Stråloptik
Emma Björk
Kapitel 34: Stråloptik
• Bildalstring
• Definitioner och teckenregler
• Bildalstring i speglar
• Bildalstring i tunna linser
• Optiska instrument (kamera, mikroskop och teleskop)
Plan spegel
Fig. 34.1
Fig. 34.2
Fig. 34.2
Bildalstring genom reflektion
Fig. 34.3
Bildalstring genom refraktion
I båda fallen ligger bildpunkten i förlängningen av strålar, dvs den
kan ej projiceras på en skärm. Bilderna är virtuella.
Bildkonstruktion i plan spegel
Optiska axeln
Fig. 34.6
Fig. 34.7-8
En plan spegel byter inte ”höger
mot vänster”, däremot ”framåt
mot bakåt”.
Fig. 34.9
En bild skapad av en spegel kan
tjäna som objekt för en annan.
Reflektion i konkav sfärisk yta
Fig. 34.10
Om paraxialapproximationen
gäller kommer strålarna från
P att gå genom P´.
Fokalpunkt och fokallängd för konkav spegel
Fig. 34.13
Bildalstring i konkav spegel
Fig. 34.14
Fig. 34.11
Fokalpunkt och fokallängd för konvex spegel
Fig. 34.17
Reflektion i konvex spegel
Fig. 34.16
Grafisk metod med priniciple rays för speglar
Vi har 4 ”Principal rays”
Två räcker för att konstruera
bilden.
Fig. 34.19
Fig. 34.28
Fokalpunkter och
fokalavstånd för
tunn + lins.
Fig. 34.31
Fokalpunkter och
fokalavstånd för
tunn - lins.
Alla linser som är tjockast på
mitten är positiva
Alla linser som är tjockast i
kanten är negativa
Tunn konvergent (positiv) lins
Fig. 34.28
Fokalpunkter och
fokalavstånd för
tunn + lins.
Fig. 34.29
Bildalstring med tunn positiv lins.
Grafisk metod med priniciple rays för linser
Fig. 34.33
Bildalstring vid olika objektavstånd, Ex. 34.9
Fig. 34.37
Kameran
Fig. 34.42
Fig. 34.40
Fokallängdens inverkan
Fig. 34.41
Fig. 34.44
Förstoringsglaset
Fig. 34.51
tan ~
=
tan ′~ ′ =
25
=
′
=
=
25
25
Observera att detta är vinkelförstoring.
Mikroskopet
Fig. 34.52
Dålig figur! Objektet
borde ha legat närmare F1.
Bättre figur, eftersom det här
framgår att objektet ligger nära, men
något utanför, objektivets
fokalpunkt.
Teleskopet (refraktor)
Fig. 34.53
Yerkes refraktor, 19,5 m fokallängd
Kromatisk abberation, dvs
att olika våglängder bryts
olika är ett problem
refraktorer dras med.
Ett allvarligt problem med
refraktorer är att glaslinserna
deformeras under sin egen vikt
för stora linsdiametrar
Ett annat problem är att glaset
inte är genomskinligt för alla de
våglängder man vill utnyttja.
Både kromatisk abberation,
problem med linsdeformation och
bristfällig ljustransmission löses om
man istället använder en spegel för
ljusfokusering, vilket kallas reflektor
eller spegelteleskop.
Typiska instrument för amatörastronomer
Refraktor
ca 50X
”Stjärnhimlen” s. 21
Spegelteleskop,
Newtonfokus
ca 50X
bättre ljusstyrka
Schmitt-Cassegrainfocus
ca 250X
Teleskopet (reflektor)
Fig. 34.54