切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 19848阅读
    • 35回复

    [求助]平行光以大角度入射透镜后就无法聚焦? [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线wlingjie
     
    发帖
    17
    光币
    17
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2012-04-17
    好像根据学到的物理理论, 射入凸透镜的平行光会在凸透镜的焦平面上聚焦为一个点. 那么我想, 即使是斜射入凸透镜的光也应该在焦平面上形成一个点的吧, 即使这道光不平行于光轴. ua=7YG  
    *"_W1}^  
    0@{bpc rc  
    $A5O>  
    但是在实际上却发现不是这样, 当光线不平行于光轴, 斜射入透镜的话,  会根据角度的大小不同程度地发生无法聚焦的情况: LrO[l0#'Q  
    6v scu2  
    ?1r;6  
    7]?y _%kT  
    上图里透镜上方有四盏一样的灯, 只有最靠近光轴的那盏灯得到的很好的成像, 而其他三盏灯不同程度地无法聚焦. "h1ek*(?<  
    Xsanc@w)^C  
    eV(.\Lj  
    请问大家是否了解这个问题的原因以及如何解决? 非常感谢. qB@N|Bb  
    -------------------------------- @b 17jmq{  
    y[Dgyt  
    F ]D^e{y  
    17日更新: wpN [0^M-0  
    jT0iJ?d,!  
     y"Fu=  
    谢谢大家的回复, 因为我的职业是艺术家, 不是光学领域的专业人员, 所以懂得比较少, 一些大家看起来显而易见的知识我可能却毫无了解. Vr& GsT  
    :8bq0iqsV  
    根据大家的回复, 我大概了解这应该是像差所带来的问题, 那么请问这一般是什么相差呢? 慧形相差? 成像面弯曲? "* FjEA6=  
    P5G0fq7  
    请问有什么样的方法可以消除, 或者减少相差? 用非球面镜片? 还是需要镜片组来矫正? 有没有只用一片镜片的解决方法? #sF#<nHZ  
    ncUhCp?'  
    问题比较多比较散, 但是谢谢大家了.
    `%Kj+^|DS  
    )AieO-4*  
    [Pq |6dz  
    --------------------------------------------------- YwH Fn+  
    >_]Ov:5  
     )D+eWo  
    18日更新: %kkDitmI{  
    KU/QEeqbrp  
    非常, 非常谢谢 @zebra   的回复, 你解答了我心中最大的疑惑, 我现在大概有一个概念了. 我总结一下, 总的来说, 想用一块镜片达到完美的成像是不可能的吧. hB>FJZQ_  
    sng6U;Z  
    _(=g[=Mer  
    问这些是因为我正在做一个涉及不少光学知识的艺术作品, 构思来源于我们小时候都玩过用放大镜聚焦太阳的光聚集在一点上, 于是我想, 如果我把放大镜朝着天空固定住, 那么随着太阳在天上的移动, 被放大镜聚集的那一点太阳光也会随之移动. 我在镜片的焦平面上放了一张温变纸, 超过70度的情况下会变色. 于是, 每天太阳都会用放大镜聚集的高温点在纸上画出一道痕迹来. ! B`  
    *b{Hj'HaH  
    p[|V7K'Z  
    vP'!&}  
    &q-P O  
    #NMQN*J>D  
    N1y,~Z  
    1=>b\"P#E  
    后来做了一个装置原型, 但是发现, 当太阳比较低的时候, 比如早晨和傍晚, 太阳光入射透镜的角度很大, 透镜无法将光线聚集在一点上, 而是形成如楼上各位所提到的彗形光斑. 在这样的情况下, 能量损失非常大, 无法在热敏纸上留下痕迹. 从而我记录下的每天太阳就是不完整的. 一般只有上午10点半到下午4点的太阳摄入透镜才能被比较好地聚焦, 大约在光轴两侧各30度, 共60度的范围内. I%[Tosud<  
    07(LLhk@d  
    那我进一步问一下, 当然经过 @zebra   的解释我不再寻求用一块镜片的涵括180度成像的方法. 但是如果说为了要改善, 让光在大角度入射的时候也能得到比较好的聚焦效果, 我有哪些选择, 是添加镜片, 用其他镜片来矫正呢? 还是可以定制某种特别的单一镜片, 多多少少可以做出某种补偿?
    9.~ _swkv  
    -; d{}F  
    --------------------------------------------------------------------   nWf8r8  
    r da: ~  
    r4 5}o  
    20号更新: B\=T_'E&  
    S:g6z'e1  
    首先还想弱弱地问一下, 在光学领域, 我们是否只能通过反复地实验来找到最符合设计需求的参数组合? 有没有模型或者软件可以帮助模拟做实验, 从而避免反复的真实实验所带来的大量时间成本?   .}!.: |  
    在我的创作构思中, 我希望观众看到的是一个很简单的, 他们能够理解的光学现象, 能够让他们回忆起来自己小时候都玩过的, 用放大镜烧东西的游戏. 所以我总是试图寻找尽可能只用一块镜片的解决方案. 如果呈现在观众眼前的是过于复杂的的光学系统, 我担心他们会感觉这是一个科学装置, 而很难产生共鸣. $_HyE%F#  
    ?)Gb=   
    根据 "单一的透镜是不可能矫正像差的, 只能想办法使其尽可能减少." 我想知道这种"尽可能减小"能够小到什么程度? 是否一定需要光栏? 纯粹调整透镜的形状能够有多大的帮助? 9}K K]m6u}  
    rnMi >?  
    再次感谢...
    meap;p  
    5Em.sz;:8  
    y{P~!Yn|  
    U CFw+  
    [ 此帖被wlingjie在2012-04-20 20:02重新编辑 ]
     
    分享到
    离线optifdtd
    发帖
    645
    光币
    15148
    光券
    0
    只看该作者 1楼 发表于: 2012-04-17
    有像差存在,所以无法完美成像 `J{{E,y @  
    u!VrMH  
    彗差,像散
    离线loptic
    发帖
    345
    光币
    1279
    光券
    0
    只看该作者 2楼 发表于: 2012-04-17
    这个兄弟没学过几何光学啊
    离线f-22
    发帖
    1078
    光币
    544
    光券
    0
    只看该作者 3楼 发表于: 2012-04-17
    大哥你不知道有个东西叫像差啊
    离线panyingkok
    发帖
    871
    光币
    31208
    光券
    0
    只看该作者 4楼 发表于: 2012-04-17
    斜的平行光就是有视场的意思,有了一定的视场所以像差明显了
    离线aa_horse
    发帖
    30
    光币
    18
    光券
    0
    只看该作者 5楼 发表于: 2012-04-17
    以四盏灯作为光源,你怎么确定发出的光线是平行光?我猜应该当作点光源来看待,接着分物方焦点的左侧和右侧来讨论,接着再考虑像差.   <ULydBom  
    新人发言,说错了请指正!
    离线wlingjie
    发帖
    17
    光币
    17
    光券
    0
    只看该作者 6楼 发表于: 2012-04-17
    谢谢大家的回复, 因为我的职业是艺术家, 不是光学领域的专业人员, 所以懂得比较少, 一些大家看起来显而易见的知识我可能却毫无了解. ]<IK0  
    ^26}j uQ  
    根据大家的回复, 我大概了解这应该是像差所带来的问题, 那么请问这一般是什么相差呢? 慧形相差? 成像面弯曲? OtFGo 8  
    Z</.Ss 4  
    请问有什么样的方法可以消除, 或者减少相差? 用非球面镜片? 还是需要镜片组来矫正? 有没有只用一片镜片的解决方法? -yP_S~ \n  
    Dk`(Wgk2  
    问题比较多比较散, 但是谢谢大家了. ct![eWsuB  
    离线wlingjie
    发帖
    17
    光币
    17
    光券
    0
    只看该作者 7楼 发表于: 2012-04-17
    我在照片里用的那块透镜据说已经是非球面镜了.
    离线wlingjie
    发帖
    17
    光币
    17
    光券
    0
    只看该作者 8楼 发表于: 2012-04-17
    回 f-22 的帖子
    f-22:[表情] 大哥你不知道有个东西叫像差啊 (2012-04-17 10:52)  &Xh_`*]ox  
    vMYL( ]e  
    我自己维基了一下大概了解了相差这个概念, 但是就我现在碰到的情况应该是什么样的相差呢? 彗形相差? 还是成像面弯曲? 谢谢.
    离线wlingjie
    发帖
    17
    光币
    17
    光券
    0
    只看该作者 9楼 发表于: 2012-04-17
    回 loptic 的帖子
    loptic:这个兄弟没学过几何光学啊[表情]  (2012-04-17 10:08)  k)R~o b  
    B`)TRt+'.  
    没有学过呢, 我不是专业人员...