Кардинальные точки оптической системы. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Кардинальные точки оптической системы - точки на оси ОО' (рис.) центрированной оптич. системы, позволяющие строить изображение произвольной точки пространства объектов в параксиальной области (вблизи оптич. оси).

В общем случае (за исключением телескопич. систем) за К. т. о. с. принимают след. 4 точки: передний F и задний F' фокусы, переднюю Н и заднюю Н' гл. точки. Задний фокус является изображением бесконечно удалённой точки, расположенной на оптич. оси в пространстве объектов, а передний фокус - изображением в пространстве объектов бесконечно удалённой точки пространства изображений. Главные точки яиляются точками пересечения с оптич. осью гл. плоскостей - сопряжённых плоскостей, для которых линейное увеличение равно 1, т. е. всякая точка H₁ расположенная в гл. плоскости Н₁Н₂ на расстоянии h от оси, изображается в другой гл. плоскости H'₁H'₂ в точке Н'₁ на том же расстоянии h от оси, что и точка Н₁. Расстояние от точки Н до точки F наз. передним фокусным расстоянием (отрицательным на рис.), а расстояние от точки Н' до точки F' - задним фокусным расстоянием (положительным на рис.). С помощью перечисленных четырёх точек F, H, F' и Н' изображение произвольной точки А, создаваемое оптич. системой, можно построить след. образом: из точки А проводят 2 луча AH₁ и AFH₂. Первый луч, идущий параллельно оптич. оси и пересекающий заднюю гл. плоскость на расстоянии Н'H'₁ от оси (Н-Н'₁=НН₁), проходит через задний фокус F'. Второй луч, проходящий через передний фокус F и переднюю гл. плоскость H₁H₂ в точке Н₂, выходит из системы параллельно оси на расстоянии Н-Н'₂ от оси (Н-Н'₂=НН₂). Точка пересечения А' этих двух лучей является изображением точки А, даваемым рассматриваемой оптпч. системой. Любой параксиальный луч, исходящий из точки А, по выходе из системы проходит через точку А'. Число К. т. о. с. в общем случае равно четырём. В нек-рых частных случаях их число уменьшается; напр., в бесконечно тонкой линзе или в системе из бесконечно тонких линз, разделённых бесконечно малыми воздушными промежутками, обе гл. плоскости сливаются в одну. Оптич. системы, содержащие одну отражающую поверхность, обладают только одной гл. плоскостью и одним фокусом, т. к. лучи, падающие на систему, могут распространяться только в одном направлении (навстречу отражающей поверхности). У телескопич. системы К. т. о. с. находятся на бесконечности, и поэтому построение изображения с их помощью невозможно. В этом случае можно разбить телескопич. систему на 2 части любым способом (напр., на объектив и окуляр) и построить изображение любой точки пространства объектов в отдельности для каждой части. В качестве К. т. о. с. не обязательно пользоваться фокусами и гл. точками, иногда последние заменяют узловыми точками, обладающими тем свойством, что луч, проходящий через переднюю узловую точку и образующий с осью угол a, после преломления проходит через заднюю узловую точку и образует с осью тот же угол а. Если значения показателей преломления первой и последней сред одинаковы, то узловые точки совпадают с главными. Иногда в качестве К. т. о. с. пользуются гл. точками и "антиглавными" точками - под последними понимают пару сопряжённых точек, для к-рых поперечное увеличение (см. Увеличение оптическое)равно -1. Можно также пользоваться узловыми и "антиузловыми" точками - парой сопряжённых точек, для к-рых угл. увеличение равно - 1. Построение изображения по перечисленным К. т. о. с. не представляет затруднений. Вообще говоря, в качестве К. т. о. с. можно принять 2 произвольно выбранные пары сопряжённых точек при условии, что известно линейное или угл. увеличение, соответствующее этим парам. Однако применение таких К. т. о. с. малоудобно и не получило распространения на практике.

Литература по кардинальным точкам оптической системы

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.