[求助]平行光以大角度入射透镜后就无法聚焦? [复制链接]

aa_horse: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.   |jsb@  
新人发言，说错了请指正！ (2012-04-17 15:57)  =_l)gx+Y+y  

eeM?]J-
 
谢谢回复. \8
{\;L C  
j C)-`_  
其实我也不确定四盏灯的光线是平行光, 但是我根据学到的物理学知识来臆想, 这四盏灯的成像无论如何都应该像灯才是, 所以不理解...

JvVWG'Z"  
UG+d-&~L
l  
i3@)W4{  
哇! 藝術家做光學實驗，先敬佩一下。 wea-zN  
2N: ,Q8~  
光學書籍會告訴你，像差有球差、彗差、像散、場曲、畸變、軸向色差、垂軸色差、二次色差、色球差、三階像差、五階、七階…一大堆像差，一言難盡，想要了解請看專書。不同的鏡頭的像差特性不一樣。附帶一提，是彗差而非慧差，彗差是指聚焦點類似彗星拖尾的形狀，和智慧沒有關係。 W\d{a(*  
"@iK' c^  
消像差需使用多重鏡片互相補償，以減少像差。但光學理論證明，永遠無法達到零像差之鏡頭設計。非球面有助於某些像差修正，但非萬靈丹。 `4=^cyt+  
只用一片鏡片解決? 這是理想，實際不可能。真要做到，必是現有光學學理的重大突破，可拿諾貝爾物理學獎了! Rh_
np  
L~lxXTG\  
你的四盞燈源不算小，與鏡片不夠遠，此實驗條件之光源不算點光源，也不算平行入射光。 '>-gi}z7  
-zOdU}91Ao  
要從成像品質反推各種像差成份是件很難及專業的事，例如需要精準的儀器量測、做干渉圖型、Zernike擬合等等。 nn@-W]  
0IBhb(X  
以上。

zebra:
UaWl6 Y&Vu  
F$ #U5}Q  
哇! 藝術家做光學實驗，先敬佩一下。 jBgP$g  
QWD'!)Zb  
....... P0W*C6&71|  

G_0(
|%  
d Vj_8>  
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. pm_`>3  
`Gn50-@  
Ove<mFI\  
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. P>s[tM  
#:[t^}  
q=%RDG+  
S 5/R_5  
g]4(g<:O  
}% `.h"  
*:Vq:IU[D  
w2 a
1mU/  
PcA2/!a  
^Pbk#|$rU  
vRs,zL$W  
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. j6Yy6X]  
BQ=PW|[  
E^vJ@O  
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?   ~$)2s7 O  
F P* lQRA  

同求问，我不太懂。。。

呵呵 支持一下艺术活动

jerri:呵呵 支持一下艺术活动 (2012-04-19 10:46)  ~Y|*`C_)  

"4riSxEyF  
谢谢. :)

学习学习

原来楼主是搞艺术的，赞一个 早晚的太阳很多是大气折射的，可能阳光本身能量也不够吧，我记得有一种寻日镜的技术，简单说就是透镜跟着太阳转，仅供楼主参考

隔行如隔山，艺术哥的光学实验做到如此这般也是不容易了。捧场凑个热闹。实验尚可继续做下去。 \pPY37l  
1．    将像面做成圆孤形。以轴上点（垂直入射光）的像点到透镜的距离为半径，做一个圆孤形的接收屏幕（做成球面也可）； [xSF6  
2．     改变、减小通光孔径。找几张不透光的纸，面积要求能覆盖整个透镜，分别在中央制作出不同直径的通光圆孔，如1毫米、2毫米、4毫米、8毫米等等， 称之为“光栏”，每次用一片光栏盖在透镜上，小孔中心与透镜中心尽可能重合。 }AB,8n`  
重复你的实验，成像质量会有所改观。找出成像较好且通过的光能量可满足你要求的光栏。如你还有兴致，则 C 3^JAP  
3．    改变光栏位置。光栏放在透镜上方、下方，调整光栏与透镜之间的距离试试，找到一个成像质量最好的组合状态。 !%CWZZ 6u  
通过你自已的实验和热心人的回帖，你应该建立了如下概念： jyZ  (RB  
A．    任何光学系统都存在像差，实际像和理想像的不一致即像差； B^4&-z2|  
B．    对一确定的光学系统，成像质量与通光孔径、视场角（入射倾角）及光栏位置有关； wjH
zE  
C．    单一的透镜是不可能校正像差的，只能想办法使其尽可能减小。

f-22:原来楼主是搞艺术的，赞一个[表情] 早晚的太阳很多是大气折射的，可能阳光本身能量也不够吧，我记得有一种寻日镜的技术，简单说就是透镜跟着太阳转，仅供楼主参考[表情]  (2012-04-20 09:41)  y0Fb_"}  

oQLq&zRH`f  
@f-22   谢谢. AS!?q  
&b.=M>\9Q  
我考虑过制造一种追踪光源的设备来跟踪太阳. 但是缺点是这样一来, 整体装置就会有很强的认为干预痕迹, 以至于最终让人感觉太阳留下的影像是我故意这么设计的, 而非纯自然的呈现. 有电子设备的介入, 会距离构思里的那种最简单的, 小时候的回忆: 拿放大镜烧东西这种感受更远了... cA2V2S)  
n D0K).=Q  
无论如何, 谢谢你的建议.