Практическое занятие №2.
Правило знаков в оптике. Основные законы распространения света

2.1. Правила знаков и записи конструктивных параметров

Правило знаков рассмотрено в параграфе "5.1.2. Взаимное расположение элементов в оптической системе"

2.1.1. Общие положения правила знаков

В оптике для определения расположения оптических элементов друг относительно друга, для определения направления луча, для различных расчетов используются условности, называемые правилом знаков. Каждое расстояние при расчете и проектрировании оптических систем имеет свой знак. Положительный или отрицательный.

Иллюстрация, приведенная ниже, показывает правильное использование знаков для различных величин при описании оптических систем.

• Положительным направлением света считается распространение слева направо.
• Осевые расстояния считаются положительными, если они измеряются по направлению распространения света (слева направо). Пример - положение предмета S (отрицательно), положение изображения S' (положительно).
• Радиус кривизны поверхности считается положительным, если центр кривизны находится справа от поверхности (поверхность обращена выпуклостью влево). Поверхность на рисунке имеет положительный знак радиуса.
• Угол между лучом и оптической осью считается положительным, если для совмещения оси с лучом ось нужно вращать по часовой стрелке. Углы σ' и σ - классический пример. Но также можно обратить внимание на углы, которые отмеряются от нормали к поверхности. Правило применяется и в этом случае, но системой отсчета является нормаль - ε' и ε, соответственно, если она вращается по часовой стрелке, то угол - положителен.
• Отрезки, перпендикулярные оптической оси считаются положительными, если они располагаются над осью. Пример - отрезки h, y - положительные, y' - отрицательный.

2.1.2. Запись конструктивных параметров оптической системы

Во всех системах проектирования оптики приняты правила записи конструктивных параметров системы. Обычно они представляются в виде таблицы:

Величины пишутся с учетом знака. Поверхности записываются по мере прохождения через них луча.

Пример описания двояковыпуклой линзы

№	Радиусы	Осевые расстояния	Среды
0			1
1	r1	d1	n
2	-r2		1

Пример описания вогнутого зеркала

Знак преломления среды по которой луч идет в обратную сторону, меняем на противоположный. Также и осеове расстояние при пррохождении его справа на лево лучом записывается как отрицательное.

№	Радиусы	Осевые расстояния	Среды
0			1
1	-r1		-1

Пример описания зеркально-линзовой системы

№	Радиусы	Осевые расстояния	Среды
0			1
1	-r1	d1	n
2	-r2	d2	1
3	-r3		-1