Articles

Optisk Bilde

mønsteret som er produsert av virkningen av et optisk system på strålene som sendes ut av et objekt, og som gjengir konturene og detaljene i objektet. Den praktiske bruken av et optisk bilde innebærer ofte en endring i omfanget av bildene av objektet og projeksjon på en overflate(for eksempel en skjerm, fotografisk film eller fotokatode). Grunnlaget for den visuelle oppfatningen av et objekt er dets optiske bilde, som projisert på øyets retina.

Maksimal korrespondanse av bildet til objektet oppnås når hvert punkt i objektet er representert av et punkt. Med andre ord, etter alle brytninger og refleksjoner i det optiske systemet, skal strålene som sendes ut av lyskilden krysse på et enkelt punkt. Dette er imidlertid ikke mulig for hver plassering av et objekt med hensyn til systemet. For eksempel, når det gjelder systemer som har en symmetriakse (en optisk akse), kan punktoptiske bilder kun produseres for de punktene som ligger i en liten vinkel mot aksen, i den såkalte paraksiale regionen. Plasseringen av det optiske bildet av et hvilket som helst punkt i paraksialområdet kan bli funnet ved å anvende lovene om geometrisk optikk; kunnskap om plasseringen av kardinalpunktene i systemet er tilstrekkelig til dette formålet.

totaliteten av punkter hvis optiske bilde kan produseres ved hjelp av et optisk system danner et objektrom, og totaliteten av punktbildene av disse punktene danner bildeplassen.

det skilles mellom ekte og virtuelle optiske bilder. Virkelige bilder er skapt av konvergerende stråler av stråler ved skjæringspunktene. Det virkelige optiske bildet kan observeres ved å plassere en skjerm eller fotografisk film i skjæringspunktet mellom strålene. I andre tilfeller divergerer strålene som kommer fra et optisk system, men hvis de fortsetter mentalt i motsatt retning, vil de krysse på et enkelt punkt. Dette punktet kalles det virtuelle bildet av et punktobjekt; det samsvarer ikke med krysset mellom ekte stråler, og derfor kan et virtuelt optisk bilde ikke produseres på en skjerm eller innspilt på film. Et virtuelt optisk bilde kan imidlertid spille rollen som et objekt med hensyn til et annet optisk system (for eksempel øyet eller en konvergerende linse), som konverterer det til et ekte bilde.et optisk objekt er et sett med punkter opplyst av sitt eget eller reflekterte lys. Hvis måten et optisk system representerer hvert punkt er kjent, er det enkelt å konstruere et bilde av hele objektet.de optiske bildene av virkelige objekter i flate speil er alltid virtuelle (Se Figur 1, a); i konkave speil og konvergerende linser kan de være enten ekte eller virtuelle bilder, avhengig av avstanden til objektene fra speilet eller linsen (Figur 1, c og d). Konvekse speil og divergerende linser produserer kun virtuelle optiske bilder av virkelige objekter (Figur 1, b og e). Plasseringen og dimensjonene til et optisk bilde avhenger av egenskapene til det optiske systemet og avstanden mellom det og objektet. Bare i tilfelle av et flatt speil er et optisk bilde alltid like stort som objektet.

hvis et punktobjekt ikke ligger i paraksialområdet, blir strålene som kommer ut av det og passerer gjennom det optiske systemet ikke samlet på et enkelt punkt, men krysser bildeplanet på forskjellige punkter, og danner et aberrasjonelt sted; størrelsen på stedet avhenger av plasseringen av punktobjektet og på utformingen av systemet. Bare flate speil er ikke-aberrasjonelle (ideelle) optiske systemer som produserer et punktbilde av et punkt. I utformingen av optiske systemer korrigeres aberrasjoner-det vil si at det gjøres en innsats for å sikre at spredningsaberrasjoner ikke forverrer bildet i merkbar grad; imidlertid er fullstendig eliminering av aberrasjoner umulig.Det skal bemerkes at ovennevnte er strengt gyldig bare innenfor rammen av geometrisk optikk, som, selv om det er ganske tilfredsstillende i mange tilfeller, likevel bare er en omtrentlig metode for å beskrive fenomenene som forekommer i optiske systemer. Bare i geometrisk optikk, hvor abstraksjon fra lysets bølgeart brukes, og spesielt ikke fenomenene lysdiffraksjon, kan det optiske bildet av et lyspunkt betraktes som et punktbilde. Mer detaljert undersøkelse av mikrostrukturen til et optisk bilde, med tanke på lysets bølgeart, viser at et punktbilde, selv i et ideelt (ikke-aberrasjonelt) system, er et komplekst diffraksjonsmønster i stedet for et punkt.

Figur 1. Dannelse av optiske bilder: (a) virtuelt bilde M ‘av punkt M i et flatt speil, (b) virtuelt bilde M’ av punkt M i et konveks sfærisk speil, (c) virtuelt bilde M ‘av punkt M og ekte BILDE AB’ av punkt N i et konkav sfærisk speil, (d) ekte bilde A ‘ B ‘og virtuelt bilde M’ av objekter AB og MN i en konvergerende linse, (e) virtuelt bilde M ‘ av objektet MN i en divergerende linse; (I) og (j) innfallsvinkler av stråler, (i’) og (j’) refleksjonsvinkler, (C) sfæresentre, (F) og (F’) fokus på linser

lysenergidensitetsfordelingen i bildet er signifikant for evalueringen av kvaliteten på et optisk bilde, som har fått stor betydning på grunn av utviklingen av fotografiske, fjernsyn og andre metoder. En spesiell egenskap—kontrasten k = (Emax-Emin) / (Emax— Emin) hvor Emin og Emax er de minste og største belysningsverdiene for det optiske bildet av et standard testobjekt-brukes til dette formålet. Et rutenett hvis lysstyrke varierer sinusoidalt med en frekvens R (antall perioder av rutenettet per millimeter) brukes vanligvis som et standard testobjekt: k avhenger Av R og retningen av rutenettet. Funksjonen k (R) kalles frekvenskontrastkarakteristikken. I ideelle systemer k = 0 når R = 2A ‘/ \ eller mer, Når A ‘ er den numeriske blenderåpningen til systemet i bildeområdet Og X er lysets bølgelengde. Jo lavere k for en Gitt R, jo verre blir kvaliteten på det optiske bildet i det aktuelle systemet.