«Изображение оптическое»

картина, получаемая в результате действия оптической системы (См. Оптические системы) на лучи, испускаемые объектом, и воспроизводящая контуры и детали объекта. Практическое использование И. о. часто связано с изменением масштаба изображений предметов и их проектированием на поверхность (киноэкран, фотоплёнку, фотокатод и т. д.). Основой зрительного восприятия предмета является его И. о., спроектированное на сетчатку глаза.

Максимальное соответствие изображения объекту достигается, когда каждая его точка изображается точкой. Иными словами, после всех преломлений и отражений в оптической системе лучи, испущенные светящейся точкой, должны пересечься в одной точке. Однако это возможно не при любом расположении объекта относительно системы. В случае, например, систем, обладающих осью симметрии (оптической осью (См. Оптическая ось)), можно получить точечные И. о. лишь тех точек, которые находятся на небольшом угловом удалении от оси, в так называемой параксиальной области. Применение законов геометрической оптики (См. Геометрическая оптика)позволяет определить положение И. о. любой точки из параксиальной области; для этого достаточно знать, где расположены Кардинальные точки системы.

Совокупность точек, И. о. которых можно получить с помощью оптической системы, образует пространство объектов, а совокупность точечных изображений этих точек — пространство изображений.

И. о. разделяют на действительные и мнимые. Первые создаются сходящимися пучками лучей в точках их пересечения. Поместив в плоскости пересечения лучей экран или фотоплёнку, можно наблюдать на них действительное И. о. В других случаях лучи, выходящие из оптической системы, расходятся, но если их мысленно продолжить в противоположную сторону, они пересекутся в одной точке. Эту точку называют мнимым изображением точки-объекта; она не соответствует пересечению реальных лучей, поэтому мнимое И. о. невозможно получить на экране или зафиксировать на фотоплёнке. Однако мнимое И. о. способно играть роль объекта по отношению к другой оптической системе (например, глазу или собирающей линзе), которая преобразует его в действительное.

Оптический объект представляет собой совокупность светящихся собственным или отражённым светом точек. Зная, как оптическая система изображает каждую точку, легко построить и изображение объекта в целом.

И. о. действительных объектов в плоских зеркалах (См. Зеркало)—всегда мнимые (рис.а); в вогнутых зеркалах и собирающих Линзах они могут быть как действительными, так и мнимыми в зависимости от удаления объектов от зеркала или линзы (рис.б, г). Выпуклые зеркала и рассеивающие линзы дают только мнимые И. о. действительных объектов (рис.б, д).Положение и размеры И. о. зависят от характеристик оптической системы и расстояния между нею и объектом (см. Увеличение оптическое). Лишь в случае плоского зеркала И. о. по величине всегда равно объекту.

Если точка-объект находится не в параксиальной области, то исходящие из неё и прошедшие через оптическую систему лучи не собираются в одну точку, а пересекают плоскость изображения в разных точках, образуя аберрационное пятно (см. Аберрации оптических систем); размеры этого пятна зависят от положения точки-объекта и конструкции системы. Безаберрационными (идеальными) оптическими системами, дающими точечное изображение точки, являются только плоские зеркала. При конструировании оптических систем аберрации исправляют, т. е. добиваются, чтобы аберрационные пятна рассеяния не ухудшали в заметной степени картины изображения; однако полное уничтожение аберраций невозможно.

Следует отметить, что сказанное выше строго справедливо лишь в рамках геометрической оптики, которая является хотя и достаточно удовлетворительным во многих случаях, но всё-таки лишь приближённым способом описания явлений, происходящих в оптических системах. Только в геометрической оптике, где отвлекаются от волновой природы света и, в частности, не учитывают явления дифракции света, И. о. светящейся точки можно считать точечным. Более детальное рассмотрение микроструктуры И. о., принимающее во внимание волновую природу света, показывает, что изображение точки даже в идеальной (безаберрационной) системе представляет собой не точку, а сложную дифракционную картину (подробнее об этом см. в ст. Разрешающая способность оптических приборов).

Для оценки качества И. о., получившей большое значение в связи с развитием фотографических, телевизионных и пр. методов, существенно распределение плотности световой энергии в изображении. С этой целью используют особую характеристику — контраст E_min и E_max — наименьшее и наибольшее значения освещённости (См. Освещённость) в И. о. стандартного тест-объекта; за такой объект обычно принимают решётку, яркость которой меняется по синусоидальному закону с частотой R (число периодов решётки на мм). К зависит от R и направления штрихов решётки. Функция k(R) называется частотно-контрастной характеристикой (См. Частотно-контрастная характеристика). В идеальных системах k равен нулю при К= 2А'/λи более, где A' —числовая Апертура системы в пространстве изображений, λ — длина волны света. Чем меньше k при заданной R, тем хуже качество И. о. в данной системе.

Лит.: Тудоровский А. И., Теория оптических приборов, 2 изд., [ч.] 1, М. — Л., 1948, гл. 8, 10, 14: Слюсарев Г. Г., Методы расчета оптических систем, 2 изд., Л., 1969.

Г. Г. Слюсарев.

Образование оптических изображений: а — мнимого изображения M' точки М в плоском зеркале; б — мнимого изображения M' точки М в выпуклом сферическом зеркале; в — мнимого изображения M' точки М и действительного изображения N' точки N в вогнутом сферическом зеркале; г — действительного A' B' и мнимого M'N' изображений предметов AB и MN в собирающей линзе; д — мнимого изображения M'N' предмета MN в рассеивающей линзе: i, j — углы падения лучей; i', j' — углы отражения: С—центры сфер; F, F' — фокусы линз.

ИЗОБРАЖЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЕ - изображение объекта, получаемое в результате действия оптической системы на световые лучи, испускаемые или отражаемые объектом. Оптическое изображение воспроизводит контуры и детали объекта с некоторыми искажениями (аберрациями оптических систем). Различают действительные и мнимые оптические изображения.

ИЗОБРАЖЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЕ

картина, получаемая в результате прохождения через оптическую систему лучей, распространяющихся от объекта, и воспроизводящая его контуры и детали. При практич. использовании И. о. пользуются возможностью изменения масштаба изображений предметов и их проектирования на поверхность (киноэкран, фотоплёнку, фотокатод и т. д.). Основой зрит. восприятия предмета явл. его И. <о., спроектированное на сетчатку глаза.

Макс. соответствие изображения объекту достигается, когда каждая его точка изображается точкой. Иными словами, после всех преломлений и отражений в оптич. системе лучи, испущенные светящейся точкой, должны пересечься в одной точке. Однако это возможно не при любом расположении объекта относительно системы. Напр., системы, обладающие осью симметрии (оптической осью), дают точечные И. о. лишь тех точек, к-рые находятся на небольшом угловом удалении от оси, в т. н. параксиальной области. Применение законов геометрической оптики позволяет определить положение И. о. любой точки из параксиальной области; для этого достаточно знать, где расположены кардинальные точки системы.

Совокупность точек, И. о. к-рых можно получить с помощью оптич. системы, образует пространство объектов, а совокупность точечных изображений этих точек — пространство изображений.

И. о. разделяют на действительные и мнимые. Первые создаются сходящимися пучками лучей в точках их пересечения. Поместив в плоскости пересечения лучей экран или фотоплёнку, можно наблюдать на них действит. И. о. В др. случаях лучи, выходящие из оптич. системы, расходятся, но если их мысленно продолжить в противоположную сторону, они пересекутся в одной точке. Эту точку наз. мнимым изображением точки-объекта; т. к. она не соответствует пересечению реальных лучей, то мнимое И. о. невозможно получить на экране или зафиксировать на фотоплёнке. Однако мнимое И. <о. способно играть роль объекта по отношению к др. оптич. системе (напр., глазу или собирающей линзе), к-рая преобразует его в действительное.

Образование оптич. изображений: а — мнимого изображения М' точки М в плоском зеркале; б — мнимого изображения М' точки М в выпуклом сферич. зеркале; в — мнимого изображения М' точки М и действительного изображения N' точки N в вогнутом сферич. зеркале; г — действительного А'В' и мнимого М'N' изображений предметов АВ и MN в собирающей линзе; д — мнимого изображения M'N' предмета MN в рассеивающей линзе; i, j — углы падения лучей; i', j'—углы отражения; С — центры сфер; F, F' — фокусы линз.

Оптич. объект представляет собой совокупность светящихся собственным или отражённым светом точек. Зная, как оптич. система изображает каждую точку, легко графически построить и изображение объекта в целом.

И. о. действит. объектов в плоских зеркалах — всегда мнимые (рис., а); в вогнутых зеркалах и собирающих линзах они могут быть как действительными, так и мнимыми, в зависимости от положения объектов относительно фокуса зеркала или линзы (рис., в, г). Выпуклые зеркала и рассеивающие линзы дают только мнимые И. <о. действит. объектов (рис., б, д). Положение и размеры И. о. зависят от хар-к оптич. системы и расстояния между нею и объектом (см. УВЕЛИЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЕ). Лишь в случае плоского зеркала И. о. по величине всегда равно объекту.

Если точка-объект находится не в параксиальной области, то исходящие из неё и прошедшие через оптич. систему лучи не собираются в одну точку, а пересекают плоскость изображения в разных точках, образуя аберрационное пятно (см. АБЕРРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ); размеры этого пятна зависят от положения точки-объекта и конструкции системы. Безаберрационными (идеальными) оптич. системами, дающими точечное изображение точки, явл. только плоские зеркала. При конструировании оптич. систем аберрации исправляют, т. е. добиваются, чтобы аберрац. пятна рассеяния не ухудшали в заметной степени картины изображения; однако полное уничтожение аберраций невозможно.

Сказанное выше строго справедливо лишь в рамках геом. оптики (не учитывающей волн. явлений, напр. дифракции света), к-рая явл. хотя и достаточно удовлетворительным во мн. случаях, но всё-таки лишь приближённым способом описания явлений, происходящих в оптич. системах. Более детальное рассмотрение микроструктуры И. <о., принимающее во внимание волн. природу света, показывает, что изображение точки даже в идеальной (безаберрационной) системе представляет собой не точку, а сложную дифракц. картину (подробнее (см. РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ)).

Для оценки кач-ва И. <о., получившей большое значение в связи с развитием фотогр., телевиз. и пр. методов, существенно распределение плотности световой энергии в изображении. С этой целью используют особую хар-ку — контраст

k=(Eмакс-Eмин)/(Eмакс+Eмин),

где Eмин и Eмакс — наименьшее и наибольшее значения освещённости в И. о. стандартного тест-объекта; за такой объект обычно принимают решётку, яркость к-рой меняется по синусоидальному закону с частотой R (число периодов решётки на 1 мм). Контраст k зависит от R и направления штрихов решётки. Ф-ция k(R) наз. частотно-контрастной характеристикой. Чем меньше k при заданной R, тем хуже кач-во И. о. в данной системе.

ИЗОБРАЖЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЕ, изображение объекта при помощи оптического прибора. Действительное изображение формируется совокупностью точек, в которых сходятся лучи света, прошедшие через оптический прибор. Через точки, образующие мнимое изображение, лучи света не проходят. Это изображение находится в таком месте, в которое попадут лучи света, если проследить их обратный ход при расхождении. Примером мнимого изображения является отражение, полученное в ЗЕРКАЛЕ. Действительное изображение можно проецировать на экран или запечатлеть на фотоэмульсии, а мнимое изображение, например, полученное при помощи плоского зеркала, нельзя. см. также ЛИНЗА.

изображе́ние опти́ческое

изображение объекта, получаемое в результате действия оптической системы на световые лучи, испускаемые или отражаемые объектом. Изображение оптическое воспроизводит контуры и детали объекта с некоторыми искажениями (аберрациями оптических систем). Различают действительные и мнимые изображения оптические (рис. а, б).

* * *

ИЗОБРАЖЕ́НИЕ ОПТИ́ЧЕСКОЕ, изображение объекта, получаемое в результате действия оптической системы на световые лучи, испускаемые или отражаемые объектом. Оптическое изображение воспроизводит контуры и детали объекта с некоторыми искажениями (аберрациями(см. АБЕРРАЦИЯ) оптических систем). Различают действительные и мнимые оптические изображения.

изображение объекта, получаемое в результате действия оптич. системы на световые лучи, испускаемые или отражаемые объектом. И.о. воспроизводит контуры и детали объекта с нек-рыми искажениями (аберрациями оптич. систем). Различают действит. и мнимые И. о. (рис. а, 6).

Рис. а. Действительное перевёрнутое изображение объекта А, образуемое линзой; F - фокус линзы; А' - изображение.

Рис. 6. Мнимое изображение А' объекта А, образуемое линзой.

изображение объекта, получаемое в результате действия оптической системы (линзы, зеркала или совокупности линз и зеркал) на световые лучи, испускаемые или отражаемые объектом. Различают действительное И. о. (получается на пересечении лучей, прошедших через оптическую систему) и мнимое И. о. (получается на пересечении продолжения лучей, прошедших через оптическую систему).