1.1.6. Потери света в призмах
При прохождении лучей через отражательные призмы происходит потеря света. Эти потери можно разбить на три основные группы:
– потери света на отражение от преломляющих поверхностей;
– потери света на поглощение и рассеивание внутри стекол;
– потери света на поглощение в отражающих – зеркальных поверхностях.
Потери света на отражение. Световой поток, падающий на преломляющие поверхности призмы, частично отражается от них. При этом у кроновой поверхности теряется около 4% от падающего потока (призмы, как правило, изготовляются из крона), значит, световой поток I, прошедший через все призмы, рассчитывается по формуле:
I = 0,96k I0,
где k – число кроновых преломляющих поверхностей; I0 – начальный световой поток.
Потери света на поглощение и рассеивание внутри стекла происходит из-за неполной его прозрачности, посторонних включений, пузырности. Эти потери принято считать равными 1% на 1 см пути в стекле, поэтому в данном случае:
I =0,99d I0.
где d – длинна хода в стекле, в см.
Потери света на поглощение отражающим металлическим слоем происходит в тех призмах, у которых отражающие грани серебрятся. Для серебра потери на отражение составляют около 4% и тогда
I = 0,96s I0,
где S – число отражающих (серебряных) поверхностей в призмах.
Коэффициент пропускания в призмах определяется:
.
Коэффициент пропускания можно увеличить за счёт просветления отражающих поверхностей призм.
Действие отражающих поверхностей призмы, на которых происходит полное внутреннее отражение, не учитывается, так как потери света на них ничтожно малы.
1.2. Практическая часть
Начертить заданные призмы, провести ход осевого луча, определить необходимость металлизации отражающих поверхностей исходя из предельного угла полного внутреннего отражения, графически проверить оборачивающее действие, сделать развёртки, рассчитать коэффициент призм.
Требования для получения допуска к выполнению работы
Знать последовательность построения хода осевого луча через призму и выполнения развертки, маркировку призм и определение коэффициента призмы.
Требования к оформлению отчета
Отчет должен включать:
– титульный лист (приложение 1);
– цель работы;
– практическую часть:
1. Чертежи заданных призм с ходом осевого луча, обозначением углов падения на рабочие грани призм, металлизации граней (в случае необходимости), и их развертки;
2. Расчет угла полного внутреннего отражения для одной марки стекла;
3. Расчет коэффициента призмы для всех образцов.
4. Классификацию призмы по числу отражающих граней и по оборачивающему действию.
5. Эскиз призменной системы, заданной преподавателем, ее обозначение и назначение.
– выводы по работе.
Контрольные вопросы
Перечислите типы призм.
Дайте определение отражательные призмы.
Перечислите основные законы геометрической оптики.
Что такое явление полного внутреннего отражения? В каких случаях его необходимо учитывать? В каких деталях это явление играет важную роль?
Основное отличие отражательных призм от других типов призм.
Назначение отражательных призм в оптических приборах.
Что понимают под оптическими шарнирами?
Как рассчитать максимальный угол падения луча на входную грань призмы при котором на отражающей не металлизированной грани еще сохраняется полное внутреннее отражение?
Преимущества призм перед зеркалами.
Когда целесообразна замена призм зеркалами?
Для чего используются призмы с «крышей»?
Маркировка отражательных призм.
Какие призмы дают зеркальное изображение предмета?
Какая призма дает полное оборачивание изображения?
Когда применяются составные призмы?
Основные характеристики отражательных призм.
В каких случаях необходимо наносить отражающее покрытие на рабочие грани призмы?
Почему боковые грани призм покрывают черной матовой эмалью?
Признаки, характеризующие возможность развёртки призмы в плоскопараллельную пластинку.
Как связаны углы падения одного и того же луча на входную и выходную грани призмы?
Чем и как определяются световые потери в призмах?
Методика выполнения развертки призмы в плоскопараллельную пластинку.