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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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    只看该作者 10楼 发表于: 2012-04-17
    回 aa_horse 的帖子
    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.   N%-nxbI\  
    新人发言,说错了请指正! (2012-04-17 15:57)  $lqV(s  
    Czp:y8YX-  
    谢谢回复. Eq?o /'e  
    rT#QA=YB  
    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...
    离线zebra
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    只看该作者 11楼 发表于: 2012-04-18
    ?I2k6%a  
    eIUuq&(  
    U]!.~ji3  
    ! 藝術家做光學實驗,先敬佩一下。 a}qse5Fr  
    ?+,*YVT  
    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。 O})u'  
    :O'C:n<g  
    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。 W^d4/]  
    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! 7hN6IP*so  
    $mI:Im`s  
    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。 mB^I @oZ*  
    $dZ>bXUw:  
    要從成像品質反推各種像差成份是件很難及專業的事,例如需要精準的儀器量測、做干渉圖型、Zernike擬合等等。 2^^'t6@  
    j`|^s}8t  
    以上。
    1条评分光币+10
    linlin911911 光币 +10 热心助人,鼓励! 2013-01-10
    离线wlingjie
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    只看该作者 12楼 发表于: 2012-04-18
    回 zebra 的帖子
    zebra:
    z23#G>I&  
    ;"D~W#0-v  
    ! 藝術家做光學實驗,先敬佩一下。 )Q~C4C-j  
    lHcA j{6  
    ....... su}&".e^  
    f#1/}Hq/I  
    TopHE  
    非常, 非常谢谢 @zebra   的回复, 你解答了我心中最大的疑惑, 我现在大概有一个概念了. 我总结一下, 总的来说, 想用一块镜片达到完美的成像是不可能的吧. V- /YNRV  
    XJc ,uj7  
    ,}KwP*:Z  
    问这些是因为我正在做一个涉及不少光学知识的艺术作品, 构思来源于我们小时候都玩过用放大镜聚焦太阳的光聚集在一点上, 于是我想, 如果我把放大镜朝着天空固定住, 那么随着太阳在天上的移动, 被放大镜聚集的那一点太阳光也会随之移动. 我在镜片的焦平面上放了一张温变纸, 超过70度的情况下会变色. 于是, 每天太阳都会用放大镜聚集的高温点在纸上画出一道痕迹来. 5lGQ#r  
    <Kg2$lu(_`  
    >}CEN  
    W-1sU g[AN  
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    hzq5![/sV  
    r|<6Aae&  
    \Y+")  
    P:qz2Hw  
    c+~Lp SQ  
    cu)U7  
    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. 02(h={  
    ) y`i@S}J  
    rmsQt  
    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?   9j0o&Xn  
    =PZWS& (L  
    本帖提到的人: @zebra
    离线sundawning
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    只看该作者 13楼 发表于: 2012-04-18
    同求问,我不太懂。。。
    离线jerri
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    只看该作者 14楼 发表于: 2012-04-19
    呵呵 支持一下艺术活动
    离线wlingjie
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    只看该作者 15楼 发表于: 2012-04-19
    回 jerri 的帖子
    jerri:呵呵 支持一下艺术活动 (2012-04-19 10:46)  `HyF_m>\  
    M4:s;@qZ.  
    谢谢. :)
    离线漠scott北
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    只看该作者 16楼 发表于: 2012-04-19
    学习学习
    离线f-22
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    只看该作者 17楼 发表于: 2012-04-20
    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
    离线qsj98
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    只看该作者 18楼 发表于: 2012-04-20
    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。 oD0EOT/E  
    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); 7zGMkl  
    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。 x+:zq<0|  
    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 g^j7@dum  
    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。 H.~bD[gA  
    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: ?D=8{!R3  
    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; 7cw]v"iv  
    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; RIjM(P  
    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。
    离线wlingjie
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    只看该作者 19楼 发表于: 2012-04-20
    回 f-22 的帖子
    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)  yxY h?ka  
    )Y[/!  
    @f-22   谢谢. +.K*n&  
    +C5#$5];  
    我考虑过制造一种追踪光源的设备来跟踪太阳. 但是缺点是这样一来, 整体装置就会有很强的认为干预痕迹, 以至于最终让人感觉太阳留下的影像是我故意这么设计的, 而非纯自然的呈现. 有电子设备的介入, 会距离构思里的那种最简单的, 小时候的回忆: 拿放大镜烧东西这种感受更远了... niAZ$w  
    mtX31 M4  
    无论如何, 谢谢你的建议.
    本帖提到的人: @f-22