Слюсарев Г.Г. - Расчет оптических систем (1975) (1060808), страница 81
Текст из файла (страница 81)
ранам Э,З; и Э,Эз с таким расчетом, чтобы наиболее яркая часть пучка проходила через точку О, и нэ экране Э,Зг получилась наилучшая кояцентрацня энергии, приступают к более точной центрирозке, лля чюо наблюдают ьа картиной иа экране З,Зт. Необходимо добиться наибольшей симметрии в распределеими света вокруг центра иэображения. С эвд целью передвигают по окружности, кентр которой совпкнзет с центром круга изображения аеркала, светочувствительный элемент люксметра или иного приемника акта и следят за его показаниями при различных положениях н различных расстояниях от центра.
Наилучшее положение лампы соответствует наименьшИм колебаниям показаний прибора при вращении около центра. На технических подробностях здесь нет необходимости останавливаться. 491 Ьвщвте аваева азтетеавеше аеайеаавра Прием, служащий для определенна смещения точек пересе- чения лучей с экраном ЭЭ', вызываемого децентрировкой (см. стр. 484Е примеиям и тогда, иогда смещение вызывается какой. нибудь другой причиной, в том числе ошибками изготовления кои- денсора, например параболоядальнаго зеркала, качество кото.
рого често оставляет желать лучшего. Вследствие ошибки изготовления нонденсора ККг луч, пере- секающий его входной зрачок в тачке Мг с ююрдинатамв р н щ вместо точки О попаджт в точку О, с координатами Ьв' и ЬО'. После системы ЬгГ.г луч выходит с иаправляаяцими коса- нусами Ь' и т', равнымн Ь' = э; т' = †,, а смещения Ьр /' ' /'' н Ьэ определяются по формулам: ь, 3 Ьр---,бй', Ьг=--, ЬО, Г Пусть, например.
кондевсор обладает сфеоической аберрэ. яь цией. Тогда 86' = Ьй" = Ар', Ьр = Ьз = —, р'. В зависи/' мости от знака А пятво иа экране либо сжимается, лабо расши- ряется, т. е. в центре пятна ощутимых изменений не происходит, а иа краях его освещенность либо возрастает, либо убывает; нарушения симметрии нет, но периодичность все же нарушается, так иак рассматриваемое пятна отличается от соседних сваями размерами. Если известны деформации конденсара, можно определить вызываемые ими изменения в распределении освещенности, поль- зуясь нзложеияымя на стр.
484 приемами. Решая обратную за- дачу,можно определить допуски нв качесшо поиеркнотти зеркала или ва качество изготовления коидеисора. Иетарв, вавмааайцз раваеааатаавй По определению, рассеиватель имеет целью расширять н перемешявать светбвые пучки, устраняя или хотя бы уменьшая таким образом неравномерность освещенности иа какой-нибудь апреде. лепной поверхности.
Вто расширение неизбежно вызывает уменьшение освещенности иа рассматриваемой поверхности, так каи часть снегового пятна попадает эа пределы площади 3, подлежащей облучению. Потери в значении освещенности зависят от степени рассеивания, т. е. от угла и вида функции рассеивания, если понимать под функцией рассеивания вид и размеры фигуры, получаемой иа установке, описанной на стр. 473. Расчет световых потерь сводится к определению части световых потоков, попавшей за пределы площади 3.
Как правило, и без рассеивателя часы лублей не попадает на площадь 3, так как практически невозможяо добиться резней границы световых поюков на контуре площади 3. С помощью изложенной в п. 8 этой главы мяю- 4ВВ л, л, Рве. У!АЗ дики можно определить осшщеяность в дост большом ко. дичесгзе точек как зз пределами площади 5 нутри ее и, пользуясь способом расчета действия рассеиз стр. 474), вычислить общее количество световой эиврг авшейся за пределами плошади 5. В некоторых частных случаях расчет поте т проивво.
диться элементарна, например в случае, каг ~ватель состоит из парзллельных одинаковых канавок пяз в прямеугольной оправе. Плошади 5 обычно огреннчеяы прямоу контуром. Поэтому важно звать распределение осшшеия правлении, перпеццикулярном контуру. Пред. положим, что направление рассеяния перпеиднкулярво контуру: ва Практике зто предположение всегда есуществляетсп. а Пусть кривая АВСОЕ ана- ! "а чепнй освещенности В имеет вид, и представленный на рис. Ч1.42, а АГН = 2а — линейное рассея- в, нне, вызываемое рассенвателем (изображенное в том же масштабе, что н кривая АВСОВ).
Определим для примера значения усредненной освещенности в точках В и О. Через точку В опускаем перпендикуляр на ось абсцисс, Нз — точна пересечения его с эягй осью; через точки Н, и Н„ отстоящие от Н„ на величину а справа и слева, проводим прямые НгН) и НгН;, параллельные НаВ. Наде найти такую точку С па прямой ИаВ, чтобы олощвдя НгВ166г н 16,1, где 1 — точка пересечения кривой зиа. ченпй осиыценносгн й прямой, параллельной осн абсцясс 66,16„ бьшн равны между собой. Тогда площадь Н,Н,С,С, равна пло.
щади Н,Нт.11ВА, а ордниата И„С есть среднее арйфмеигческое всех ординат НгА, ..., Нз!. Другими словами, Нвб = В, . Для абсциссы Нл средняя млгыина орлннаты равна Иолы. Глав после небольпюй тренировки хорошо оценнвает равенство плыцадей справа и слева, н можно указанным способом получи~ь довольно быстро кривую усредненных осшщенностей Условимся называть потерями энергии отношение 4 светового потока, выходящего эа пределы подлюкащей облучению плошади 5, к самой плошади. Предположим лля упрощения вычислений, что без рассеивателя общий поюк, выходящий нз оптической системы, ках раз покрывает площадь 5.
Рассенвашль из цилиндрических ианажж, параллельиьш, например, горизонтальному направленюо, вызывает линейное рассеяние 2ш в вертякальном направлении. Если 2а — длина вертикальной стороны прямаугольнина плошадью 5, то величвиа 4 равна м . в 4ЗЗ Рассеиватель из прямоугольвых линз вызывает в.зертиквльиом иаправлеяии лииейиое рассеяние 2т„а горизшгтальвом— 2жп причем стороны контура площади Б разиы соотзетстееипо 2а, ..е и ' ~ -'+чь-еч 'ь. Если аг, и тэ малм по сраввеыию с о, и ап то можно написать для В выражение ма мг аг ' ег" РВВЩЩВНВЬ ВЗ дарг ВВЩЩ ВВВЗ В некоторых зарубежных осветительных системах с большим числом светильников применяются рассеиватели, состоящие из двух блоков Б,, Б, лп пебольшого диаметра, расположеииых нв иебольшом расстоянии друг от друга (рис. УЕ44).
Опишем действие этих раымиввшлей. Источякк света Бгбз светильника С, изображается эллиптичесгшм зеркалом М, ва линзу йм взображзющую зеркало М, вз линзу Сз. Зта айвза в свао очередь изображает ливзу Аг на входиой зрачок оптической свсгемы Сзуей Квэпшму светильнику соответствует своя пара линз Сг и 1 м и в ргаультще действия этих пар ия входном зрачке Сэйз складйваютчя освещенности, вызываемые всеми светильниками С,С, и т.
д. Таким образом, каждый светильиик освещает весь зРачок Азйв в создается впечвтлеиие, что благо. даря етому освещенность здрава, на который задает отражеикый от зеркал М„ Мг, Мг свет, рввиомериа. Однако линзы Аз, Сз. Сэ, ... ие могут создавать вполне равйоиериого освещения входного зрачка СзЦ; этому, препятствуют аберрации этрх лиаз, в результате когорых.ва аречгм Всуе создыотся веодииаковые кзртваы распределения освещевщтсти; чаще всего певтр освещается сильиее, края — слабее.
Световые пучки от различных светильников ие удастся позшойтью отделись друг от друга, пескрытие пучков создает потери П препятствует равкомериости. роме того, невозможна оБеспечить полное освещеике входиого 4Щ зрачка Еэйэ вими парами линз; пары лннз, находящнеся на краях блоков, создают лншь частичное освещение его. Пары лннэ й и С э нногда эзмеиюотся цплнндрнческнмн трубкамн, огрэннчеггйымй сфернческнмп поверхносгвмн. По сравнению с оппсаннымп выше свсгемамв рассепвателей двублочные абладают нексчорыми пренмуществамв: светильники могут обладать неодпнаковымн свеппехпнческпми характернстпкамн; выключенне часты сеетильпнков скажется только на общей картине освещения, но пе заедет местных нарушений (в определенных границах).
К недостаткам двублочпых рассеявателей относятся неаозмшкность огранвчнть ьелнчнпу освещаемого поля выключением частя спетнльпнков. 7. Мтвтевше шцейы мь Ьгейеегегы Назначение прожекторов — освещение предметов, находящихся ва болыппх расстояянях, доходяшвх да нескольких километров. Оптическая система прожектора должна быть свободна от сферической аберрацни и охватить наибольший возможный телесный угол й, чтобы создаваемый прожектором поток Ф был макснмальпым.
Наиболее простая оптическая система, удовлетворяющая условию отсутствия сфернчеекой аберрации, — парзболояяальное зеркало. йзрейщбйщйгць зьрщйь Аберрации 3-го нарядна. Из выражений (У!.5!') для направляющнх косннусов Р' н т' луча, отраженного от параболондального зеркала, нетрудно определить аберрации З.го порядка. Условнмся называть главным луч, отраженный тем злементом зеркала, который заключает в себе его вершину О. Пусть точка А, лежащая в фокэльной плоскости зеркала, является верюнной пучка лучей, падающих нз зеркало. Если бы зеркало представлячо собой беэаберрацнонкую снсгему, то шмле отраженна от него лучн, выходящне яз точны А, поюлн бы параллельным пучком, составляющем тот же угол рэ с оптической осью, который составляет главный луч.
Разнесть Р' — (14 дает, очевидно, аберрации данного луча в мервююнальной плоскастя. Значение угла у' определяет сагнттальпую аберрацию луча. Разлажнм выражения (Ч! 51') в ряд па степеням т, М н (: р 24 (! + М вЂ” и )(! 2м -1-Мэ 4эп ) 24 2мМ т = — — — х Р Р* х (1 — 2 — — —" ° ° ). м +М 4ин Рэ Р (7!.55) 4зз Удерживая а полученных разложениях члены 3-го порядка и учитывая, что х! ра= —— получим выражение лля аберраций З.го порядна параболоидэль.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
