Dawane Fokus Definisi Sistem Optik lan Metode Pengujian

1. Panjang Fokus Sistem Optik

Dawa fokus minangka indikator sistem optik sing penting banget, kanggo konsep dawa fokus, kita kurang luwih duwe pangerten, kita maneh kene.
Dawane fokus sistem optik, sing ditetepake minangka jarak saka pusat optik sistem optik menyang fokus sinar nalika kedadeyan cahya paralel, minangka ukuran konsentrasi utawa divergensi cahya ing sistem optik. Kita nggunakake diagram ing ngisor iki kanggo ilustrasi konsep iki.

Ing tokoh ndhuwur, kedadean beam podo saka mburi kiwa, sawise liwat sistem optik, converges menyang fokus gambar F', baris extension mbalikke saka converging ray intersects karo baris extension cocog saka sinar podo kedadean ing a titik, lan lumahing sing ngliwati titik iki lan jejeg sumbu optik diarani bidang utama mburi, bidang utama mburi intersects karo sumbu optik ing titik P2, kang disebut titik utama (utawa titik tengah optik), jarak antarane titik utama lan fokus gambar, iku biasane kita nelpon dawa fokus, jeneng lengkap dawa fokus efektif saka gambar.
Uga bisa dideleng saka gambar kasebut yen jarak saka permukaan pungkasan sistem optik menyang titik fokus F' gambar kasebut diarani dawa fokus mburi (BFL). Kajaba iku, yen sinar paralel kedadeyan saka sisih tengen, uga ana konsep dawa fokus efektif lan dawa fokus ngarep (FFL).

2. Metode Pengujian Focal Length

Ing praktik, ana akeh cara sing bisa digunakake kanggo nguji jarak fokus sistem optik. Adhedhasar prinsip sing beda, metode tes jarak fokus bisa dipérang dadi telung kategori. Kategori pisanan adhedhasar posisi bidang gambar, kategori kapindho nggunakake hubungan antara pembesaran lan dawa fokus kanggo entuk nilai dawa fokus, lan kategori katelu nggunakake lengkungan gelombang saka sinar cahya konvergen kanggo entuk nilai dawa fokus. .
Ing bagean iki, kita bakal ngenalake cara sing umum digunakake kanggo nguji jarak fokus sistem optik::

2.1CMetode olimator

Prinsip nggunakake kolimator kanggo nguji jarak fokus sistem optik kaya sing ditampilake ing diagram ing ngisor iki:

Ing gambar kasebut, pola tes diselehake ing fokus collimator. Dhuwur y pola tes lan dawa fokus f_c' saka collimator dikenal. Sawise sinar paralel sing dipancarake dening kolimator dikonvergen dening sistem optik sing diuji lan digambar ing bidang gambar, jarak fokus sistem optik bisa diitung adhedhasar dhuwur y' pola tes ing bidang gambar. Dawane fokus sistem optik sing diuji bisa nggunakake rumus ing ngisor iki:

2.2 GaussianMtata cara
Gambar skematis metode Gaussian kanggo nguji jarak fokus sistem optik ditampilake ing ngisor iki:

Ing gambar kasebut, bidang utama ngarep lan mburi sistem optik sing diuji dituduhake minangka P lan P', lan jarak antarane rong bidang utama yaiku d_P. Ing cara iki, nilai d_Pdianggep dikenal, utawa regane cilik lan bisa diabaikan. Obyek lan layar panampa diselehake ing sisih kiwa lan tengen, lan jarak ing antarane dicathet minangka L, ing ngendi L kudu luwih saka 4 kaping fokus sistem sing diuji. Sistem sing diuji bisa dilebokake ing rong posisi, sing dituduhake minangka posisi 1 lan posisi 2. Objek ing sisih kiwa bisa digambar kanthi jelas ing layar panampa. Jarak antarane rong lokasi kasebut (disebut D) bisa diukur. Miturut hubungan conjugate, kita bisa njaluk:

Ing rong posisi kasebut, jarak obyek dicathet minangka s1 lan s2, banjur s2 - s1 = D. Liwat derivasi rumus, kita bisa entuk dawa fokus sistem optik kaya ing ngisor iki:

2.3Lensometer
Lensometer cocok banget kanggo nguji sistem optik dawa fokus. Gambar skematise kaya ing ngisor iki:

Kaping pisanan, lensa sing diuji ora diselehake ing jalur optik. Sasaran sing diamati ing sisih kiwa ngliwati lensa collimating lan dadi cahya paralel. Cahya paralel digabung karo lensa konvergen kanthi dawa fokus f₂lan mbentuk gambar sing cetha ing bidang gambar referensi. Sawise jalur optik dikalibrasi, lensa sing diuji dilebokake ing jalur optik, lan jarak antarane lensa sing diuji lan lensa konvergen yaiku f₂. Akibaté, amarga tumindak lensa sing dites, sinar cahya bakal fokus maneh, nyebabake owah-owahan ing posisi bidang gambar, nyebabake gambar sing cetha ing posisi bidang gambar anyar ing diagram kasebut. Jarak antarane bidang gambar anyar lan lensa konvergen dituduhake minangka x. Adhedhasar hubungan obyek-gambar, dawa fokus lensa sing dites bisa disimpulake minangka:

Ing laku, lensometer wis digunakake digunakake ing pangukuran fokus ndhuwur lensa tontonan, lan duwe kaluwihan saka operasi prasaja lan presisi dipercaya.

2.4 KabRefraktometer

Refractometer Abbe minangka cara liya kanggo nguji jarak fokus sistem optik. Gambar skematise kaya ing ngisor iki:

Selehake loro penggaris kanthi dhuwur sing beda-beda ing sisih permukaan obyek lensa sing dites, yaiku scaleplate 1 lan scaleplate 2. Dhuwur scaleplate sing cocog yaiku y1 lan y2. Jarak antarane loro scaleplates iku e, lan amba antarane garis ndhuwur panguasa lan sumbu optik u. Skala digambar nganggo lensa sing diuji kanthi dawa fokus f. Mikroskop dipasang ing ujung permukaan gambar. Kanthi obah posisi mikroskop, gambar ndhuwur loro scaleplates ditemokake. Ing wektu iki, jarak antarane mikroskop lan sumbu optik dilambangake minangka y. Miturut hubungan obyek-gambar, kita bisa njaluk dawa fokus minangka:

2.5 Deflektometri MoireMetode
Metode deflektometri Moiré bakal nggunakake rong set paukuman Ronchi kanthi sinar lampu paralel. Ruling Ronchi minangka pola kothak film kromium logam sing disimpen ing substrat kaca, sing umum digunakake kanggo nguji kinerja sistem optik. Cara iki nggunakake owah-owahan ing pinggiran Moiré sing dibentuk dening rong grating kanggo nguji jarak fokus sistem optik. Diagram skematis saka prinsip kasebut minangka nderek:

Ing gambar ing ndhuwur, obyek sing diamati, sawise ngliwati kolimator, dadi sinar paralel. Ing jalur optik, tanpa nambah lensa sing dites dhisik, sinar paralel ngliwati rong grating kanthi sudut pamindahan θ lan jarak kisi d, mbentuk set pinggiran Moiré ing bidang gambar. Banjur, lensa sing dites diselehake ing jalur optik. Cahya collimated asli, sawise refraction dening lensa, bakal gawé dawa fokus tartamtu. Radius lengkungan sinar cahya bisa dipikolehi saka rumus ing ngisor iki:

Biasane lensa sing dites diselehake cedhak banget karo grating pisanan, saengga nilai R ing rumus ing ndhuwur cocog karo dawa fokus lensa. Kauntungan saka metode iki yaiku bisa nguji jarak fokus sistem dawa fokus positif lan negatif.

2.6 OptikFiberAutokolimasiMtata cara
Prinsip nggunakake metode autocollimation serat optik kanggo nguji dawa fokus lensa ditampilake ing gambar ing ngisor iki. Iki nggunakake serat optik kanggo ngetokake sinar divergen sing ngliwati lensa sing diuji banjur menyang pangilon bidang. Telu jalur optik ing gambar kasebut nggambarake kondisi serat optik ing fokus, ing fokus, lan ing njaba fokus. Kanthi ngobahake posisi lensa sing dites bolak-balik, sampeyan bisa nemokake posisi kepala serat ing fokus. Ing wektu iki, balok wis collimated dhewe, lan sawise bayangan dening pangilon pesawat, paling saka energi bakal bali menyang posisi sirah serat. Cara kasebut prasaja ing prinsip lan gampang dileksanakake.

3. Kesimpulan

Dawane fokus minangka parameter penting saka sistem optik. Ing artikel iki, kita rinci babagan konsep dawa fokus sistem optik lan metode tes. Digabungake karo diagram skematis, kita nerangake definisi dawa fokus, kalebu konsep dawa fokus sisih gambar, dawa fokus sisih obyek, lan dawa fokus ngarep-kanggo-mburi. Ing praktik, ana akeh cara kanggo nguji jarak fokus sistem optik. Artikel iki ngenalake prinsip pengujian metode kolimator, metode Gaussian, metode pengukuran jarak fokus, metode pengukuran panjang fokus Abbe, metode defleksi Moiré, lan metode autokolimasi serat optik. Aku pracaya yen maca artikel iki, sampeyan bakal duwe pangerten luwih saka paramèter dawa fokus ing sistem optik.