"Войсковая сигнализация" - читать интересную книгу автора (Фейгин А. Л.)

(^ \2oL_. !,гч" !• I1 • \ / ю !,''*• \\ '
^ •< v^
Рис. 30. Параллельные лучи на любом удалении освещают одинаковую
площадь.
Поэтому источники света в светосигнальных приборах устанавливаются с таким расчетом, чтобы выходящие лучи не были параллельными, а слегка расходились (под углом около 3°).
Выпуклые зеркала интереса для целей сигнализации не представляют; на них поэтому здесь не останавливаемся.
Сферические стекла (рис. 31) называются линзами1 или чече-вицами и бывают: двояковыпуклые, плоско-выпуклые, вогнуто-выпуклые, двояковогнутые, плоско-вогнутые и выпукло-вогнутые. Первые три собирают световые лучи, вторые три-рассеивают.
иобирамеаьныз. Рассеивающие.
Рис. 31. Сферические стекла.
Действие линз основано на законах преломления света. В однородной среде световые лучи распространяются по прямым линиям, но при переходе из одной среды в другую уклоняются от своего направления; это явление называется преломлением света (рис. 32).
Угол Sdb называется углом падения, а угол cdZ--углом преломления луча. Преломление не происходит только в том
26
случае, если угол падения равен нулю, т. е. луч падает под прямым углом. Преломление света совершается по следующим законам:
1. "Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, восставленный в точке падения луча к поверхности раздела сред, лежат в одной плоскости".
2, "Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для одной и той же среды; эта постоянная величина назы-
~ ,- •j~~ V~ _~ _: ~__ ~
--_ Т? ^7 --iz _ _
Рис. 32. Преломление лучей света.
вается показателем преломления данной среды".
Для разных веществ (вода, стекло и пр.) показатель преломления различен, так например: показатель преломления воды - 1,333, стекла-1,530 и т. д.
Если рассечь плоскостью трехгранную призму (рис. 33) перпендикулярно к одному из ее ребер тп, то в разрезе получится треугольник kml (рис. 34), который называется главным сечением призмы; точка /га называется вершиной, угол п - преломляющим углом, а грань, соответствующая линии Ы, - основанием.
^/\
47
Рис. 33.
Трехгранная призма.
Рис, 34. Преломление световых лучей в трехгранной призме.
Если световой луч падает на стеклянную трехгранную призму, то при переходе в среду стекла он отклонится в сторону перпендикуляра, восставленного к грани km в точке падения луча, и пойдет дальше по направлению АВ. При этом угол а будет углом падения, а угол Ь-углом преломления.
В призме луч падает на грань ml под углом аъ а по выходе из среды стекла в среду воздуха луч вновь преломится, отклоняясь в сторону от перпендикуляра к грани ml, и выйдет по
27
направлению ВС, образуя угол преломления &-. Из этого рассмотрения видно, что при прохождении светового луча- через, иризму он отклоняется к основанию. Кроме того, важно отметить, что, как видно из чертежа, угол отклонения РоС увеличивается с увеличением преломляющего угла п призмы.
На рис. 35 показан пучок лучей, падающих на призму из точки S. Как в призме, так и вне ее расходящиеся лучи Р останутся расходящимися, т. е. лучи сохраняют взаимное расположение.
Пусть АВ (рис. 36) двояковыпуклая чечевица (линза), а С и С1-центры шаровых поверхностей, которыми она ограничена. Линия SC, проходящая через центры, называется главной оптической осью.
Подобно тому как вогнутое зеркало мы рассматривали как состоящее из бесчисленного количества плоскостей, так двояковыпуклое стекло можно рассматривать как состоящее из бесчисленного количества
призм, обращенных вершинами к краям линзы, преломляющие углы которых увеличиваются от середины к краям, т. е. угол призмы р больше угла усеченной призмы q (рис. 37). Вследствие этого края линзы преломляют сильнее середины.
Рис. 35. Лучи, проходящие через призму, сохраняют взаимное расположение.
Рис. 36. Преломление световых лучей двояковыпуклой линзой.
Лучи Sa, Sb, Sc, Sd при прохождении через линзу отклоняются к основаниям призм, т. е. к главной оптической оси линзы.
Луч Sa более отклонен от оси, нежели лучи Sb и Sc, но, падая на часть линзы, более преломляющую, он поворачивается сильнее других, поэтому все лучи, пройдя через линзу АВ, собираются в одной точке F, которая называется фокусом.
Пересекшись в фокусе, лучи идут далее расходящимся пучком.
Расстояние от фокуса до линзы называется фокусным расстоянием.
28
Точка, в которой, пройдя через линзу, пересекутся лучи, падавшие параллельным пучком, называется главным фокусом, а расстояние от главного фокуса до линзы называется главным фокусным расстоянием линзы.
Главное фокусное расстояние /гл зависит от показателя преломления вещества линзы п и от радиусов шаровых поверхностей г и гг. Эта зависимость выражается формулой:
f
Ira =-
1
^м + м
v Ч г л rj
Следовательно, главное фокусное расстояние зависит не от одной кривизны поверхностей, как у вогнутого зеркала, но еще и от вещества, из которого линза изготовлена.
Расстояние d от светящейся точки до линзы, расстояние / от соответствующего фокуса до линзы и главное фокусное расстояние ftn связаны между собой зависимостью: