Характеристики плоских отражательных призм. Развертка. Редуцирование призмы. Примеры с двумя и тремя отражениями.
ОД с плоскими преломляющими или отражающими гранями, образующими м/у собой двугранные углы, наз-ют призмой. Наличие отражающих плоских пов-тей (граней) позволяет назвать призму отражательной, если при ее действии можно пренебречь зависимостью угла отклонения луча от длины световой волны, а нарушение гомоцентричности монохроматического пучка лучей можно не учитывать. Отр-е призмы обеспечивают равенство угла преломления луча на последней грани призмы углу падения того же луча на первую грань. Отр-е призмы исп-ют для изменения направления опт оси системы, оборачивания изобр-я в заданном направлении и изменения направления визирования.
Преимущества перед зеркалами перед зеркалами: 1) углы м/у гранями неизменны (м/у зеркалами требует регулировки) и 2) при полном внутреннем отражении отсутствуют потери света. Если полное внутреннее отражение отсутствует, то грань д.б. покрыта отражающим слоем.
Отраж-ю призму характеризует коэф-т призмы с, представляющий собой отношение длины d хода луча в призме к световому диаметру D входной грани: с=d/D.
Призмы м.б. с одной, двумя и тремя отраж-щими гранями, с крышей, одинарными и составными. Нечетное число граней – зеркальное изобр-е предмета, четное – прямое изображение.
Развертка призм позволяет определить длину хода осевого луча в призме. Это последовательное построение изображений главного сечения призмы вместе с осевым лучом во всех ее отражающих гранях.
Призмы обозначают двумя прописными буквами и числом: 1-ая буква определяет число отражающих граней (А – 1грань, Б - 2, В - 3); вторая – характер конструкции (Р – равнобедренная, С – ромбическая, П – пентапризма, У – полупентапризма, М - дальномерная); число указывает угол отклонения осевого луча в градусах.
Графоаналитический расчет отражательных призм (редуцирование призмы).
Предположим, что дан участок сходящегося пучка лучей, в оптическом приборе (рис), где необходимо расположить призму определенного типа.
Пусть М1, М2 – световое отверстие объектива, а N1, N2 – плоскость промежуточного изображения. Методика определения размеров призм, предложенная Турыгиным, заключается в следующем.
1. Задается положение одной из преломляющих граней. Не рекомендуется помещать грань в плоскости промежуточного изображения, так как возможные дефекты поверхности грани будут отчетливо видны в поле зрения оптической системы. Если плоскость изображения рассматривается через окуляр с фокусным расстоянием f′ок, то последнюю грань призмы желательно распологать на расстоянии с ≥ 0,01(f′ок)∙(f′ок) от этой плоскости.
2. Рассчитывается угол φ, образованный оптической осью и прямой, проведенной через крайнюю точку входной грани редуцированной развертки призмы.
tg φ=D/2d0′=n/2k
где n – показатель преломления; d0′ - редуцированная толщина оптической развертки; k – коэффициент заданной призмы (определяется по справочнику или рассчитывается по развертке призмы).
3. Из осевой точки О2 выходной грани призмы проводится прямая под углом φ к оптической оси и отмечается точка Р1 пересечения прямой с габаритным лучом М1, N1.
4. Через точку Р1 проводится прямая, определяющая положение входной грани редуцированной развертки призмы, толщина которой d0′ = О1О2, световой диаметр пучка D = Р1Р1′. Длина хода луча в призме (толщина эквивалентной стеклянной пластины - развертки) d определяется по формуламв зависимости от того, какая из величин получена графически.
5. Определяются углы между гранями в ее главном сечении с помощью формул аналитической геометрии и рассчитываются все остальные размеры заданной призмы.
Примеры с двумя и тремя отражениями:
