раз в результате поглощения в среде ● преломления вещества абсолютный (n) - физическая величина, равная отношению фазовых скоростей света в вакууме и в данной среде: n = c/v Показатель преломления среды (n) может быть определен по формуле: n = c / v = √ ε* μ где (c) и (v) - соответственно скорости света в вакууме и в среде с диэлектрической проницаемостью (ε) и магнитной проницаемостью (μ) Из физического смысла показателя преломления (n) следует, что для всех сред,- кроме вакуума,- (n) больше 1. Участки спектра с бОльшим (n) при прохождении света через призму отклоняются сильнее (вещество с бОльшим показателем преломления оптически более плотное). Показатель преломления вещества (n) зависит также от частоты света (ω), т.е. фазовая скорость распространения света разной частоты (длины волны) в одной и той же среде будет различна (рис. из пособия: Ревинская О.Г., Кравченко Н.С. Нормальная дисперсия света.- Томск: Изд-во ТПУ, 2012.- 30 с.): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/prizm-3.jpg)
Он считается мерой оптической плотности среды и для всех твердых, жидких и газообразных тел колеблется в пределах от 1 до 2. Например, для стекла он равен 1.5 (т.е. скорость света в стекле будет равна всего 200 000 км/час). Этот показатель зависит от свойств среды и длины волны (увеличивается с уменьшением длины волны): среда с меньшим показателем преломления является оптически менее плотной. У анизотропных веществ (кристаллов с низкой симметрией кристаллической решетки, а также веществ, подвергнутых механической деформации) показатель преломления зависит от направления и поляризации света. В настоящее время известны вещества с отрицательным значением показателя преломления (в них фазовая и групповая скорости волн имеют различное направление). Иногда показатель преломления называют коэффициент преломления. Для измерения показателя преломления световых лучей в прозрачных жидкостях используют рефрактометры (принцип действия прибора основан на явлении полного внутреннего отражения, возникающего на границе раздела двух сред, при переходе луча из оптически более плотной среды в оптически менее плотную) ● преломления отрицательный - наблюдается в оптических средах, в которых диэлектрическая постоянная и магнитная проницаемость отрицательны. Это позволяет создавать 'суперлинзы', которые собирают световые лучи в пучок более узкий, чем это характерно для законов оптической дифракции ● преломления сред относительный - отношению синуса угла падения к синусу угла преломления луча при переходе его из среды одной плотности в среду другой плотности (равен отношению их абсолютных показателей преломления) n = (sin α/sin β) = const или отношению абсолютных показателей преломления сред: n = n2/n1 где n1 и n2 - абсолютные показатели преломления первой и второй сред Примечание. Показатели преломления некоторых прозрачных тел относительно воздуха (для которого показатель преломления равен 1.000292): ▫ Вода - 1.334 ▫ Спирт этиловый - 1.367 ▫ Органическое стекло (плексиглас) - 1.49 ▫ Стекло флинт - 1.616 ▫ Стекло тяжелый флинт - 1.92 ▫ Алмаз - 2.42 Пример хода лучей в плоскопараллельной пластинке
(z3950.ksu.ru/full_fond/books/klass/016/optics/010.pdf):
● преломления обыкновенного луча - отношение скорости электромагнитного излучения в вакууме к фазовой скорости обыновенного луча в анизотропной среде. Преломление возникает, при прохождении света через область пространства с измененным показателем преломления (этот принцип позволяет использовать линзы для фокусирования света)
Поле - часть плоскости предметов, изображаемая оптической системой. Размер поля неограничен в параксиальной оптике и ограничен полевой диафрагмой в реальной оптической системе
Поле оптической системы - часть пространства, расположенная вокруг оптической оси, которая отображается оптической системой. Ограничение поля достигается использованием диафрагмы. Поле предмета на конечном расстоянии до объектива характеризуется линейной величиной, а предмета на бесконечном удалении - угловой величиной
Поле зрения - угловое пространство, видимое глазом при фиксированном взгляде (т.е. часть пространства/плоскости, отображаемая оптической системой). В устройствах для наблюдения значительно удаленных предметов (бинокль, перископ и т.п.) поле зрения характеризует угол
φ = l/L (l - расстояние между крайними видимыми точками плоскости, в которой находится рассматриваемый объект, L - расстояние до объекта). Поле зрения в биноклях - (5-10)o, а в самых совершенных телескопах - несколько дуговых минут. Среднестатистический человек имеет следующие поля зрения: вверх - 55о, вниз - 60о, наружу - 90о, внутрь - 60о. Двумя глазами человек видит практически на 180о перед собой (некоторые птицы видят почти на 360о). Величина поля зрения определяет формат изображения. Поле зрения глаза зависит от цвета света: наименьший размер поля зрения при зеленом свете, наибольший - при синем Поле зрения окуляра: - входное (линейное [мм], равно диаметру его полевой диафрагмы) - выходное (угловое [градус], равно углу, образованным пересечением главного луча с оптической осью на выходе системы) Поле световое - электромагнитное поле оптического диапазона частот Полосы интерференционные - светлые и темные полосы, создающие на экране интерференционную картину, где светлым полосам соответствуют целые порядки интерференции {m = 0, 1, 2, 3, ...}, а темным - дробные порядки максимума интерференции {m = 1/2, 3/2, 5/2, ...}. Интерференционная картина определяется разностью хода интерферирующих лучей (интерференция возникает не при любой разности хода, а при определенном (и меньшем) ее значении, обусловленном природой источника излучения Полосы равного наклона - (http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/2062/ПОЛОСЫ) интерференционная картина в виде темных и светлых полос, образующаяся при освещении плоскопараллельной пластинки расходящимся или сходящимся пучком монохроматического пучка света или непараллельным пучком. Каждая полоса проходит через те точки слоя, на которые лучи света падают под одним и тем же углом (под одинаковым наклоном). Все полосы обусловлены интерференцией света, отраженного от передней и задней границы пластинки (полосы в отраженном свете) или интерференцией света, прошедшего через пластинку без отражения, со светом, дважды отраженным поверхностями пластинки (полосы в проходящем свете). Для наблюдения интерференционной картины лучи S и S1, падающие под одним углом, собираются линзой в точке О, а падающие под другим углом - в точке О' (по http://bse.sci-lib.com/article091093.html): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/naclon.jpg)
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/naclon-1.jpg)
Интерференционные картины в отраженном 'а)' и прошедшем 'б)' свете взаимно дополняют одна другую (Годжаев Н.М. Оптика. М.: Высшая школа, 1977) Полосы равной толщины - (http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/2063/ПОЛОСЫ) чередующиеся темные и светлые полосы в виде концентрических окружностей, наблюдаемые над/под поверхностью пленки переменной толщины (или тонкого стеклянного оптического клина) при освещении их пучком параллельных лучей. Эффект проявляется вследствие интерференции света, отраженного от передней и задней границ слоя, максимумы и минимумы освещенности полос которой совпадают с линиями на поверхности слоя, где разность хода интерферирующих лучей одинакова. Расположение полос зависит от угла падения луча и от угла клина (картина расположена тем ближе к поверхности пленки, чем меньше угол падения). Для нормально падающего света полосы равной толщины интерференционной картины локализованы на поверхности пленки. При изменении толщины пленки интерференционные полосы будут располагаться вдоль ее участков с одинаковыми разностями хода лучей (т.е. с одинаковыми значениями толщины пленки). В случае пленки идеально одинаковой толщины разность хода лучей будет неизменной и интерференция возникать не будет. Примером регулярных полос равной толщины являются кольца Ньютона (см.), наблюдаемые как в отраженном, так и в проходящем свете в случае воздушного зазора между двумя сферическими поверхностями или сферой и плоскостью (при падении нормального параллельного пучка света на плоскую поверхность линзы). Эффект возникновения полос равной толщины обычно используется для анализа микрорельефа тонких пластинок и пленок (путем сравнения испытуемой поверхности с эталонной). Наглядным проявлением эффекта является появление радужной окраски мыльных пузырей или пленки от масляных пятен на воде ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/tolsin.jpg)
[Полу]тень - явление возникновения затемнения вследствие отклонения геометрических размеров источника света от точечного источника света (подтверждает закон прямолинейного распространения света; http://www.sever.eduhmao.ru/var/db/html/8900.12di3.gif)
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o10.jpg)
Полутень образуется если размер источника света равен или больше размеров предмета. Полутон - цвет, образующийся при соединении белого цвета с другими оттенками (например, розовым или 'слоновая кость'). Поляризатор [идеальный] - устройство, в котором происходит полное поглощение электромагнитных волн, поляризованных перпендикулярно плоскости поляризатора. Неполяризованная волна, проходящая идеальный поляризатор, превращается им в линейно- или плоско поляризованную волну, плоскость колебаний вектора напряженности электрического поля которой параллельна плоскости поляризатора. Интенсивность колебаний полученной линейно поляризованной волны в два раза меньше интенсивности неполяризованной волны, направляемой на поляризатор. Примечание. Неполяризованную волну можно представить в виде суммы двух некогерентных волн одинаковой интенсивности, поляризованных взаимно перпендикулярно в произвольно выбранных плоскостях. Для поляризатора в качестве одной из таких плоскостей является плоскость поляризатора, тогда через поляризатор пройдет волна, поляризованная параллельно этой плоскости, а волна, поляризованная перпендикулярно этой плоскости, будет поглощена. Следовательно, интенсивность прошедшей через поляризатор линейно поляризованной волны будет в 2 раза меньше интенсивности неполяризованной волны Поляризатор несовершенный - поляризатор, в котором не происходит полного поглощения электромагнитных волн, поляризованных перпендикулярно плоскости поляризатора. Неполяризованная волна, проходящая несовершенный поляризатор, не является полностью линейно поляризованной волной Поляризация света - ориентация векторов напряженности электрического поля Е и магнитной индукции Н световой волны в плоскости, перпендикулярной направлению распространения света. Обычно поляризация происходит при отражении и преломлении света, а также при прохождении его через поляроид. При прохождении света через кристаллы исландского шпата или турмалина (кроме кристаллов кубической сингонии) также происходит разложение луча на две световые волны, распространяющиеся с различными скоростями. Обычный (естественный) свет (солнечный свет или свет от ламп накаливания) не поляризован. Поляризация света изменяется также при его отражении (на этом принципе основано применение поляризующих фильтров в фотографии). По изменению поляризации света при отражении его от поверхности можно судить о структуре этой поверхности. Величина угла вращения плоскости поляризации прямо пропорциональна напряженности внешнего постоянного магнитного поля и длине пути луча в неактивной среде. Поляризация может быть: - линейной (колебания волн которых ориентированы в одном направлении) - круговой или циркулярной (полуоси эллипса равны и эллипс превращается в окружность; волны с круговой поляризацией могут вращаться вправо или влево по отношению к направлению движения, т.е. хиральность волны зависит от того, какое из этих двух вращений присутствует в волне) - хроматической (наблюдается при интерференции поляризованных лучей; на явлении хроматической поляризации основано двойное лучепреломление) - эллиптической (конец вектора Е описывает эллипс). Предельным случаем эллиптически поляризованного света является плоскополяризованный свет. Поляризация света очень чувствительна к величине напряженности и ориентации электрических и магнитных полей. Поляризация возможна вследствие способности атомов, молекул и ионов приобретать электрический дипольный момент в электрическом поле. Степень отражения/поглощения световой волны может сильно зависеть от поляризации волны. Например, для стекла при угле падения около 57о световые волны отражаются с поляризацией только в одной плоскости (отраженный свет полностью поляризован). Этот угол называется углом Брюстера Примечание. В поляризованном свете присутствует только одно направление вектора напряженности {в отличие от него в естественном (неполяризованном) свете присутствуют любые направления вектора напряженности 'E'}. Человеческий глаз не различает поляризацию света, но глаза некоторых насекомых (например, пчел), воспринимают ее Поляризация света линейная - поляризация, возникающая когда колебания возмущения происходят в какой-то одной плоскости (световой вектор сохраняет свою ориентацию). Линейно-поляризованный луч света можно представить как результат взаимного наложения двух лучей с правой и левой круговой поляризацией: суммарный вектор будет колебаться вдоль биссектрисы угла между этими векторами. Следовательно, в линейно-поляризованном свете одновременно присутствует левая и правая волна. Обычно линейную поляризацию имеет электромагнитное излучение антенн и рассеянный свет неба Примечание. Если направить объектив фотоаппарата под углом 57о к стеклу, то можно полностью убрать солнечные блики, а используя этот же прием для водной поверхности (угол сдвига равен 53о), можно сфотографировать подводный мир. Поляризация света полная - свет со степенью поляризации 100%. Плоскости колебаний отpаженного и пpеломленного лучей взаимно пеpпендикуляpны: у отpаженного луча она совпадает с плоскостью падения, а у пpеломленного - ей пеpпендикуляpна. Например, обыкновенный и необыкновенный лучи полностью поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Два световых луча с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации непосредственно не интерферируют (это является решающим доказательством поперечности световых волн) (фрагмент из http://900igr.net/up/datas/99698/074.jpg): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/polar.jpg)
Поляризация света частичная - поляризация, при которой колебания вектора напряженности электрического поля Е в определенном направлении преобладают над колебаниями, совершаемых в других направлениях.. Частично поляризованный свет можно рассматривать как смесь полностью поляризованного и естественного света. Она всегда возникает при отражении и преломлении электромагнитных волн оптического диапазона на поверхности диэлектрика, а также после прохождения светом несовершенных поляризаторов и в результате распространения света в средах, содержащих неоднородности. Частичная поляризация света характеризуется степенью поляризации. Падающий поляризованный свет, создает поляризацию диполей в среде, при этом поле излучения линейного диполя поляризовано
Поляриметр - прибор для измерения угла вращения плоскости поляризации монохроматического света в оптически активных веществах
Поляроид - вещество, прозрачное только для волн, поляризованных в каком-то одном направлении (все волны других поляризаций поляроидом поглощаются). Пример поляроида - солнцезащитные очки, стекла которых покрыты пленкой поляроида)
Порог контраста [δ] - контраст, ниже которого изображение уже нельзя зарегистрировать
Порядок интерференции - при расстоянии между пластинами равным (l) и длине волны (λ) порядок интерференции (m) равен
m = 2l / λ причем при неизменном расстоянии между пластинами порядок интерференции увеличивается с уменьшением угла преломления, а наибольший порядок наблюдается в центре интерференционной картины Порядок спектра (см. рис. Дифракция света) 'm' − отсчитывается в обе стороны от центрального максимума. Спектр первого порядка содержит все цвета радуги. За ним следует спектр второго порядка (также содержащий все цвета радуги), и т.д. Спектры разных порядков могут накладываться друг на друга (например, возможно наложение красной части спектра первого порядка на синую часть спектра второго порядка). Наложение зависит от периода дифракционной решетки: с его уменьшением наложенные части спектра все больше сдвигаются к более высоким порядкам. Порядок главного максимума может быть нулевого (только один), первого или второго порядков (по два). Положение главных максимумов зависит от длины волны (при пропускании через решетку белого света все максимумы, кроме центрального, разложатся в спектр). Например, наибольший порядок 'm' спектра (целое число) для дифракционной решетки с периодом (d = 1180 нм) для линии желтого цвета (с длиной волны λ = 589 нм) можно определить по формуле: d▪sin θ = m▪λ (угол θ считаем равным 90о), тогда m = 1180/589 = 2 Построение изображений: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o13.jpg)
Построение изображения в собирающей линзе (http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/732f898b-eb73-5983-ca81-467f136d265b/0400203.gif) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o14.jpg)
Построение изображения в рассеивающей линзе (http://fizika.ayp.ru/sites/default/files/fizika/images/6/3-3-4.gif) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o15.jpg)
Построение изображений в фотоаппаратe (http://bourabai.kz/physics/optics_3.html) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o16.jpg)
Построение изображений в проекционном аппарате (К - конденсор) (http://ppt4web.ru/images/73/11509/310/img17.jpg) Проекционный аппарат предназначен для получения крупномасштабных изображений. Объектив 'O' фокусирует изображение плоского предмета (диапозитив 'D' ) на удаленном экране 'Э'. Конденсор 'K' предназначен для концентрации света источника 'S' на диапозитиве (на экране 'Э' создается действительное увеличенное перевернутое изображение). Изменять увеличение проекционного аппарата можно приближая или удаляя экран 'Э' с одновременным изме- нением расстояния между диапозитивом 'D' и объекти- вом 'O' ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o18.jpg)
Отражение пучка лучей от вогнутого сферического зеркала: 'O' - оптический центр, 'P' - полюс, 'F' - главный фокус зеркала; 'OP' - главная оптическая ось, 'R' - радиус кривизны зеркала (http://bourabai.kz/physics/img/6-2-2000.gif) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o19.jpg)
Отражение пучка лучей от выпуклого зеркала: 'F' - мнимый фокус зеркала; 'O' - оптический центр; 'OP' - главная оптическая ось (http://fizika.ayp.ru/sites/default/files/fizika/images/6/3-2-3.gif) Постулаты Эйнштейна: 1.Скорость света не зависит от системы отсчета. 2. E=mc2 (энергия покоящегося тела равна произведению его массы на квадрат скорости света) Поток световой (см. Люмен)- количество излучаемой энергии, протекающей через единицу площади за единицу времени (характеризует мощность источника света). Величина полного светового потока характеризует излучающий источник, и ее нельзя увеличить никакими оптическими системами. При отражении и пропускании светового потока различают направленное и диффузное (рассеянное) отражение и пропускание Правила знаков - см. Википедия и 'Бегунов Б.Н. Геометрическая оптика. Изд. МГУ, 1966.- 195 с.' и рисунок из ГОСТ 7427-76: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/znaki.jpg)
Правила параксиальной оптики: - луч, идущий в пространстве предметов параллельно оптической оси, в пространстве изображений проходит через задний фокус - лучи, идущие параллельно друг другу, пересекаются в одной точке на фокальной плоскости - луч, идущий через центр линзы, находящейся в однородной среде, не преломляется Предмет - совокупность точек, из которых выходят лучи, попадающие в оптическую систему Преломление / рефракция - изменение направления луча/волны, возникающее на границе двух сред, через которые этот луч проходит или в одной среде, но с переменными ее свойствами, в которой скорость распространения волны различна (при изменении передающей среды изменяется скорость волны, но ее частота не меняется). В обоих случаях действует один и тот же закон: скорость волны зависит от показателя преломления конкретной передающей среды. Преломление наблюдается в случае разных фазовых скоростей волн в контактирующих средах (при пересечении границы сред максимум волны сохраняется) Преломление света - р_е_з_к_о_е (в отличие от рефракции) изменение направления световых лучей при переходе их через границу двух сред, если вторая среда прозрачна (т.е. изменение направления световых лучей при изменении показателя преломления среды, через которую эти лучи проходят). Разные вещества, прозрачные для оптических излучений, обладают неодинаковой преломляющей способностью (например, стекло преломляет лучи сильнее, чем вода) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o22.jpg)
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o23.jpg)
Преломление параллельного пучка лучей в собирающей и рассеивающей линзах (http://fizika.ayp.ru/sites/default/files/fizika/images/6/3-3-2.gif): O1 и O2- центры сферических поверхностей O1O2 - главная оптическая ось O - оптический центр F - главный фокус F'- побочный фокус ОF - фокусное расстояние OF'- побочная оптическая ось Ф - фокальная плоскость Призма - оптический элемент из прозрачного материала (обычно - стекла), имеющий плоские полированные грани, через которые проходит свет, изменяющий в ней направление распространения (преломляющийся). При прохождении солнечного света через призму 'P' он разлагается в спектр (основные цвета - красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый). Не только лучи одной и той же частоты отклоняются призмами из разных материалов на различный угол, но и ширина участков спектра, соответствующих одинаковому интервалу частот, также будет различной ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o20.jpg)
(http://textedu.ru/tw_files2/urls_7/161/d-160964/img22.jpg) Изменение направления луча света при прохождении через призму зависит от угла между двумя гранями призмы (направление третьей грани призмы не влияет на ход луча) (рис. из пособия: Ревинская О.Г., Кравченко Н.С. Нормальная дисперсия света.- Томск: Изд-во ТПУ, 2012.- 30 с.): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/prizm-1.jpg)
Угол отклонения луча призмой (φ) - в общем случае зависит от: - показателя преломления материала призмы (n) - преломляющего угла призмы (δ) - угла падения луча на грань призмы (α1) Углы (α1) и (α2) - углы отклонения падающего и вышедшего лучей от нормалей, проведенных, соответственно, к левой и правой граням призм. Согласно закону преломления луч внутри призмы будет составлять угол (β1) с нормалью, проведенной к левой грани, и угол (β2) с нормалью к правой грани призмы Различные случаи расположения падающего и вышедшего лучей призмы: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/prizm-2.jpg)
Призмы могут быть классифицированы на:
▪ дисперсионные [действие призмы основано на явлении дисперсии] ▪ отражательные ▪ поляризационные ▪ специальные Примечание. Спектральная призма прямого зрения (из книги Ландсберг Г.С. Оптика.- М.: Физматлит, 2003.- 848 с.) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/pr-prizm.jpg)
Призмы дисперсионные / спектральные - группа призм, предназначенных для разложения в спектр излучений оптического диапазона, различающихся длинами волн (в результате зависимости угла отклонения луча, прошедшего через призму, от показателя преломления 'n', различного для лучей разных длин волн)
Призма Николя (см. Приложение) - поляризационная призма, изготовленная из исландского шпата, обладающего двойным лучепреломлением (предназначена для получения плоскополяризованного света)
Призмы отражательные - группа призм из оптически изотропных материалов, внутри которых происходит полное внутреннее отражение света от одной или нескольких граней (луч света, падающий из окружающей среды на грань отражательной призмы под углом к ней, выходит обратно в среду из той же или другой грани под таким же углом, при этом исходное направление луча может измениться). Введение в пучок лучей отражательной призмы оптически эквивалентно размещению на его пути плоскопараллельной пластинки толщиной, равной расстоянию, проходимому лучами в материале призмы. При падении лучей на грань призмы под углом происходит такое же смещение пучка и возникают те же аберрации. В отличие от спектральных отражательные призмы пространственно не разделяют проходящее излучение по его частотам (т.е. не вызывают дисперсии света), а от поляризационных отличаются отсутствием двойного лучепреломления. Если угол падения луча на какую-либо грань меньше предельного, на эту грань наносится пленка зеркально отражающего покрытия
Призмы поляризационные - класс призм, с помощью которых получают линейно поляризованное оптическое излучение. Они обычно состоят из двух или большего количества трехгранных призм, хотя одна из которых вырезается из оптически анизотропного кристалла (призмы Николя, Фуко и др.). В однолучевых поляризационных призмах пропускается необыкновенный луч, а обыкновенный - отсекается, поглощается или отводится в сторону. Двухлучевые поляризационные призмы пропускают обе взаимно-перпендикулярно линейно поляризованные компоненты исходного пучка, пространственно их разделяя. Для таких призм характерны практически полное отсутствие хроматической аберрации и незначительная апертура полной поляризации, а также относительно большие размеры. Призмы позволяют получать однородно поляризованные пучки со степенью поляризации, незначительно отличающейся от единицы. Поляризационные призмы обычно изготавливают из исландского шпата (CaCO3) и кристаллического кварца (SiO2)
Принцип Гюйгенса - Френеля: вторичные волны, исходящие из любой точки фронта волны, обязательно интерферируют (следствие из опыта Юнга по прохождению света через узкую щель; http://bourabai.kz/physics/optics_8.html)
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o21.jpg)
Направления движения волн показаны стрелками Принцип таутохронизма - оптические длины всех путей, соединяющих точку предмета с точкой изображения, одинаковы (или иначе - оптическая длина любого луча между двумя волновыми фронтами одна и та же) при условии распространения света как распространение волновых фронтов (в том числе в неоднородных средах). Более подробно - см. в Интернете Принцип Ферма (законов геометрической оптики): оптическая длина хода луча, соединяющего две несопряженные точки, всегда имеет минимальное значение по сравнению с другими путями, близкими к истинным (т.е. свет выбирает кратчайший путь между двумя точками, требующий минимального времени прохождения) Пропускание диффузное - явление, сопровождаемое значительным увеличением телесного угла светового потока (например, при прохождении света через молочные стекла, которые выступают и как диффузный отражатель, и как диффузная среда) Принцип таутохронизма - оптическая длина любого луча между двумя волновыми фронтами одна и та же Принцип Ферма - оптическая длина луча между двумя точками минимальна по сравнению со всеми другими линиями, соединяющими эти две точки Природа света - корпускулярная теория (Ньютон): свет - поток частиц, идущий во все стороны от источника (теория не в состоянии объяснить, почему не происходит перенос вещества и почему пересекаясь лучи не взаимодействуют) - волновая теория (Гюйгенс): свет- поток волн, распространяющийся в особой среде- эфире, который заполняет все пространство (теория не в состоянии объяснить возникновение тени) В XX веке полностью доказана двойственная природа света: он обладает как корпускулярными (объяснимо явление фото- эффекта, явление возникновение тени, излучение и поглощение света различными веществами), так и волновыми свойствами (объяснимы явления интерференции и дифракции света)Проекция оптическая - формирование оптических изображений объектов на рассеивающей (матовой) поверхности (обычно - стекле), служащей экраном для наблюдения Прозрачность - отношение потока излучения, прошедшего в среде единичный путь без изменения направления, к потоку, вошедшему в эту среду в виде параллельного пучка Пропускание света - отношение освещенности на выходе оптической системы к освещенности на ее входе (измеряется в %) Просветление оптики - уменьшение коэффициентов отражения деталей оптической системы путем нанесения на них специальных покрытий (например, в биноклях или оптических прицелах). Наносимая пленка имеет коэффициент преломления меньший, чем у материала оптического элемента. Просветление оптики основано на явлении интерференции. Просветляющее покрытие состоит из одной или нескольких пленок толщиной (0.00010-0.00015)мм, наносимых на поверхность каждой линзы напылением в вакууме. Даже однослойное просветление позволяет уменьшить коэффициент отражения с (4-7)% до (1-2)%, а многослойное(в зависимости от количества слоев)- до (0.2-0.5)% Просветленный объектив имеет не только значительно лучшие показатели светопропускания, но и лучшую контрастность (за счет снижения паразитного светорассеяния)Пространство изображений - пространство за объективом, где располагается изображение снимаемых предметов, находящихся перед объективом в предметном пространстве, На схемах пространство изображений принято располагать справа от объектива, где расположен задний фокус. В пространстве изображений любой оптической системы расположены задние: - главная плоскость - фокальная плоскость - поверхность последнего оптического элемента (например, линзы) - главная точка - узловая точка - фокус (http://alcala.ru/bse/big/img2_1/encyclopediyaRU-227441144.jpg) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/object.jpg)
Пространство объектов (предметов, предметное) - совокупность точек, изображение которых можно получить с помощью оптической системы (пространство, в котором расположены предметы)
Пучок / пучки - оптическое излучение, распространяющееся в направлении к некоторой ограниченной области пространства, называемой вершиной (фокусом, центром) светового пучка. Пучок является расходящимся (когда излучение распространяется от его центра) или сходящимся (когда свет идет к центру пучка). Световой пучок имеет только один центр: действительный или мнимый
● астигматический - пучок, лучи которого после выхода из оптической системы не пересекаются в одной точке (образуют изображение какой-либо точки предмета в виде двух отрезков, перпендикулярных друг другу). Это частный случай негомоцентрического пучка. Бесконечно узкий астигматический пучок имеет два локальных (местных) фокуса: меридиональный и сагиттальный. Широкий астигматический пучок имеет две взаимно перпендикулярные плоскости симметрии: меридиональную и сагиттальную ● внеосевой - пучок лучей, выходящий из внеосевой точки предмета (http://aco.ifmo.ru/el_books/basics_optics/glava-7/glava-7-2.html): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/vne_os.jpg)
● гомоцентрический - идеальный пучок, имеющий одну общую (точечную) вершину (все составляющие его лучи или их продолжения проходят через одну точку и имеют общий фокус). Вершина такого пучка может быть определена на основе только двух траекторий его лучей. Такие пучки существуют только в предметном пространстве (гомоцентричность пучка в пространстве изображений в реальных системах нарушается). пучок лучей, имеющих общий центр (все лучи пучка выходят или сходятся в одной токе). Пучок лучей может быть параллельным (ему соответствует плоская световая волна), расходящимся или сходящимся
● лучей - множество линий, пронизывающих пространство (хотя не каждое такое множество линий можно назвать пучком лучей)
● наклонные - пучки, приходящие от внеосевых предметных точек и наклоненные к оси под некоторым углом (в отличие от них от осевых предметных точек приходят пучки, параллельные оптической оси)
● негомоцентрический - пучок, имеющий только локальные фокусы (он не имеет общего фокуса, хотя лучи пересекаются в одной точке). Волновой фронт такого пучка не сферический и не плоской формы
(рис. из http://aco.ifmo.ru/el_books/basics_optics/#top) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/no_homo.jpg)
● осевой - пучок лучей, входящий из осевой точки предмета
● параллельный - пучок, траектории составляющих лучей (или их продолжения) которого можно считать не пересекающимися (параллельный незамкнутый пучок имеет бесконечно удаленный точечный центр). Параллельный пучок не переносит энергию
● световой - оптическое излучение, распространяющееся по направлению к/от некоторой ограниченной области пространства, являющейся вершиной (фокусом, центром) светового пучка (иначе - цилиндрические или конические каналы, внутри которых распространяется свет). Пучок может быть расходящимся (в случае, когда излучение распространяется от его центра) или сходящимся (в случае, когда свет идет к центру). В прозрачной среде пучок может быть представлен в виде совокупности [бес]конечного числа световых лучей: через действительный центр пучка проходят траектории его лучей, а через его мнимый центр - продолжения траекторий. В ряде физических явлений световой пучок может расщепляться на:
- бесконечное (в случае дисперсии света в призме или дифракции на щели) или - конечное (при отражении света от границы раздела двух прозрачных сред: луч расщепляется на преломленный и отраженный) число других пучков. Если поперечные размеры пучка света значительно больше длины волны, расходимостью пучка можно пренебречь (считать, что он распространяется только в направлении вдоль светового луча). ● фокус пучка - точка, в которой пересекаются все лучи пучка Пятно рассеяния - изображение светящейся точки Радиус кривизны (сферических поверхностей) - положителен для выпуклой поверхности, отрицателен - для вогнутой и стремится к бесконечности - для плоской поверхности Развертка призмы - перенос без искажения размеров всех граней призмы в одну плоскость. Процедура эквивалентна нахождению толщины плоскопараллельной пластины, в которой длина хода луча такая же, как в исходной призме, а угол падения на входную грань равен углу преломления на выходной грани. Простейший пример развертки призмы - развертка кубика на плоскости: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/cub.jpg)
Разность астигматическая - расстояние между меридиональным и сагиттальным фокусами (характеризует величину астигматизма) или иначе - расстояние между двумя фокальными линиями, измеренное вдоль главного (центрального) луча пучка
Разность хода лучей (оптическая разность хода) - разность оптических длин пути двух световых лучей, имеющих общие начальную и конечную точки:
Δ = n2r2 - n1r1 Разность хроматическая - разность сферических аберраций для различных лучей спектра (она полностью характеризует резкость изображения точки на оптические оси) Разрешающая сила объектива (разрешение объектива) - характеристика объектива, отображающая его свойства по передаче четкого изображения [она оценивается по количеству воспроизводимых штрихов на (1 мм) изображения, которое тот способен спроецировать на фоточувствительный элемент: пленку или матрицу цифровой камеры]. При этом сам снимаемый объект должен находится в фокусе, а не в зоне резкого изображения для данного объектива. Измерения разрешающей способности проводят с помощью специальных мир Разрешение пространственное - наименьший линейный размер объектов, различимых на изображении. Такое разрешение зависит от величины угловой апертуры и дальности до объекта съемки (оно ограничивается дифракцией) Ракурс − положение камеры (высокое, среднее или низкое) относительно объекта съемки. Использованием необычных ракурсов достигаются интересные зрительные эффекты (например, перспективное сокращение более удаленных частей объекта съемки) Рассеяние света комбинационное - рассеяние света веществом, при котором изменяется частота света Расстояние: ● вершинное фокусное (оптической системы) - расстояние от вершины передней или задней оптической поверхности до точки переднего или заднего фокуса оптической системы. Расстояние от передней (первой по ходу луча) оптической поверхности до переднего фокуса называется передним, а расстояние от последней оптической поверхности до заднего фокуса называется задним вершинным фокусным расстоянием (отрезки A-F и A'-F' - cм. рис. статьи 'Плоскости системы главные'). Вершинные фокусные расстояния могут быть равны только в случае симметричного объектива. В пределах одной оптической системы не только возможны случаи, когда заднее фокусное расстояние положительно, а переднее фокусное расстояние отрицательно, но и другие случаи. Примечания: 1. Величины переднего и заднего фокусных расстояний обратно пропорциональны соответствующим показателям преломления сред пространств предметов и изображений 2. Вершинные фокусные расстояния иначе называются передний фокальный отрезок и задний фокальный отрезок (величина заднего и переднего фокальных отрезков обычно не совпадает с фокусным расстоянием системы). Расстояние от последней поверхности до главного фокуса часто называется задним отрезком. ● гиперфокальное - наименьшее съемочное расстояние, при котором 'бесконечно удаленная точка' находится в пределах глубины резкости ● между интерференционными полосами - расстояние между двумя соседними максимумами интенсивности ● минимальное (наилучшего зрения) / (ясного видения) − ближайшее расстояние, на котором глаз с нормальным зрением может видеть объект без напряжения {обычно оно равно (0.25 м) или (0.8 фута)} ● объектива гиперфокальное - самое короткое расстояние до объекта, при котором 'бесконечность' попадает в область глубины резкости (простирающейся от половины гиперфокального расстояния до бесконечности) ● падения − расстояние от оптической оси до параллельного луча, входящего в объектив (http://www.ostava.ru/vcd-/ncd-1-30-162-1/Text_list.html): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/dist_fall.jpg)
● проекционное - расстояние от объектива до экрана (оно определяет длину зрительного зала кинотеатров)
● фокусное [главное](F) - расстояние от центра линзы до предмета (это кратчайшее из всех фокусных расстояний, какие могут быть использованы на практике) - http://www.comcom.ru/baza_znanij/detail/11381/
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/l-focus.jpg)
Оно является главной характеристикой объектива и отвечает за 'величину' изображения, проецируемого объективом на пленку (или матрицу цифрового) фотоаппарата. Различают переднее (первое) и заднее (второе) фокусное расстояние. Фокусное расстояние вогнутого зеркала и собирающей линзы - положительное, а выпуклого зеркала и рассеивающей линзы - отрицательное. Чем больше фокусное расстояние объектива, тем дальше от объектива располагается фотоматрица или пленка/пластинка, тем менее ярко она будет освещена. Например, диапазон фокусных расстояний (6 - 60) мм означает 10-кратный 'зум' устройства. Переднее и заднее фокусные расстояния отсчитываются от главных плоскостей, а вершинные - от вершин сферических поверхностей. Переднее и заднее фокусные расстояния оптической системы в однородной среде равны по абсолютной величине, но противоположны по знаку. Отношение фокусных расстояний в оптической системе равно отношению показателей преломления крайних (первой и последней) сред, взятому с обратным знаком: f'/f = - n' / n Чем больше фокусное расстояние объектива, тем более крупное, 'приближенное' изображение мы получим при съемке с одной и той же точки и наоборот (чем меньше фокусное расстояние объектива, тем более широкая панорама поместится на фотографии). В зависимости от фокусного расстояния объективы можно поделить на: - стандартные - широкоугольные (у зеркальных аппаратов задний фокальный отрезок обычно удлинен,так как зеркало видеоискателя не позволяет расположить объектив близко к плоскости изображения) - длиннофокусные(они имеют укороченный задний фокальный отрезок, позволяющий уменьшить габаритные размеры объектива). Объективы могут быть с фиксированным фокусным расстоянием и с переменным фокусным расстоянием (трансфокаторы). Для каждого объектива главное фокусное расстояние- величина постоянная Оно обозначается буквой 'f' или 'F' и выражается в сантиметрах(иногда в миллиметрах). Величина его указывается на оправе объектива (например, если F=5, то главное фокусное расстояние данного объектива равно 5 см)● фокусное заднее - расстояние от задней главной точки до заднего фокуса (при положительном знаке заднего фокусного расстояния оптическая система называется положительной / собирательной, а при отрицательном знаке заднего фокусного расстояния - отрицательной / рассеивающей) ● фокусное переднее - расстояние от вершины первой поверхности оптической системы до точки переднего фокуса ● фокусное сопряженное [d] - расстояние от задней главной плоскости объектива до изображения объекта, когда объект расположен на некотором расстоянии от объектива. Сопряженное фокусное расстояние 'd' всегда больше фокусного расстояния объектива 'f' и тем больше, чем меньше расстояние от объекта до передней главной плоскости объектива 'R' (в фотографии часто сопряженное фокусное расстояние называют 'выдвижением объектива'). Для линзы эти расстояния связаны отношением, непосредственно следующим из формулы линзы: 1/f = 1/R + 1/d d/f = (R/f) / [(R/f) - 1] или, если 'd' и 'R' выразить в величинах фокусного расстояния 'f': d = R/(R-1) Эта зависимость приведена в таблице, в которой расстояния 'd' и 'R' выражены в величинах 'f'. Изменение величины сопряженного фокусного расстояния:
и радиусов (R1, R2) кривизны линз можно определить по формуле: 1/f = (n - 1)*(1/R1 + 1/R2) причем радиусы кривизны считаются положительными для двояковыпуклых линз и отрицательными - для двояковогнутых ● фокусное фиксированное − характеристика съемочного объектива камеры, у которой отсутствует возможность фокусировки изображения. Фокусное расстояние такого объектива неизменно или фиксировано ● фокусное эффективное - фокусное расстояние двух простых линз (расположенных на расстоянии 'a') с общей главной осью и фокусными расстояниями 'f1' и 'f2' соответственно. Эквивалентное фокусное расстояние зависит от фокусных расстояний каждого элемента системы и оно равно: 1/F = 1/f1 + 1/f2 - (a/f1*f2) = f1*f2 / (f1 + f2 - a) или при a = 0 (при совмещении линз): 1/F = 1/f1 + 1/f2 Растр - картина неподвижных волн Рацемат − эквимолярная смесь двух антиподов. Она не проявляет оптической активности, что вызывается точной компенсацией вращений, вызванных двумя антиподами, при этом полное вращение плоскости поляризации света равно нулю. Для рацематов в твердой фазе различают рацемическую смесь, рацемическое соединение и рацемический твердый раствор Ребро призмы преломляющее - линия пересечения преломляющих плоскостей (ребро двугранного угла) иначе - линия пересечения граней призмы Рефлектор - телескоп с зеркальным объективом Рефрактор - телескоп, построенный по типу зрительной трубы, объективом которого служат линзы. Угловое увеличение телескопа максимально при длиннофокусном объективе и короткофокусном окуляре Рефрактометр - прибор для измерения показателей преломления веществ Рефракция глаза - характеристика глаза как оптической системы. Если оптическая сила глаза и его размеры соответствуют друг другу (нормальная рефракция), параллельные лучи света, проникающие в глаз, фокусируются в центре сетчатки - в области желтого пятна (в этом случае на сетчатке получается четкое изображение рассматриваемого предмета) - это обязательное условие хорошего зрения (http://bourabai.kz/physics/optics_5.html) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o24.jpg) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o25.jpg)
При нарушениях рефракции возникают близорукость или дальнозоркость. Лечение аномалий рефракции медикаментозными средствами невозможно. При ее нарушениях применяется коррекция зрения оптическими линзами {подбор очков: собирающей линзы - при дальнозоркости ('a') рассеивающей линзы - при близорукости ('б')} ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o245.jpg)
(http://bourabai.kz/physics/optics_4.html) Рефракция нормальная или эмметропия - соответствие оптической силы глаза и его размеров друг другу (т.е. когда параллельные лучи света, проникающие в глаз, фокусируются в области желтого пятна; в этом случае в центре сетчатке получается четкое изображение рассматриваемого предмета). При нарушениях рефракции возникают близорукость или дальнозоркость. Оптическая сила преломляющих элементов глаза (роговая оболочка с хрусталиком) лежит в пределах 52.59 - 71.30 диоптрии (в среднем - 59.92 диоптрии) Рефракция света - в широком смысле это преломление лучей света в атмосфере Земли (т.е. изменение направления световых лучей при изменении показателя преломления среды, через которую эти лучи проходят). Иначе - распространение световых лучей в средах с п_л_а_в_н_о меняющимися от точки к точке показателям преломления (траектории лучей света в таких средах -- плавно искривляющиеся линии). В зависимости от состояния атмосферы различают положительную (луч отклоняется к Земле), отрицательную (луч отклоняется от Земли), критическую (луч параллелен поверхности Земли), сверхкритическую (луч возвращается к Земле) или отсутствие рефракции (в случае, если луч не преломляется - остается прямым). Рефракция изменяет видимое положение всех светил на небесном своде, поэтому все астрономические наблюдения должны быть исправлены с учетом рефракции. Примечание. Термин 'рефракция света' обычно используют для характеристики распространения оптического излучения в средах с плавно меняющимися от точки к точке показателем преломления, а термин 'преломление' - в случае резкого изменения направления лучей на границе раздела двух однородных сред с разными показателями преломления Решетки: ● амплитудные - решетки, в которых плоскость каждой щели совпадает с плоскостью решетки, поэтому не возникает разность фаз при прохождении плоской волны через решетку. В таких решетках чередование плоских прозрачных и непрозрачных участков вдоль решетки приводит к изменению амплитуды вдоль направления, перпендикулярного штрихам решетки ● двумерная - получается в результате наложения друг на друга двух одномерных решеток с углом 90о между их штрихами ● дифракционная / одномерная - совокупность большого числа узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками. Направления (φ), по которым будут наблюдаться максимумы света длиной волны (λ) можно определить по формуле: sin φ = n*λ / d где d - период (постоянная) решетки (см. рис. статьи ДИФРАКЦИЯ СВЕТА); n = {0, +1, +2, +3,...}. Дифракционные решетки могут быть отражающими (вызывают периодическое изменение фазы, но не приводят к изменению амплитуды) и прозрачными (пропускающими, простыми). Разрешающая сила дифракционной решетки пропорциональна порядку спектра и числу ее щелей. Раздельное восприятие двух близких спектральных линий зависит не только от расстояния между ними, но и от ширины спектрального максимума. Минимальное угловое расстояние между точками, при котором глаз воспринимает их еще раздельно, равно одной угловой минуте. Максимумы интенсивности главные - положения максимумов амплитуд колебаний, посылаемых одной щелью решетки. С помощью дифракционной решетки можно определять длины световых волн, падающих на нее (см. Дифракция света): λ = (d*sin φ) / n ● дифракционные амплитудные - решетки, в которых плоскость каждой щели совпадает с плоскостью решетки (в этом случае при прохождении плоской волны через решетку не возникает разности фаз) ● дифракционные амплитудно-фазовые - решетки, которые могут одновременно изменять как амплитуду, так и фазу волны (их изготавливают нанесением штрихов на стекло или металл) ● дифракционные фазовые - решетки, в пределах каждого штриха которых предусмотрена разность хода лучей за счет нанесения соответствующих профилированных бороздок. Фазовые решетки могут быть отражающими и пропускающими ● периодические - структуры с равноудаленными белыми и черными полосами Самофокусировка - явление сужения узкого лазерного пучка вследствие действия нелинейной среды как собирающей линзы (наблюдается, например, в жидком нитробензоле) Сахариметр - прибор для определения концентрации сахара или других оптически активных веществ в растворах по углу вращения плоскости поляризации Свет: {электромагнитные сферические волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом, распространяющиеся во всех направлениях от источника света}. Свет обладает как корпускулярными или квантовыми (проявляется в явлениях фотоэффекта и при излучении и поглощении атомов), так и волновыми (проявляется в явлениях дифракции, интерференции и поляризации) свойствами. Лебедев доказал, что свет обладает массой и является особой формой материи}: Свет представляет собой как поперечные электромагнитные колебания,
так и поток материальных частиц - световых квантов (или фотонов):
сталкиваясь с электронами фотоны передат им свою энергию, равную
величине (hν). Длина электромагнитных световых волн находится в
пределах (400-800)*10-9м. Световые волны излучаются
электронами при переходе их с одной орбитали на другую.
Электроны в спокойном состоянии не излучают свет; чтобы свет
излучался непрерывно, им нужно сообщить дополнительный
приток энергии. Свет испускается только возбужденными атомами.
Основными характеристиками света являются:
спектральный состав (определяется диапазоном длин волн света)
фотометрические (световые и энергетические) величины
поляризация (определяется изменением пространственной
ориентации электрического вектора по мере распространения
волны в пространстве)
направление распространения луча света (совпадающее
с направлением нормали к волновому фронту, при
отсутствии явления двойного лучепреломления)
Свет следует принципу суперпозиции, являющимся волнообразным
свойством
● естественный - неполяризованный свет (совокупность некогерентных световых волн со всеми возможными ориентациями плоскостей поляризации). При падении на кристалл как естественного, так и линейно поляризованного света возникает двойное лучепреломление ● заполняющий − дополнительный свет от лампы, фотовспышки или отражателя, используемый для смягчения (высветления) теней или темных участков изображения, созданных очень ярким основным светом. Если для создания такого света используется фотовспышка, то режим называется 'заполняющей вспышкой' ● крученый − электромагнитная волна с фронтом в виде спирали ● (линейно/плоско) поляризованный - свет, световой вектор которого в каждой точке пространства совершает колебания вдоль неизменного направления. Линейно поляризованный свет возникает при отражении (например, от стеклянной витрины, поверхности воды или при прохождении света через некоторые виды кристаллов: кварца, турмалина или кальцита) ● поляризованный - свет, у которого смещен вектор электрического поля {для поляризованного света характерно наличие только одного направления вектора напряженности; в отличие от него в естественном (неполяризованном) свете присутствуют любые направления вектора напряженности} ● поляризованный частично - свет, в котором колебания одного направления преобладают над колебаниями других направлений (формируется в случае наличия частичной корреляции между излучателями) ● рассеянный - примеры (красное солнце утром и вечером) Световозвращение - процесс изменения направления светового луча на 180® с помощью двойного отражения (при световозвращении, в отличие от светоотражения, луч отражается дважды) Светоделитель - полупрозрачное оптическое зеркало для разделения падающего пучка света на прошедший и отраженный: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/delim.jpg)
Светоотражение - может быть двух типов:
- диффузное (описывает не глянцевые материалы типа бумаги или камня; отражения от этих поверхностей можно описать с точным распределением отраженного света в зависимости от микроскопической структуры материала) - зеркальное (описывает блеск поверхностей типа зеркал, которые отражают свет простым и предсказуемым образом, что позволяет создавать отраженные изображения, которые связаны с фактическим (реальным) или экстраполированным (виртуальным) местоположением в пространстве) - при светоотражении, в отличие от световозвращения,- луч отражается один раз. Глянцевые поверхности могут генерировать как зеркальное, так и диффузное отражение. При зеркальном отражении направление отраженного луча определяется углом, под которым падающий луч образует нормаль к поверхности Светопровод (иначе - световод) - закрытое устройство для направленной передачи световой энергии Светопропускание среды - отношение светового потока, прошедшего через среду, к падающему световому потоку. Светопропускание образца отлично от его прозрачности (от прозрачности зависит видимость предмета через слой вещества). Образец может обладать значительным светопропусканием и в то же время малой прозрачностью (чем больше света рассеивается в образце, тем меньше света проходит через него и тем меньше прозрачность образца) Светосила: − наименьшая возможная диафрагма при заданном фокусном расстоянии − отношение освещенности изображения, создаваемого данной оптической системой, к яркости изображаемого предмета Яркость изображения, воспроизводимого объективом, пропорциональна квадрату светосилы. Например, указанное на объективе значение '1 : 1.2' означает, что фокусное расстояние в 1.2 раза больше эффективной апертуры, принятой равной единице. Для зум-объективов приводится диапазон светосилы: первое значение - в широкоугольном объективе, второе - в теле положении фокусного расстояния Светосила геометрическая - отношение диаметра линзы (эффективной апертуры объектива 'D') к ее фокусному расстоянию 'f' (характеризует отношение освещенности изображения к яркости изображаемого предмета). Светосила объектива тем больше, чем меньше значение диафрагменного числа (чем больше его относительное отверстие). Светосила объектива прямо пропорциональна квадрату его действующего отверстия и обратно пропорциональна квадрату его фокусного расстояния. Чем больше диаметр линзы, тем больше света она пропускает. При диафрагмировании сила объектива уменьшается. Численное выражение светосилы объектива равно J=π/4K2, где К - число шкалы диафрагмы (диафрагменное число). Таким образом, наносимое на оправу объектива обозначение характеризует светосилу объектива, но численно выражает относительное отверстие. На оправе объектива указывают числа, характеризующие его светосилу, но численно они выражают значения, обратные относительному отверстию (например, 1.4; 2; 2.8). Числа типа '1:2.8' показывают: - первое- всегда равно 1 (принят диаметр действующего отверстия) - второе (2.8) - показывает, что фокусное расстояние в 2.8 раз больше эффективной апертуры, равной '1'. Полное обозначение (1:2.8) показывает относительное отверстие объектива. При переходе от одного числа(например, от меньшего- 1:2.8) к другому (большему, например, 1:3.5) освещенность (и светосила) увеличиваются в 2 раза. Для сравнения светосилы двух объективов выбирают отношение квадратов знаменателей относительных отверстий этих объективов, т.е. (К2/К1)2. Например, светосила объективов с относительными отверстиями 1:4 и 1:8 будет отличаться в 4 раза т.е. (82 : 42)Светосила объектива − максимальное отверстие объектива (минимальное значение диафрагменного числа). Светосильный объектив пропускает к пленке(матрице) больше света, чем менее светосильный. Объектив с большой светосилой позволяет использовать короткие выдержки в условиях пониженной освещенности Светосила физическая / эффективная: - пропорциональна квадрату эффективного относительного отверстия (учитывает коэффициент пропускания объектива и определяет отношение освещенности изображения к яркости объекта съемки) - равна произведению коэффициента пропускания света на геометрическую светосилу Эффективная светосила всегда ниже геометрической Светофильтр - приспособление, изменяющее спектральный состав и/или интенсивность падающего на него света. Предназначенное для удаления или изменения данного цветового тона, плотности всего изображения или отдельных участков снимаемой сцены. Широко применяется в объективах фотоаппаратуры Светочувствительность - способность фотоматериала образовывать изображение в результате действия света и последующей [химической] обработки (сюда же относятся термины: общая светочувствительность, спектральная чувствительность, эффективная чувствительность, число светочувствительности и шкала светочувствительности). Светочувствительность измеряется в относительных единицах (DIN, ISO, ГОСТ и др.), например, 'фотопленка чувствительностью 65 единиц' Сдвиг (или смещение) поперечный и продольный светового луча при полном внутреннем отражении - см. 900igr.net Сенсибилизатор - органический краситель, способный придавать веществу чувствительность к свету в определенных участках оптического спектра Сенситометрия - учение об измерении фотографических свойств светочувствительных материалов Сечение золотое − правило композиции, при котором наиболее важный элемент изображения, располагается на расстоянии примерно 1/3 по высоте или ширине кадра от его границы. Иначе - такое пропорциональное деление отрезка на неравные части, при котором весь отрезок так относится к большей части, как сама большая часть относится к меньшей; или другими словами, меньший отрезок так относится к большему, как больший ко всему: a : b = b : c (или с : b = b : а) Сечение круговое - окружность, представляющая собой сечение эллипсоида, перпендикулярное оси вращения. Оно соответствует постоянству показателя преломления обыкновенного луча в одноосных кристаллах. Круговое сечение оптической индикатрисы размещается перпендикулярно оси симметрии, указывая на то, что перпендикулярно ему световые волны идут, не раздваиваясь и не поляризуясь (вдоль оси вращения оптической индикатрисы идет один неполяризованный, т.е. не раздвоенный луч) сечение кристалла главное - любая плоскость, проходящая через оптическую ось (обычно пользуются главным сечением, проходящим через световой луч) Сечение призмы главное - плоскость, перпендикулярная преломляющему ребру призмы Сила: ● излучения - отношение потока излучения, распространяющегося от источника в некотором телесном угле, к величине этого телесного угла. Сила излучения является характеристикой точечного источника ● объектива разрешающая - величина, обратная предельному угловому расстоянию (φ), т.е. А = 1/φ = f/a где f - фокусное расстояние объектива. Разрешающая сила определяет минимальную разность длин волн, при которой две линии воспринимаются на спектре раздельно. Она зависит от диаметра отверстия и длины волны падающего света: при увеличении диаметра отверстия она возрастает, но из-за усиления аберрации при возрастании диафрагмы постепенно снижается. На практике разрешающая сила оптической системы измеряется максимальным числом равных по ширине светлых штрихов (а) и темных промежутков, различимых на (1 мм) длины изображения (применяются специальные штриховые таблицы) - см. 'Мира' ● оптическая линзы/объектива ('φ', диоптрия- см.) - показывает степень отклонения линзой проходящих через нее лучей, т.е. величина, обратная приведенному заднему фокусному расстоянию. Оптическая сила преломляющей системы характеризует преломляющую способность поверхности. Чем сильнее отклоняются лучи, тем больше оптическая сила; для собирательной линзы она положительна, а для рассеивающей - отрицательна): она равна отношению числа 100 к фокусному расстоянию (в см). Другая формулировка - оптическая сила системы - отношение показателя преломления в пространстве изображений заднему фокусному расстоянию системы (Ф = n/f); чем больше оптическая сила системы, тем ближе к системе расположено изображение и тем меньше размеры изображения. Знак оптической силы соответствует знаку фокусного расстояния: например, если f = 25 см, то φ = 100/25 = (4 диоптрии), если f = -20 см, то φ = -(100/20) = -(5 диоптрий) В случае близко расположенных линз оптическая сила системы линз равна сумме оптических сил линз этой системы: D = D1 + D2 ● света [Кандела - см.] (не то же, что с_в_е_т_о_с_и_л_а !) - световой поток излучения, приходящийся на единицу телесного угла, в пределах которого он распространяется. Ось телесного угла, в пределах которого распространяется поток излучения, считается направлением силы света. В общем случае она различна для различных направлений от источника. Силу света можно увеличить в определенном направлении при использовании параболических зеркал, например, в прожекторах (при этом сила света в других направлениях сильно уменьшается. Понятие силы света применимо только на таких удалениях от источника, которые намного превышают его размеры ● света энергетическая [Вт/стерадиан] - поток излучения, приходящийся на единицу телесного угла, в пределах которого он распространяется Сингония - классификация кристаллов по признакам симметрии и соотношениям между ребрами и углами элементарной ячейки кристалла. В зависимости от числа единичных направлений осей симметрии сингонии делятся на 32 вида, 7 систем (в скобках) и 3 категории (классы) форм: - высшая (кубическая) - средняя (тетрагональная, гексагональная, тригональная или ромбоэдрическая) - низшая (ромбическая, моноклинная, триклинная) Для каждой сингонии характерны одинаковые симметрия элементарных ячеек и система осей координат. Характер сингонии влияет на скорость образования осадка из растворов: кубические и гексагональные осадки образуются легче и быстрее моноклинных и триклинных. Более подробно сингония здесь не рассматривается Системы: ● анаморфозные - оптические системы, обеспечивающие получать различные масштабы изображения в двух взаимно перпендикулярных направлениях (сам процесс непропорционального репродуцирования изображения называется трансформированием) ● афокальные / телескопические - системы из двух или большего числа компонентов, оптическая сила которых равна нулю ● двоякой симметрии - центрированная система с использованием торических или цилиндрических поверхностей, обладающая различными свойствами в двух взаимно перпендикулярных направлениях ● идеальная - оптическая система, которая любую точку пространства отображает стигматически ● иммерсионная - оптическая система, у которой пространство между предметом и первой линзой заполнено жидкостью с большим показателем преломления ● кособокая - оптическая система, образованная из поверхностей, центры кривизны которых не лежат на одной оптической оси ● круговой симметрии - оптическая система в меридиональных плоскостях, обладающая одинаковыми свой ствами (к ним относят фотообъективы, зрительные трубы и микроскопы, образованные сферическими поверхностями) ● линз апохроматическая - оптическая система, в которой совмещены фокусы синих, желтых и красных лучей ● линз ахроматическая - оптическая система, в которой совмещены фокусы синих и желтых лучей ● оборачивающая - часть сложной оборотной оптической системы, поворачивающая на 180о изображения оптических предметов (см. Отражение света полное, рис. 'б' и 'в' ). Оборачивающие системы могут быть зеркальными, линзовыми или призменными и характерны для биноклей, ряда типов микроскопов, проекционных аппаратов и др. ● оптическая - совокупность оптических элементов (линз, зеркал, призм и т.п.) для управления световыми потоками. Она может быть линзовой, зеркальной или зеркально-линзовой. Оптические системы делятся на визуальные (бинокли, микроскопы и др.), проекционные (проекторы, эпидиаскопы и др.), фотографические (объективы) и фотоэлектрические (фотоэлементы). В идеальном случае оптическая система содержит ряд кардинальных элементов (задние и передние): - главные точки - узловые точки - главные плоскости - фокальные плоскости - фокусы - фокусные расстояния Собирающая лучи система положительная, а рассеивающая их - отрицательная ● ортоскопическая - оптическая система, свободная от дисторсии ● отрицательная / рассеивающая: - оптическая система, имеющая отрицательный знак заднего фокусного расстояния - система, создающая мнимое изображение бесконечно удаленной точки (параллельный пучок лучей превращается системой в расходящийся) ● положительная / собирательная: - оптическая система, имеющая положительный знак заднего фокусного расстояния - система, создающая действительное изображение бесконечно удаленной точки (параллельный пучок лучей превращается системой в сходящийся) ● центрированная − система, центры всех преломляющих и отражающих сферических поверхностей которой располагаются на одной прямой, называемой главной оптической осью системы {иначе - оптическая система, которая имеет ось симметрии (оптическую ось) и сохраняет все свои свойства при вращении вокруг этой оси}. Она состоит из двух или большего числа линз и ее можно рассматривать как толстую линзу. Такая система полностью характеризуется двумя фокальными и двумя главными плоскостями (знание их положения достаточно для построения изображений). Так как все эти плоскости перпендикулярны оптической оси, свойства оптической системы полностью определяются четырьмя (кардинальными) точками пересечения этих плоскостей с оптической осью Скорость света в среде - фазовая скорость света, обратно пропорциональная величине диэлектрической проницаемости среды. В неоднородной среде (например, воздух-вода) в разных ее областях скорость света различна и нарушается его прямолинейность распространения Состав излучения спектральный - распределение энергии излучения по длинам волн. Источники света обычно характеризуют спектральным составом излучения и световой отдачей Сочетание одноцветное - сочетание, при котором цвета различаются только степенью насыщенности цветового тона: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/socet.jpg)
Спектр (света) {совокупность частот волн, содержащихся в каком-либо излучении (иначе - зависимость между энергией кванта и числом таких квантов). Свет разлагается в спектр при преломлении, дифракции или дисперсии. Кроме того, спектры делятся на спектры излучения и спектры поглощения. Спектры молекул отражают:
- движение электронов вокруг ядер атомов - колебания самих ядер относительно своих устойчивых положений - вращение молекулы как единой системы Всем перечисленным видам движения (квантовым переходам) соответствуют свои спектры: электронный, колебательный и вращательный соответственно. Вследствие этого оптические спектры молекул состоят из полос и они значительно сложнее спектров атомов, состоящих из отдельных световых линий. Ширина спектральной линии, отвечающей колебаниям иона, на три порядка меньше ширины линии, соответствующей колебанию электрона} Спектры делятся на: - линейчатые - такой спектр создают атомарные газы или пары веществ(спектр состоит из далеко отстоящих отдельных цветных линий на сплошном темном фоне и каждой линии соответствует определенная длина волны). Длины волн линейчатого спектра зависят только от свойств атомов этого вещества и совершенно не зависит от способов возбуждения атомов. Спектры данного химического элемента всегда одинаковы,что позволяет производить спектральный анализ: определять химический состав вещества по его спектру - непрерывные (или сплошные) - спектры, в которых представлены все длины волн,идущие непрерывной чередой. Этот вид спектра создают Cолнце, лампа накаливания, нагретые твердые и жидкие тела - полосатые - такие спектры создают молекулярные газы (спектр состоит из совокупности полос; с одной стороны полосы четко огра- ничены, а с - другой размыты). Для каждого элемента, находящегося в газообразном состоянии, характерен свой спектр● вторичный - остаточная хроматическая аберрация ахроматизированного объектива, остающаяся неустраненной вследствие непропорциональности дисперсии ● дисперсионный − разложение света на составляющие с различными длинами волн при прохождении его через призму. Этот спектр неравномерен: он сжат в красной области и растянут в фиолетовой. В нем наблюдается один порядок и наибольшее отклонение от первоначального направления испытывают фиолетовые лучи ● дифракционный − спектр волн, полученный в результате различий в огибании препятствий волнами разной длины (т.е. спектр, полученный в результате дифракции). В таком спектре наблюдается несколько порядков и наибольшее отклонение от первоначального направления испытывают красные лучи ● излучения (испускания)- если нагревать различные тела до высокой температуры, они начинают излучать видимый свет (например, нить электрической лампы накаливания, пламя свечи и т.п.) вследствие того, что при высокой температуре атомы (и молекулы) переходят в возбужденное состояние. Через время примерно 10-8 сек возбужденные атомы (и молекулы) излучают световой квант и переходят в основное состояние. Образующийся при излучении каждого атома (и молекулы) свет имеет свой неповторимый рисунок (спектр излучения), наблюдаемый спектральными приборами. Спектр излучения абсолютно черного тела определяется только его температурой. Спектр излучения используется для определения состава материала (например, в криминалистике), при изучении астрономических объектов и др. ● поглощения - является обратным к спектру испускания. Хотя энергии поглощенного и излученного фотонов одинаковы, но возбужденный электрон в веществе переизлучает поглощенный фотон не в том же направлении, которое было при возбуждении Спектроскоп - прибор для наблюдения и исследования спектров Спектроскопия - раздел физики, посвященный изучению спектров электромагнитного излучения Способность излучательная максимальная - прямо пропорциональна пятой степени абсолютной температуры Способность отражательная - отношение отраженной телом энергии к полной энергии падающих на него электромагнитных волн в единичном интервале частот (пример использования явления - самолеты с технологией Стеллс) Способность разрешающая предельная - способность оптического прибора давать раздельные изображения двух близких друг к другу точек объекта. Она обычно выражается числовым значением {например, 50 или 100 линий на (1 мм) на участке рисунка, состоящем из наиболее узких белых и черных полос, отчетливо различающиеся на фотоматериале} Среда оптическая - прозрачная однородная среда с точно известным значением показателя преломления и дисперсией. Оптически более плотная среда обладает бОльшим показателем преломления. Диэлектрическая проницаемость среды зависит от длины волны падающего света. Если луч света переходит из оптически более плотной среды в менее плотную (например, из стекла в воздух), угол преломления оказывается больше угла падения (см. Угол критический). При прохождении света через плоскопараллельную стеклянную пластину выходящий луч параллелен падающему вследствие симметричности двукратного преломления в этом случае. Если же свет падает не по нормали к пластинке, то величина смещения выходящего луча относительно падающего зависит от угла падения луча, толщины пластинки и показателя преломления. Свойства среды, через которую проходит сильное световое излучение (например, лазерное), зависят от его интенсивности (т.е. среда становится нелинейной, в результате чего может происходить самофокусировка) Примечания: 1. Среды двулучепреломляющие - среды с разными показателями преломления для разных поляризаций волн 2. Среды дихроичные - среды, уменьшающие амплитуду волн с определенной поляризацией 3. Среда диспергирующая - среда, в которой фазовая скорость гармонической волны зависит от частоты 4. Среда неактивная - среда, не способная вращать плоскость поляризации при отсутствии действия магнитного поля 5. Среда недиспергирующая - среда, в которой фазовая скорость гармонической волны не зависит от частоты 6. Среда мутная - среда с явно выраженной оптической неоднородностью (например, суспензии и эмульсии) 7. Среда однородная - среда, в которой показатель преломления не зависит от пространственных координат Стабилизация − специальная система в фотокамере, препятствующая появлению искажений изображения (особенно с увеличением фокусного расстояния) при дрожании рук или тряске (от транспортных средств). Стабилизация бывает оптическая и электронная. Системы оптической стабилизации основаны на перемещении линз в объективе (системы на сдвиге линз) или на перемещении фотоматрицы (системы на сдвиге матрицы). Применение систем стабилизации позволяет удлинить выдержку до трех раз без 'смазывания' изображения Стекло оптическое − специальное стекло для точных оптических изделий (фотообъективов, микроскопов, телескопов и др.). Оно отвечает строгим требованиям прозрачности и обладает постоянными точными характеристиками преломления и дисперсии (с точностью до 6 знаков после запятой). Известно свыше 250 типов оптического стекла (например: флинт, крон и др.). Каждому типу стекла присваивается свой серийный номер Степень поляризации - соотношение (%) поляризованного и естественного света в частично поляризованном свете. Для плоско- и эллиптически поляризованного света степень поляризации равна единице, для естественного света - равна нулю. Она может быть определена при пропускании света через поляризатор, в котором можно изменять ориентацию плоскости поляризатора (например, с помощью поворота поляризатора относительно направления распространения исследуемой электромагнитной волны) Стереобаза - расстояние между осями объективов стереокамеры Стереопара - сочетание двух плоских изображений одного и того же объекта, полученного с двух разных точек зрения или в двух цветах (для просмотра стереопар используют стереоскоп или стереоочки) Стереоскоп - бинокулярный зрительный прибор для разглядывания стереопары (пример - просмотр аэрофотоснимов) Стробоскоп - прибор для наблюдения быстропериодических движений, действие которого основано на стробоскопическом эффекте Ступень экспозиции / фотографическая (СТОП) − стоп для диафрагмы - это разница (например, между f/2.8 и f/4 или f/4 и f/5.6). Для выдержки 'стоп' означает изменение времени в два раза (соответствует изменению попадающего на пленку (матрицу) света в два раза или изменению экспозиции на одно экспозиционное число) Сумма (условие) Петцваля (1843) - обязательное требование для одновременной коррекции астигматизма и искривления изображения: сумма обратных величин к произведениям показателей преломления отдельных линз на их фокусное расстояние, вычисленная по всем линзам в системе линз, должна быть равна нулю Суперпозиция - результирующий эффект нескольких независимых световых воздействий есть сумма эффектов, вызываемых каждым воздействием в отдельности. Сферохроматизм - различие сферической аберрации для различных длин волн Таутохронизм - равенство оптических длин различных путей между двумя точками, обеспечивающее одинаковое время распространения света по этим путям Телеобъектив - оптическая система, используемая для фотографирования удаленных предметов, у которой задняя главная плоскость находится впереди передней линзы (объектив, который короче своего фокусного расстояния). В телеобъективе вторая главная точка расположена перед передней линзой объектива Телескоп - прибор для наблюдения удаленных астрономичесих объектов. В качестве объектива в больших астрономических телескопах применяются не линзы, а сферические зеркала (такие телескопы называются рефлекторами); хорошее зеркало проще изготовить, кроме того, зеркала не обладают хроматической аберрацией ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o27.jpg)
Телескопический ход лучей (http://bourabai.kz/physics/img/6-5-3000.gif) Температура цветовая [градусы Кельвина] − величина, характеризующая спектральный состав излучения источника света. Она определяется температурой абсолютно черного тела (т.е. полностью поглощающего падающие на него лучи), при которой его излучение имеет такой же спектральный состав и такое же распределение энергии по спектру, как и излучение данного источника (иначе - температура черного тела, при которой его излучение имеет ту же цветность, что и рассматриваемое излучение). Например, цветовая температура естественного белого света примерно соответствует 4200 градусам Кельвина Примечание. Тело абсолютно черное - тело, способное поглощать всё падающее на него излучение произвольной длины волны при любой температуре (излучательная способность такого тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры) Температура яркостная - температура черного тела, при которой для данной длины волны (частоты или волнового числа) оно имеет ту же спектральную плотность энергетической яркости, что и рассматриваемый тепловой излучатель Тепловидение - получение видимого изображения тел по невидимому тепловому инфракрасному излучению (например, в приборах ночного видения и снайперских прицелах) Ток фотоэлектрический - электрический ток, созданный электронами, вылетающими в результате фотоэффекта Точка {наименее / наиболее удаленные от глаза точки расположения объекта, четко видимые глазом {рассстояние наилучшего зрения (dн) равно (25 см), при этом угол зрения оказывается максимальным, а глаз не утомляется при длительном фиксации его на объекте наблюдения}: ● главная (сферической поверхности) - точка пересечения главной плоскости с главной оптической осью сферической поверхности (эта точка одновременно является вершиной сферической поверхности) ● задняя/передняя главная (и см. рис. к статье 'Плоскости системы главные') - точка пересечения передней (первой) и задней (второй) плоскостей оптической системы. Для многолинзовых объективов главная точка определяется как точка, расположенная на оптической оси с той же стороны от фокуса, что и объектив, и на расстоянии от фокуса, равном фокусному расстоянию. Передняя (первая) и задняя (вторая) главные точки системы представляют собой следы оптической оси на главных плоскостях. Фокусное расстояние отсчитывается от главной точки поверхности ● кардинальные (http://femto.com.ua/articles/part_1/1500.html) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/kardin.jpg)
четыре базовые точки оптической системы: два главных (передний F и задний F') фокусы, а также передняя H и задняя H' главные точки (причем расстояние от передней главной точки до переднего фокуса является передним фокусным расстоянием, а от задней главной точки до заднего фокуса - задним). В передней и задней главных точках с оптической осью пересекаются плоскости, взаимно изображаемые в натуральную величину. Кардинальные точки позволяют построить изображение произвольной точки пространства объектов в параксиальной (вблизи оптической оси) области. В случае одинакового показателя преломления среды по обе стороны оптической системы узловые точки совпадают с главными, а в тонкой линзе обе главные плоскости сливаются в одну, поэтому число кардинальных точек уменьшается. У телескопических устройств кардинальные точки находятся на бесконечном расстоянии, поэтому нельзя построить изображение с их участием. Всего имеется три пары кардинальных точек (главные точки, узлы и фокусы) и три пары кардинальных плоскостей центрированной оптической системы ● осевая изображения/предмета - точка пересечения плоскости изображения/предмета с оптической осью ● светящаяся - источник света, размеры которого очень малы в сравнении с расстоянием, на котором он рассматривается ● сопряженные - две точки, одна из которых (в соответствии с законами параксиальной оптики) является изображением другой (иначе - две точки, которые по отношению к оптической системе являются объектом и его отображением) ● узловая задняя/передняя: - точка на оптической оси в пространстве предметов (изображений), для которой угловое увеличение равно единице - точка пересечения оси объектива и его главной плоскости (таких точек в линзе две) - кардинальные (сопряженные) точки, для которых угловое увеличение равно (+1) Характерным для узловых точек является то, что световой луч, проходящий как через переднюю, так и (после преломления) через заднюю узловые точки, образует с оптической осью один и тот же угол (α): в этом случае расстояние смещения по величине равно расстоянию между узловыми точками. Узловые точки совпадают с главными в случае равенства показателей преломления начальной и конечной сред, через которые распространяется световой луч ● фокальная − минимальная точка, в которой соединяются все параллельные или параксиальные лучи, попадающие на выпуклую линзу параллельно оптической оси (например, увеличительное стекла, фокусирующее все солнечные лучи в одной точке) (по http://www.snapshot.kiev.ua/wp-content/uploads/2010/10/fpoint.gif) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/focal_point.jpg)
Траектория светового луча - линия, вдоль которой распространяется световой луч (пучок). В отличие от геометрического луча она может быть криволинейной (в неоднородной среде), но продолжения траекторий всегда прямолинейны. Разным траекториям лучей соответствуют разные световые лучи
Трансфокатор (объектив панкратический) - объектив, имеющий непрерывную изменяемую степень увеличения (т.е. оптическая система с переменным фокусным расстоянием, сочетающая телескопическую насадку с объективом). Он обладает лучшей аберрационной коррекцией. Кратность такого объектива равна отношению максимального фокусного расстояния к минимальному
Трансформирование - процесс непропорционального (по высоте и ширине) репродуцирования оптического изображения (т.е. получение разномасштабных изображений в двух взаимно перпендикулярных направлениях). Виды трансформированных изображений (по книге Бегунов Б.Н. Геометрическая оптика. Изд. МГУ, 1966.- 195 с.):
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/trans.jpg){kind=spacer}
Триплет - вариант анастигмата, состоящий из трех не склеенных линз: двух собирающих и одной рассеивающей между ними
Труба зрительная (подзорная) - оптический прибор для наблюдения удаленных объектов. Может включать систему призм для сокращения длины трубы или изменения линии наблюдения (широко используется в перископах). Общее увеличение трубы равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра: y = - (F1/F2)
Увеличение:
● видимое {отношение тангенса угла, под которым наблюдается параксиальное изображение, к тангенсу угла, под которым предмет наблюдается невооруженным глазом (при положительном значении этого отношения оптическая система образует прямое изображение, в противном случае - обратное)} ● линейное / поперечное (G) - отношение линейных размеров изображения (h') и предмета (h). Величине (h') удобно приписывать знаки ( + ) или ( - ) в зависимости от того, является изображение прямым или перевернутым. Величина (h) всегда считается положительной, поэтому для прямых изображений (G > 0), для перевернутых (G < 0). Линейные размеры изображения изменяются в зависимости от положения предмета по отношению к линзе (в случае собирающей линзы величина 'G' - отрицательна, изображение после нее перевернуто). Увеличение изображения тонкой линзы может быть поперечным, продольным и угловым. Формула для линейного увеличения тонкой линзы: G = h'/h = -(f/D) ● обобщенное - отношение величины изображения предмета к величине предмета ● оптическое - увеличение угла зрения для изображения, даваемого оптическим прибором, по сравнению с аналогичным для рассматриваемого предмета (численно оно равно отношению длины изображения на сетчатке глаза в случае использования оптического прибора к длине изображения, видимого невооруженным глазом). Существует предел увеличения для любых оптических устройств: телескопа, микроскопа, линз ● полезное - наименьшее увеличение зрительной трубы, при котором разрешающая сила объектива может быть максимально использована глазом набдюдателя ● поперечное - отношение длины изображения отрезка, перпендикулярного оптической оси, к реальной длине этого отрезка ● продольное: - равно отношению продольных размеров изображения и предмета - отношение длины изображения к длине изображаемого отрезка, расположенного вдоль оптической оси Оно характеризует резкость изображения пространственного объекта на плоском экране - глубину резкости. Для тонкой линзы продольное увеличение равно квадрату поперечного (линейного) увеличения ● угловое - называется отношение тангенсов углов, образующихся лучом, выходящим из линзы, и лучом, падающим на линзу, с оптической осью (иначе - отношение угла зрения 'φ' при наблюдении предмета через оптический прибор к углу зрения 'ψ' при наблюдении невооруженным глазом): y = φ/ψ = d0/F Угловое увеличение - величина, обратная линейному увеличению (чем больше размеры изображения, тем меньше ширина световых пучков, образующих это изображение). Оно является важной характеристикой оптических приборов для визуальных наблюдений (например, угловое увеличение лупы равно: y = φ/ψ = d0/F Угол: ● апертурный (sA) - угол между апертурным лучом и оптической осью (см. объектив) ● апертурный выходной / угол проекции - угол, под которым виден радиус выходного зрачка из точки пересечения оси с плоскостью изображения ● Брюстера - угол, при котором происходит полная поляризация естественного света при отражении ● вращения - угол, на который оптически активное некристаллическое вещество (жидкость или раствор в неактивном растворителе) поворачивает плоскость поляризации падающего света. Так как этот угол зависит от длины световой волны, вращение обладает дисперсией. Зависимость угла вращения от толщины слоя анализируемого вещества является линейной ● входа апертурный - телесный угол, под которым видна линза (входной зрачок объектива) ● зрения - угол, под которым в центре глаза сходятся лучи от крайних точек предмета или его изображения (иначе - угол, под которым виден предмет из оптического центра глаза). Наименьший угол зрения у человека - около одной угловой секунды [соответствует отрезку длиной (1 см) на расстоянии (34 см) от глаза]. При увеличении угла зрения увеличивается изображение рассматриваемого глазом предмета. Увеличение угла зрения обеспечивается оптическими приборами: для рассматривания очень мелких предметов, 'увеличивающих' их (лупа, микроскоп), и для рассматривания удаленных предметов, 'приближающих' их (бинокль, телескоп и др.) ● конвергенции - максимальный угол, на который поворачивается глаз при наблюдении близко расположенных предметов (обычно он менее 32о) ● конденсора / сходимости - плоский угол в пространстве изображений, сопряженный с углом охвата ● критический / (полного отражения) / предельный - угол падения, при котором преломленный луч скользит вдоль границы раздела, но еще остается во второй среде (наблюдается полное внутреннее отражение, при этом коэффициент отражения не зависит от длины волны). Величина угла зависит от относительного показателя преломления. При углах, больших предельного, происходит полное внутреннее отражение (http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/OPTIKA.html?page=0,1#part-6): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/critic.jpg)
Если угол падения луча превышает критический, преломленный луч не возникает; в этом случае свет полностью отражается назад в первую среду: возникает явление полного внутреннего отражения. Величина критического угла 'C', при котором начинается полное внутреннее отражение, можно определить по формуле: sin C = 1/n (n - относительный показатель преломления) При угле падения, равном критическому, угол преломления равен 90о ● наименьшего отклонения - минимальный угол отклонения (φ) луча от первоначального направления, наблюдающийся при симметричном ходе лучей через призму (см. рис. б статьи Призма) ● оптических осей - острый угол между оптическими осями двуосного кристалла ● отклонения луча (см. рис. Призма) - угол (φ) между падающим лучом (α1) и лучом (α2), вышедшим из призмы (или иначе - угол между направлениями падающего и прошедшего лучей). Угол Δ=(α1) - (α2) показывает, насколько отклонение от нормали падающего луча больше вышедшего {например, для симметричного хода лучей угол (Δ=0), так как (α1)=(α2)}. При (Δ=0) угол отклонения (φ) луча от первоначального направления имеет минимум (оказывается минимальным для фиксированной длины волны) ● отражения - угол между направлением распространения отраженной волны и перпендикуляром к поверхности раздела двух сред, на которой происходит отражение волны ● охвата (в пространстве предметов) - плоский угол в главном сечении, соответствующий телесному углу охвата оптической системы (ему соответствует двойной апертурный угол в пространстве предметов). При увеличении угла охвата используется больше светового потока от источника света ● падения - угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке излома луча. Если угол падения равен нулю, речь идет о нормальном падении, а при угле падения близком к 90о речь идет о скользящем падении. При нормальном падении S- и P- поляризации равны (степень поляризации волны не меняется). При угле падения, равном углу Брюстера, свет полностью поляризован (отражается только S-поляризация). При углах падения света, отличных от угла Брюстера, свет поляризуется лишь частично ● полевой: - изображения - абсолютная величина угла между базовой осью и направлением распространения излучения от выходного зрачка испытуемого образца до изображения в бесконечности - объекта - абсолютная величина угла между базовой осью и направлением распространения излучения от объекта в беско-нечности до входного зрачка испытуемого образца ● полного внутреннего отражения - минимальный угол падения света α = arcsin (1/n) где n - показатель преломления среды начиная с которого возникает явление полного внутреннего отражения ● полного отражения предельный - угол падения света на границу раздела двух сред, соответствующий углу преломления 90o (http://wiki.iteach.ru/images/1/11/Полное_отражение.png) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/in-refl.jpg)
Для воды предельный угол составляет 49o, а для стекла - 42o. ● поля зрения: - угол в пространстве предметов между двумя внеосевыми лучами, проходящими через объектив, ограниченный диагональю кадрового окна (и см. Поле зрения) - угол между двумя лучами, проходящими через центр входного зрачка объектива к наиболее удаленным от оптической оси отображаемым точкам объекта в пространстве предметов ● поляризации - угол, при котором отраженная волна отсутствует если вектор Е лежит в плоскости падения волны. Если при угле падения происходит: ▫ полная поляризация отраженного луча в плоскости, перпендикулярной плоскости падения (степень его поляризации предельная) ▫ частичная линейная поляризация преломленного луча в плоскости падения, то такой угол называется углом Брюстера (1815) или углом полной поляризации При соблюдении угла Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны, а тангенс угла поляризации равен показателю преломления второй среды относительно первой, т.е. n21 = tg (θBr) Для различных материалов угол Брюстера находится в пределах 50-60о) и не может быть менее 45о, так как в противном случае свет отражался бы от прозрачной поверхности. Луч, падающий на стеклянную поверхность под углом поляризации, частично отражается, частично преломляется. В общем случае при отражении света от поверхности диэлектрика (например, стеклянной витрины магазина) преломленный и отраженный лучи будут поляризованы частично ● преломления (преломляющий) ['r' или 'γ'] - угол между преломленным лучом (красная стрелка) и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке излома луча (для 3-гранной призмы - угол при вершине призмы, ограниченный преломляющими гранями) - см. http://images.myshared.ru/441602/slide_5.jpg: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o28.jpg)
● призмы преломляющий (см. рис. к ст. Призма) - угол (δ) между гранями призмы (т.е. угол между двумя границами раздела сред - гранями призмы). Чем больше преломляющий угол призмы (δ), тем больше угол (α2), под которым луч выходит из правой грани призмы {при (α1)=const} и тем сильнее отклоняется луч света от первоначального направления при прохождении через призму при одном и том же угле падения (α1)
● сопряженные - углы, дополняющие друг друга до 360 градусов
● телесный (Ω) [стерадиан] - часть пространства
(фрагмент из https://ru.wikipedia.org/wiki/Телесный_угол): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/sterad.jpg)
- заключенная внутри одной полости конической поверхности с замкнутой направляющей - являющаяся объединением всех лучей, выходящих из вершины угла, и пересекающих поверхность, стягивающую данный телесный угол Границей телесного угла является некоторая коническая поверхность. Единица измерения телесного угла - стерадиан, равный телесному углу, вырезающему из сферы радиуса (r) поверхность с площадью (r2). Полный телесный угол, равный (4π) стерадиан, образует полную сферу. Телесный угол может также измеряться в долях полного телесного угла и в других квадратных единицах. Измерения телесных углов подобны радианному измерению плоских углов. Частные случаи телесного угла - трехгранные и многогранные углы Узлы / (точки узловые) - точки кардинальные / сопряженные Фактура - характер поверхности, свойственный данному материалу или связанный с его обработкой (например фактура камня, пиленого дерева и т. п.) Фикс-фокал − объектив, имеющий одну фокальную точку, т.е. объектив с постоянным фокусным расстоянием (это, в принципе, любой объектив, не являющийся вариообъективом). Фикс-фокалы обычно более компактны, чем вариообъективы, и лучше формируют изображение. Для фикс-фокалов указывается одно значение f/N (где N - светосила объектива) Фильтр оптический - устройство для выделения из белого света волн, длина (или частота) которых лежит в определенном интервале (например, желтые солнцезащитные очки) Фильтр поляризационный − фильтр, пропускающий свет, поляризованный в одной плоскости, и поглощающий свет, поляризованный в других плоскостях. При установке такого фильтра на объектив фотоаппарата (или источник света) можно устранить нежелательные отражения от объектов типа водная гладь, стекло и др. Если при съемке солнце находится сбоку, то небо при использовании поляризационного фильтра получается темным Фокус {может быть действительным (образуется самими лучами) или мнимым (образуется продолжением лучей); фокусная точка является точкой, к которой световые лучи, исходящие из точки, сходятся после прохождения их через оптическую систему}: ● второй / задний - фокус изображения (иначе - точка, в которой собираются лучи, направляемые в оптическую систему из пространства предметов) ● [главный] оптической системы - точка, в которой после прохождения оптической системы сходится пучок световых лучей, падающих на систему параллельно ее оптической оси. Если пучок параллельных лучей в результате прохождения через оптическую систему расходится, главным фокусом называется точка пересечения прямых, служащих продолжениями лучей, выходящих из системы. Различают передний главный фокус (соответствующий пучку параллельных лучей, выходящих из системы) и задний главный фокус (соответствующий пучку параллельных лучей, входящих в систему).Оба главных фокуса лежат на оптической оси системы Пучок лучей, исходящих из фокуса, в результате прохождения оптической системы превращается в пучок лучей, параллельных оси системы● действительный - образован самими лучами ● локальный - точка, в которой пересекается несколько лучей пучка (например, у бесконечно узкого пучка всегда имеется локальный фокус). У негомоцентрических пучков имеются локальные фокусы, хотя нет общего фокуса ● меридиональный - фокус лучей, лежащих в меридиональном сечении ● мнимый - фокус вогнутой линзы (образован продолжением лучей) ● параксиальный - точка, в которой сходятся параксиальные лучи ● передний / первый - фокус объекта (иначе - точка на оптической оси в пространстве предметов, сопряженная с бесконечно удаленной точкой, расположенной на оптической оси в пространстве изображений). Лучи, выходящие из переднего фокуса, идут в пространстве изображений параллельно ● побочный - точка, в которой пересекаются лучи (или их продолжения), падающие на линзу параллельно побочной оптической оси. Все побочные фокусы линзы расположены в фокальных плоскостях линзы. ● пучка - точка, в которой пересекаются все лучи пучка ( т.е. точка, в которой все лучи сходятся или из которой все они выходят). Если фокус пучка находится на бесконечном расстоянии, волновой фронт такого пучка плоский, а все лучи параллельны (в остальных случаях волновой фронт пучка представляет собой сферическую поверхность) ● сагиттальный - фокус лучей, лежащих в плоскости сагиттального сечения ● свободный − объективы, сфокусированные на определенное расстояние и 'освобожденные' от наводки на резкость: все объекты, начиная с некоторого расстояния (обычно 1.2 или 1.5 м), попадают в диапазон глубины резкости и, соответственно, будут на фотографии достаточно резкими ● сопряженный - точка (S1, S2) пересечения лучей, вышедших из одной точки предметного пространства и прошедших оптическую систему {фокус является действительным, если лучи реально пересекаются S1'), и мнимым, если пересекаются не сами лучи, а их продолжения, проведенные в обратном направлении (S2')} - по http://fotoslov.ru/vocabulary/: ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/focus.jpg)
Формула Гаусса / отрезков (для тонкой линзы в воздухе) - устанавливает связь между расстоянием от объекта до линзы и от линзы до изображения объекта:
1/f = 1/s' - 1/s где f - фокусное расстояние линзы s' - расстояние от линзы (главной задней плоскости линзы) до изображения s - расстояние от линзы (главной передней плоскости линзы) до объекта Формула (тонкой) линзы - если расстояние от предмета до линзы обозначить через 'd', а расстояние от линзы до изображения - через 'f' , то формулу тонкой линзы можно записать в виде: +1/d + 1/f = +1/F = D где D - оптическая сила линзы (характеризующая преломляющую способность линзы) или в виде (d-F)/F = F/(f-F) Формула тонкой линзы справедлива только для лучей, близких к оптической оси. Изображение удаленного точечного источника, создаваемое широким пучком лучей, преломленных такой линзой, оказывается размытым. Для формулы толстой линзы формула остается без изменений, за исключением того, что расстояния отсчитываются не от центра линзы, а от главных плоскостейФосфоресценция- люминесценция, сохраняющаяся длительное время после прекращения действия возбудителя свечения (авиаприборы) ФосфОры (или кристаллофОры) - вещества, обнаруживающие рекомбинационную люминесценцию (т.е. поглощающие ультрафиолетовое и другие коротковолновые излучения и излучающие дневной свет). Наиболее известный фосфор - сернистый цинк (ZnS) Фотоаппарат - прибор для регистрации изображений на фотопленке или ином носителе Фотография - способы получения изображений на фоточувствительных материалах и методы регистрации излучений при физических и других процессах Фотодиод - полупроводниковый фотоприемник светового излучения, обладающий односторонней фотопроводимостью Фотоионизация - ионизация газов под воздействием света Фотокатод - электрод фотоэлектронных приборов, испускающий электроны под действием падающего на него света Фотолиз - разложение твердых, жидких и газообразных веществ под действием света (пример: обесцвечивание окрашенных тканей на солнце) Фотолюминесценция - люминесценция, возникающая под действием света Фотометр - прибор для измерения величин, характеризующих световое поле (например, для сравнения световых потоков) Фотоны - кванты света Фоторезистор - полупроводниковый фотоэлемент, изменяющий свою электрическую проводимость под действием света Фототок - ток, возникший в результате действия фотоэффекта; в отсутствие напряжения (U=0) IФ ≠ 0. Фототок возрастает только до определенного значения (его максимума)- фототока насыщения. IФ = 0 при задерживающем напряжении U3 = (mv2):2 Фотохромизм (или тенебресценция) - явление изменения окраски вещества под действием электромагнитного излучения видимого или ультрафиолетового диапазона, вызывающее в фотохромном веществе атомарные перестройки, изменение заселенности электронных уровней. Одновременно вещество может изменять показатель преломления, растворимость, реакционную способность, электропроводимость и другие химико-физические характеристики. Фотохромизм присущ ограниченному числу органических и неорганических природных и синтетических соединений. Химический фотохромизм обусловлен внутри- и межмолекулярными обратимыми фотохимическими реакциями (таутомеризации, диссоциации, димеризации, изомеризации и др.), а физический - результат перехода атомов или молекул из основного (синглетного) в возбужденные (синглетные или триплетные) состояния. Явление фотохромизма используется в фотохромных линзах ('хамелеонах'), темнеющих от ультрафиолетового света ФотоЭДС- ЭДС, возникающая в полупроводнике при поглощении им электромагнитного излучения Фотоэлемент - электрический прибор, действие которого основано на явлении фотоэффекта. Некоторые химические элементы (например, таллий) могут отдавать свои валентные электроны под воздействием электромагнитного излучения видимого и инфракрасного диапазонов. На основе этого явления созданы фотоэлементы и приборы ночного видения (бинокли, фото- и киноаппаратура), позволяющие обнаруживать в темноте любые объекты, так как инфракрасные лучи испускает любое нагретое тело Фотоэффект: - процесс взаимодействия электромагнитного излучения с веществом (металлами и полупроводниками), в результате которого энергия фотонов передается электронам вещества - явление испускания металлами или полупроводниками электронов под воздействием на них света Так как при фотоэффекте энергия фотона частично расходуется на разрыв связи электрона с металлом и частично на сообщение электрону кинетической энергии движения, максимальная кинетическая энергия выбитого из металла электрона не может быть больше разности между энергией фотона и энергией связи электрона с атомами металла При вылете из металла энергия каждого электрона уменьшается на определенную величину, которую называют работой выхода (Авых) - это работа, которую необходимо затратить, чтобы удалить электрон из металла. Если нет других потерь, максимальная энергия электронов после вылета имеет вид: mV2/2= ħυ - Aвых (уравнение закона Эйнштейна для фотоэффекта) где υ - наименьшая частота света, при которой еще возможен фотоэффект m - масса электрона V - скорость электрона Если ħυ < Aвых, то фотоэффекта не происходит и красная граница фотоэффекта равна υmin = Aвых/ħ Максимальная начальная скорость фотоэлектронов определяется частотой света и не зависит от его интенсивности. Основным эффектом взаимодействия квантов с веществом является фото- и комптон-эффекты. Фотоэффект может быть: - внешним или фотоэлектронная эмиссия (сопровождающийся эмиссией электронов с поверхности материала фотокатода) - внутренним или фотопроводимость Длинноволновое излучение не вызывает фотоэффекта,так как энергии фотонов недостаточно для вырывания электронов из металла. При фото- эффекте один фотон выбивает только один электрон Так как атомы разных веществ имеют разное строение, а электроны атомов имеют различное значение энергии, частота красной границы фотоэффекта для всех веществ различна. Фотоэффект происходит в два этапа: - вырывание свободного электрона из вещества под действием фотона и превращение его в стационарный электрон (на это затрачивается энергия, равная работе выхода) - передача остающейся энергии фотона стационарному электрону (при этом фотон может быть полностью поглощен электроном) т.е. энергия фотона полностью расходуется на сообщение стацио- нарному электрону только кинетической энергии. Процесс превращения энергии фотона в энергию движущегося электрона (явление интерференции) широко используется в различ- ных измерительных приборахФотоэффект вентильный - явление возникновения ЭДС при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника и металла в отсутствие внешнего электрического поля. Фотоэлементы на основе такого эффекта могут служить индикаторами лучевой энергии, не требующими внешних источников питания Фотоэффект внутренний / фотопроводимость - явление возникновения внутри полупроводника избыточных носителей тока под действием освещения. В полупроводниках и диэлектриках также возникает внутренний фотоэффект, состоящий в возбуждении электронов из валентной зоны в зону проводимости Фронты волновые - поверхности, оптически параллельные друг другу Характеристики параксиальные - кардинальные точки и отрезки оптической системы Характер поляризации - линейная, круговая, эллиптическая, циркулярная. Характер поляризации отраженного света зависит от параметров окружающей среды (магнито- и металлооптика) Ход главного луча в пространстве изображений телецентрический - ход главного луча параллельно оптической оси в случае апертурной диафрагмы, установленной в передней фокальной плоскости оптической системы Ход главного луча в пространстве предметов телецентрический - ход главного луча параллельно оптической оси в случае апертурной диафрагмы, установленной в задней фокальной плоскости оптической системы Хроматизм - явление неодинаковости показателя преломления для разных участков спектра (т.е. разложения белого света при прохождении его через преломляющие элементы: линзы, призмы и т.д.) Хроматизм положения - аберрация, при которой изображения одной точки предмета расположены на разном расстоянии от оптической системы для разных длин волн Хроматизм увеличения - аберрация, при которой увеличение оптической системы зависит от длины волны (вместо изображения точки образуется цветная полоска) Хроматичность - свойство цвета, характеризующее его чистоту и отсутствие в цвете примеси белого, серого или черного (так как во всех цветах в той или иной степени присутствует определенный оттенок, все цвета по сути хроматические) Цветность - совокупность цветового тона и насыщенности, качественно характеризующих цвет. Она предполагает связь цвета химических соединений с их строением. При поглощении света всегда происходит возбуждение электронов молекул (в частности, молекул окрашенного вещества). Поглощение света веществом описывается законом Бугера - Ламберта - Бера. Окраску вещества характеризует длина волны {l(макс.)}, при которой поглощение света максимально. Если при изменении строения молекул вещества происходит смещение l(макс.) в сторону длинных волн (изменение цвета от желтого через оранжевый, красный, фиолетовый и далее - к синему и зеленому) - происходит углубление цвета (батохромный эффект). Если же смещение l(макс.) происходит в сторону коротких волн, наблюдается повышение окраски цветов от зеленого к желтому (гипсохромный эффект). Разность энергии основного и возбужденного состояний определяет глубину окраски (причем переход в возбужденное состояние молекул бесцветных веществ происходит при больших значениях энергии, чем в случае молекул окрашенных веществ). Деформируемость электронных оболочек ионов и многоэлектронных атомов сказывается на оптических свойствах веществ (чем более поляризована частица, тем ниже энергия электронных переходов). В случае сильной поляризации ионов возбуждение электронов происходит при электромагнитном излучении видимой области спектра, поэтому возможна окраска некоторых веществ, образованных бесцветными ионами. Цветность - ряда неорганических веществ связана с наличием сильно деформированных электронных орбиталей (основную роль играет поляризация анионов, деформируемость формы которых способствует возникновению цветности) - других неорганических веществ вызвана наличием в их молекулах атомов с вакантными орбиталями - комплексов обусловлена наличием в них атомов элементов с незаполненными (d / f) - орбиталями (такие ионы интенсивно поглощают свет вследствие переноса электронов лигандов на вакантные орбитали центрального атома-комплексообразователя) Центр линзы оптический - вершина сферических сегментов (точка 'C', лежащая на оси линзы на равном расстоянии от обеих главных точек) или точка пересечения главной плоскости линзы с главной оптической осью. При одинаковых показателях сред, находящихся по обе стороны тонкой линзы, узлы совпадают с главными точками (т.е. также помещаются в оптическом центре линзы). Любой луч, идущий через оптический центр линзы, не изменяет своего направления. Обе главные плоскости тонкой линзы проходят через ее оптический центр. Вследствие симметричности линзы все углы и точки симметричны относительно точки 'С' (http://fotoslov.ru/images/opticheskiy-centr-linzi.gif) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o32.jpg)
Оптический центр двояковыпуклой линзы Частота поглощения - частота, при которой показатель поглощения имеет максимум Четкость − степень проработки деталей изображения на фотографии Число: ● волновое (k) - число, равное k = 2π/λ (где λ - длина волны) ● вспышки / ведущее − равно произведению расстояния от осветителя до объекта съемки на число диафрагмы, при котором обеспечивается получение нормально экспонированного изображения. Иначе - максимальное число метров/футов, на котором вспышка может осветить объект для нормальной экспозиции при пленке чувствительностью 100 ISO и диафрагме, равной '1'. Например, при ведущем числе 22, пленке 400 ISO, нормальном объективе (F = 4 - 5.6), вспышка позволяет осветить объект на расстоянии 12-17 метров. При изменении чувствительности пленки в два раза ведущее число изменяется в 1.41 раза ● диафрагменное [f] − величина, обратная относительному отверстию {геометрическому или эффективному (физическому)} или иначе - число, указывающее на размер диафрагменного отверстия объектива фотоаппарата с ручным управлением. Значения f: f/1.4; f/2; f/2.8; f/4; f/5.6; f/8; f/11; f/16 и f/22 (чем больше число 'f', тем меньше отверстие объектива; в этом ряду значение f/1.4 соответствует наибольшему отверстию объектива, а f/22 - наименьшему). При изменении диафрагменного числа в 1.4 раза, количества света, попадающего на светочувствительный элемент, изменяется в два раза. Эти числа называются также ступенями диафрагмы. В сочетании со значениями выдержки они являются параметрами экспозиции ● диафрагменное номинальное − одна из характеристик объектива (диафрагменное число, соответствующее максимальному относительному отверстию объектива при полностью открытой диафрагме; указывается на фронтальной части объектива) ● световое / экспозиционное - условное число, выражающее экспозицию, необходимую для получения фотографического изображения нормальной плотности на фотоматериале определенной светочувствительности и при определенной освещенности объекта съемки. Оно однозначно выражает внешние условия для фотосъемки (обычно яркость объекта съемки и светочувствительность используемой фотопленки или фотоматрицы) ● шкалы диафрагмы - отношение фокусного расстояния объектива к его апертуре (иначе - это величина, обратная относительному отверстию). Чем больше число диафрагмы, тем меньше светосила объектива Ширина спектральной линии (полосы) - спектральный интервал, равный ширине спектральной линии (полосы) на уровне половины максимума вероятности поглощения, излучения или рассеяния света Широта фотографическая − способность пленки(матрицы) передавать одновременно очень яркие и очень темные объекты Эйконал - фаза светового поля, выраженная как оптическая длина хода лучей данного пучка Эквивалент света механический - отношение полного потока (мощности) излучения к содержащемуся в нем световому потоку. Понятие обычно применяется для монохроматического излучения и зависит от длины волны света. В частности, для света с длиной волны (555 нм) механический эквивалент света имеет наименьшее значение (0.00146 Вт/лм) Экспозиция - произведение освещенности на длительность освещения поверхности (иначе - освещенность, накопленная за время) Экспонирование - воздействие на какой-либо объект или фотоматериал электромагнитного излучения Экспонирование двойное − два изображения, снятые на один и тот же кадр пленки (матрицы) или два изображения, отпечатанные на одном листе фотобумаги Экспонометр (измеритель освещенности) − прибор со светочувствительным элементом, измеряющий интенсивность света, отраженного от объекта или падающего на него, используемый для выбора экспозиции при фотографировании Экспопара - сочетание диафрагмы и выдержки {например, при (f = 4) и выдержке 1/30 на светочувствительный материал попадает столько же света, как и при (f = 2.8) и выдержке 1/60}. Понятно, что при изменении чувствительности фотоматериала (ISO) количество вариантов, обеспечивающих одинаковое экспонирование, возрастает в геометрической прогрессии: это позволяет получать различные художественные эффекты на фотоснимках Экстинкция [см-1] - ослабление пучка света за счет поглощения и рассеяния при его распространении в веществе. Коэффициент экстинкции различен для разных длин волн света и равен сумме коэффициентов поглощения и рассеяния света в среде Эллипс оптический - любое сечение эллипсоида оптической индикатрисы Энантиомеры (оптические изомеры, зеркальные изомеры) − пары оптических антиподов Эффективность излучения световая [лм/Вт] - величина, обратная механическому эквиваленту света (т.е отношение светового потока к соответствующему потоку излучения) Эффект Керра (1875) - возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных веществах под действием однородного электрического поля. В этом случае вещество по своим оптическим свойствам становится подобным одноосному кристаллу, оптическая ось которого совпадает с направлением поля. Разность хода световых лучей (D) со взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации зависит от длины пути света (l) в веществе, квадрата напряженности (Е) электрического поля и специфичной для каждого вещества постоянной (В) или постоянной Керра: D = 2*π*B*l*E2 Для монохроматического света, распространяющегося в веществе перпендикулярно направлению вектора напряженности электрического поля (Е), разность показателей преломления для необыкновенного (ne) и обыкновенного (no) лучей равна: ne - no = (B / λ) * Е2 где 'λ' - длина волны света Эффект Керра используют для высокочастотной модуляции света, в быстродействующих оптических затворах, позволяющих фотографировать с очень малыми выдержками [до 10-8 с] и для управления добротностью резонаторов лазеров Примечания: 1. Постоянная Керра - константа пропорциональности (специфическая величина), связывающая относительную величину индуцированного электрическим полем двойного лучепреломления изотропной центросимметричной среды с квадратом напряженности электрического поля. Она зависит от химической природы вещества, температуры и длины волны монохроматического света, характеризуя электрооптические свойства среды 2. Ячейка Керра - электрооптическое устройство, основанное на эффекте Керра, применяемое в качестве оптического затвора или модулятора света. Является наиболее быстродействующим устройством для управления интенсивностью светового потока. Скорость срабатывания - до (10-9 - 10-12) сек Эффект стробоскопический - зрительная иллюзия непрерывного движения, возникающая при наблюдении движущегося предмета в течение коротких быстро следующих друг за другом промежутков времени (примеры: кино - 24 кадра/сек , телевидение- 25/30 кадров/сек , быстрое вращение колес автомобиля (кажутся как будто неподвижные), и т.п. Эффект Тиндаля - свечение оптически неоднородной среды вследствие рассеяния проходящего через нее света, обусловленное дифракцией света на отдельных частицах, размер которых значительно меньше длины волны рассеиваемого света. Характерен для коллоидных систем: гидрозолей, дыма и др. Эффект наиболее характерен в случае низкой концентрации частиц дисперсной фазы, имеющей показатель преломления, отличный от показателя преломления дисперсионной среды. Характерное проявление - образование светлого конуса на темном фоне (конус Тиндаля) при пропускании сфокусированного светового пучка сбоку через стеклянную емкость, заполненную коллоидным раствором. Эффект Тиндаля близок к опалесценции (http://him.1september.ru/2006/15/45-1.jpg): ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/tindal.jpg)
Эффект (сдвиг) батохромный / (углубление цвета) - изменение поглощения цвета в направлении от зеленовато-желтого к желтому, оранжевому и т.д.
Эффект (сдвиг) гипсохромный / (ослабление цвета) - изменение поглощения цвета в направлении от зеленого к голубому, синему и т. д.
Эшелон Майкельсона - многолучевой интерференционный спектральный прибор высокой разрешающей силы, предназначенный для получения когерентных пучков света (http://www.femto.com.ua/articles/part_1/2132.html). Он представляет собой набор плоскопараллельных стеклянных (кварцевых) пластин одинаковой толщины, поставленных на оптический контакт так, что их концы образуют ступеньки лестницы. Ход лучей в прозрачном эшелоне:
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/eshel.jpg)
Аналогично действует 'стопа' А.Столетова - набор прозрачных плоских пластин из оптического стекла очень малой толщины (для уменьшения потерь на поглощение), устанавливаемый под некоторым углом к падающему свету, который поляризуется после прохождения через стопу Приложение Прохождение света через кристалл исландского шпата (http://bourabai.kz/physics/optics_11.html) ![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o30.jpg)
Кристалл исландского шпата (CaCO3) раздваивает проходящие через него лучи света. При повороте кристалла относительно направления первоначального луча поворачиваются оба луча (обыкновенный и необыкновенный), прошедшие через кристалл. Это явление получило название двойного лучепреломления. Оно обычно наблюдается в кристаллах низших и средних сингоний. В анизотропных средах закон преломления: sin i /sin γ = n2/n1 (где n1, n2 - постоянные для данных веществ величины) может не выполняться. Анализ поляризации света показывает, что на выходе из кристалла лучи оказываются линейно поляризованными во взаимно перпендикулярных плоскостях. Раздвоение луча в кристалле всегда происходит в главной плоскости. Так как при вращении кристалла вокруг падающего луча главная плоскость поворачивается в пространстве, то одновременно поворачивается и необыкновенный луч |
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o04.jpg)
В каждой точке 'P' на экране в фокальной плоскости линзы
соберутся лучи, которые до линзы были параллельны между
собой и распроcтранялись под определенным углом 'ϴ' к
направлению падающей волны. Колебание в точке 'P' является
результатом интерференции вторичных волн, проходящих в эту
точку от разных щелей. Для того, чтобы в точке 'P' наблюдался
интерференционный максимум, разность хода 'Δ' между волнами,
испущенными соседними щелями, должна быть равна целому числу
длин волн:
Δ = d*sin ϴ*m = m*λ (m = 0, +1, +2, ...)
здесь d - период решетки, m - целое число, которое называется
порядком дифракционного максимума. В тех точках экрана,
для которых это условие выполнено,располагаются так называемые
главные максимумы дифракционной картины. Между каждой парой соседних интерференционных минимумов находится один (главный или побочный) максимум.
Положение главных максимумов (кроме нулевого) зависит от длины
волны 'λ', поэтому решетка способна разлагать излучение в спектр
(то есть она является спектральным прибором). Если на решетку
падает немонохроматическое излучение, то в каждом порядке
дифракции (то есть при каждом значении 'm') возникает спектр
исследуемого излучения (фиолетовая часть спектра располагается
ближе к максимуму нулевого порядка).
На рисунке изображены спектры различных порядков для белого света
Максимум нулевого порядка остается неокрашенным. С помощью дифрак-
ционной решетки можно производить очень точные измерения длины
волны
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o05.jpg)
Пример разложения белого цвета в спектр с помощью дифракционной
решетки
(http://ru.convdocs.org/pars_docs/refs/1/137/137_html_50fba5d3.jpg)
Анимационный пример дифракции - см. слайд 58
(http://www.myshared.ru/slide/278880/)
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/hod_luch.jpg)
где d, d1 - истинная и кажущаяся толщины пластинки, а точка
О1 - лежит на пересечении продолжения лучей CD и BE (т.е. она
расположена ближе к поверхности пластинки на величину OO1).
Связь между показателем преломления пластинки(n), ее толщиной
(d) и величиной (d1) выражается формулой: n = d/d1
При переходе света из среды с меньшим значением 'n' в среду
с большим значением 'n' луч приближается к перпендикуляру,
проведенному к границе раздела двух сред в точке излома луча.
В противном случае луч удаляется от перпендикуляра
Показатель преломления зависит от длины волны 'l' (частоты
излучения). Он определяется поляризуемостью составляющих
среду частиц, а также структурой среды и ее агрегатным состоянием.
Для анизотропных сред (кристаллов), показатель преломления
зависит от направления распространения света и его поляризации.
Чем больше показатель преломления, тем меньше угол отражения,
а преломленный луч будет более близок к перпендикуляру к нему
(http://phys.bsu.edu.ru/projects/physics/optica/
geo_opt.files/12i-i1.gif)
![[]](/img/a/anemow_e_m/tttt/o09.jpg)
Так как показатель преломления стекла сильнее отличается от
показателя преломления воздуха, чем показатель преломления
воды, то луч, идущий из воздуха в стекло, преломляется сильнее,
чем луч, идущий из воздуха в воду (очень мало преломляется
луч, переходящий из воды в стекло)
Например, при предельном угле полного отражения спирта равном
47o показатель преломления равен n = 1/sin α = 1/sin 47о = 1.367