Реальные оптические системы

Через реальную оптическую систему проходят реальные луч, ход которых отличается от хода нулевых и параксиальных лучей. Это отклонение связано с выполнением на реальных поверхностях закона преломления.

Отличия реальной оптической системы от идеальной:

• В реальной оптической системе происходит ограничение пучков, то есть не все существующие лучи проходят через оптическую систему и достигают пространства изображений. Проходящие пучки лучей имеют конечные размеры.
• Ход лучей, проходящих через оптическую систему, не совпадает с ходом идеальных лучей (реальные оптические системы обладают аберрациями).
• Расчет хода реальных лучей

Рассмотрим ход реальных лучей в меридиональной плоскости.

 

Рис.. Ход реального луча.

Реальные лучи, в отличие от нулевых, преломляются не на перпендикулярных оптической оси в вершине поверхности, а на реальных оптических поверхностях. Формулы расчета реального луча похожи на расчет нулевого луча и состоят из переноса и преломления:

где – расстояние вдоль луча между поверхностями (косая толщина), – оптическая сила поверхности в точке преломления луча.

Оптическая сила поверхности в параксиальной области вычисляется при помощи выражения:

Для вычисления оптической силы поверхности для реального луча необходимо учитывать углы падения и преломления реального луча:

Для нулевых лучей и для данной поверхности постоянны, а для реальных лучей они зависят от координат точки пересечения конкретного луча с этой поверхностью. Благодаря отличиям от и от , и тому, что луч преломляется на самих поверхностях, а не на главных плоскостях, появляются отличия в ходе реальных и идеальных лучей – аберрации.