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尼康显微镜完美的镜头特性

2014-10-14  发布者:admin 

尼康显微镜的最简单的成像元件是一个完美的透镜,它是可以自由像差和光聚焦到一个单一的点的理想校正玻璃元件。本教程探讨了光波传播的方式通过,并集中由一个完美的镜头。

教程初始化与光的平行光束通过透镜重合的光轴和从左至右行进。该倾斜角度滑动,可以使用通过±45度倾斜的光束的轴,并且焦距滑块调整0.5和2.0厘米之间的透镜的焦距值。一个复选框切换平面和球形波阵面和关断的模拟,允许访问者查看时的平面波前穿过透镜是如何球面波产生的。蓝色的复位按钮被用来重新初始化教程。 

基本图像形成在显微镜的理解是包括在光学系列的组件各透镜元件的作用。最简单的成像元件是一个完美的透镜(图1),它是可以自由像差和光聚焦到一个单一的点的理想校正玻璃元件。水货,光旁轴光束通过聚光透镜和聚焦,折射,进入位于镜头(图1中标聚焦点)的焦点的点光源。这种透镜通常被称为正透镜,因为它们诱导会聚光束会聚更迅速,或者导致发散光束发散少迅速。光位于透镜焦点的点源出现的近轴的光的平行光束在离开透镜,从右到左在图1中的透镜和焦点间的距离移动被称为焦点长度的透镜(在图1所表示的距离f)的。

在光的平行光束,从个人单色光波形成具有电场和磁场矢量振动的相位,以形成波前,其具有振动方向垂直于波传播方向的组合的波列。平面波被转换成球面波,因为它通过完美的透镜,与前部中心在焦点透镜(聚焦)(图1)。光波到达为止的相位焦点和相互干扰,在这个位置建设性。可选地,光包括球形波阵面从完美透镜的焦点发出的由透镜变换成平面波(从右边进入到图1左侧)。各光线在平面波经过方向在遇到透镜不同的变化,因为它在到达表面时发生的稍微不同的角度。在新出现的从透镜的光线的方向也发生变化。在实际系统中,折射和透镜的透镜或一组联络点的角度是依赖于厚度,几何形状,折射率,和分散系统中的每个组分。 

一个完美的透镜(或完美的对焦系统)的一般操作是将一个球面波转换成另一个,与透镜确定的焦点的位置的几何性质。从透镜的光源的距离增加时,发散的进入镜头光线的角度减小的波阵面的半径在相应的增加。如果球面波进入透镜的半径为无穷大,则球面波通过透镜的半径变成等于透镜的焦距。一个完美的透镜具有两个焦点,并且平面波穿过透镜聚焦到这些点中的一个,这取决于光线是否从透镜的左侧或右侧进入。 

在情况下,平面波的传播方向不与透镜的光轴重合,由透镜产生的球面波的焦点也从轴移除。当倾斜角滑块被激活,本教程说明了一个平面波前时,以一定的角度(α)倾斜遇到一个完美的镜头的情况下。所得球形波的中心被标记为S和位于离轴线焦点(在教程的标为F)的距离δ,但同样的焦平面内。 δ的值可以表示为:

δ = f × sin(α)

其中f是完美的透镜的焦距。在几何光学上,f为一个值,指的是集中于S和通过透镜的中心穿过,好像它是一个单一的折射面的圆弧的半径。