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    [求助]平行光以大角度入射透镜后就无法聚焦? [复制链接]

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    离线wlingjie
     
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    只看楼主 正序阅读 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. `E-cf7%  
    i[m-&   
    do=s=&T  
    HR$;QHl~F  
    但是在实际上却发现不是这样, 当光线不平行于光轴, 斜射入透镜的话,  会根据角度的大小不同程度地发生无法聚焦的情况: 9O\N K:2  
    #w&N) c>  
    Wtqv  
    w~}.c:B  
    上图里透镜上方有四盏一样的灯, 只有最靠近光轴的那盏灯得到的很好的成像, 而其他三盏灯不同程度地无法聚焦. }WEF *4B!  
    tzdh3\6F  
    41NVF_R6J  
    请问大家是否了解这个问题的原因以及如何解决? 非常感谢. .yb=I6D;<3  
    -------------------------------- X!!3>`|  
    I hPX/P  
    L5A?9zum/!  
    17日更新: N_| '`]D  
    .fD%*-  
    ?`U=Ps  
    谢谢大家的回复, 因为我的职业是艺术家, 不是光学领域的专业人员, 所以懂得比较少, 一些大家看起来显而易见的知识我可能却毫无了解. zb& 3{,  
    ^=7XA894  
    根据大家的回复, 我大概了解这应该是像差所带来的问题, 那么请问这一般是什么相差呢? 慧形相差? 成像面弯曲? c`xgz#]v  
    EN{o3@ O'  
    请问有什么样的方法可以消除, 或者减少相差? 用非球面镜片? 还是需要镜片组来矫正? 有没有只用一片镜片的解决方法? )jHH-=JM  
     Or,W2  
    问题比较多比较散, 但是谢谢大家了.
    \cW9"e'  
    TI}Y U  
    fe!{vrS  
    --------------------------------------------------- T7~Vk2o%(  
    D) ;w)`  
    m+9~f_}  
    18日更新: C7xmk;c w  
    22FHD4  
    非常, 非常谢谢 @zebra   的回复, 你解答了我心中最大的疑惑, 我现在大概有一个概念了. 我总结一下, 总的来说, 想用一块镜片达到完美的成像是不可能的吧. i;mA|  
    0t(js_  
    [LDY;k~5+  
    问这些是因为我正在做一个涉及不少光学知识的艺术作品, 构思来源于我们小时候都玩过用放大镜聚焦太阳的光聚集在一点上, 于是我想, 如果我把放大镜朝着天空固定住, 那么随着太阳在天上的移动, 被放大镜聚集的那一点太阳光也会随之移动. 我在镜片的焦平面上放了一张温变纸, 超过70度的情况下会变色. 于是, 每天太阳都会用放大镜聚集的高温点在纸上画出一道痕迹来. 5:|=/X%#qp  
    u @#fOu  
    <zt124y-6  
    8KHT"uc'*J  
    <T+{)FV  
    XWv;l)  
    %2^wyVkq:  
    QI*<MF,1  
    后来做了一个装置原型, 但是发现, 当太阳比较低的时候, 比如早晨和傍晚, 太阳光入射透镜的角度很大, 透镜无法将光线聚集在一点上, 而是形成如楼上各位所提到的彗形光斑. 在这样的情况下, 能量损失非常大, 无法在热敏纸上留下痕迹. 从而我记录下的每天太阳就是不完整的. 一般只有上午10点半到下午4点的太阳摄入透镜才能被比较好地聚焦, 大约在光轴两侧各30度, 共60度的范围内. 9#b/D&pX5  
    W?X3 :1c9:  
    那我进一步问一下, 当然经过 @zebra   的解释我不再寻求用一块镜片的涵括180度成像的方法. 但是如果说为了要改善, 让光在大角度入射的时候也能得到比较好的聚焦效果, 我有哪些选择, 是添加镜片, 用其他镜片来矫正呢? 还是可以定制某种特别的单一镜片, 多多少少可以做出某种补偿?
    6Eyinv  
    p d(W(-`8!  
    --------------------------------------------------------------------   qUKSo9  
    8=,-r`oNy  
    2+cpNk$  
    20号更新: 9s&Tv&%VN  
    = ow=3Ku  
    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?   <#~n5W{l  
    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. ]oxi~TwY^  
    xASH- 9  
    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? zLybf:#  
    J+r:7NvZ  
    再次感谢...
    jchq\q)_z  
    *=zv:!  
    ][`%vj9r  
    O#?@' 1  
    [ 此帖被wlingjie在2012-04-20 20:02重新编辑 ]
     
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    离线mam07
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    只看该作者 35楼 发表于: 2019-09-23
    是的,我们管这个叫像差
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    只看该作者 34楼 发表于: 2019-08-07
    有没有进行过理论计算?
    离线huxingong
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    只看该作者 33楼 发表于: 2013-04-22
    哦也,楼主果然不是很专业 B<i(Y1n[  
    楼上的同志们解释的其实很详细了 ,3N>`]Km'  
    我就不多说了
    离线zebra
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    只看该作者 32楼 发表于: 2012-08-26
    我的資料源自"世界益智發明搜奇"一書,台灣故鄉出版社,1983年出版。 T A0(U$ 4  
    }dpTR9j=  
    書中介紹各種有趣的事物,但與您作品相關的只有上次附檔之內容,書中 Hy1$Kvub  
    沒有其他這位藝術家之資料了。 e4 ,SR(O>  
    Kei0>hBi  
    另外,閣下的作品讓我感受到一種流動,一種因緬懷時間流逝而在心中留下的烙痕 ,綿延不絕。 #-@Uq6Y  
    r{^43g?  
    很棒的作品,得獎實至名歸啊!
    离线wlingjie
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    只看该作者 31楼 发表于: 2012-08-01
    作品已经有了很大的进展, 请看我的网站: @B (oq1i@  
    tp}/>gU!  
    www.wanglingjie.com/zh/sun-drawing/
    离线wlingjie
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    只看该作者 30楼 发表于: 2012-08-01
    回 zebra 的帖子
    zebra:看到樓主作品,記得國外也有藝術家與樓主英雄所見略同。 ]qT&6:;-]  
    資料已找到,如附件。請參考。 ZX:rqc  
    [图片] 1z8"Gk6  
    [图片] (2012-06-11 15:45)  (L*GU7m;  
    m}wn+R  
    我还想再深入了解一下那位艺术家, 请问这是来自于哪本书的介绍? 能否告知书名和出版社, 谢谢.
    离线wlingjie
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    只看该作者 29楼 发表于: 2012-08-01
    回 zebra 的帖子
    zebra:看到樓主作品,記得國外也有藝術家與樓主英雄所見略同。 'v]0;~\mp>  
    資料已找到,如附件。請參考。 YcobK#c  
    [图片] 0~ho/_  
    [图片] (2012-06-11 15:45)  xvOz*vM?  
    {cs>Sy 4  
    谢谢提供的资料. 太棒了.
    离线tian33208
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    只看该作者 28楼 发表于: 2012-06-14
    不错,顶一下。。
    离线zebra
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    只看该作者 27楼 发表于: 2012-06-11
    看到樓主作品,記得國外也有藝術家與樓主英雄所見略同。 j,j|'7J%  
    資料已找到,如附件。請參考。 $+Ze"E  
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    linlin911911 光币 +10 热心助人,鼓励! 2013-01-10