Импульсный светосигнальный прибор с цилиндрической линзой
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
? решению треугольника . Длина стороны этого треугольника находится по известным координатам точек и :
Угол при вершине равен , а угол при вершине равен:
где - угол составленный лучом и осью X.
Зная , и , можно рассчитать сторону
Координаты точки определяются следующими выражениями:
Оптический расчет профиля призматического элемента заканчивается проверкой выступа третьей соединительной грани призмы над несущим слоем:
.1.2 Оптический расчет центрального элемента линзы, не содержащего призматических элементов
В данном разделе мы определим координаты точек , , , , расположение которых указано на рис. 4.2.
Координаты точки определяются следующими выражениями:
В точке углы падения и преломления определяются выражениями:
Координаты точки можно рассчитать, зная угол преломления
Координаты точки определяются следующими выражениями:
Углы падения и преломления в точке имеют следующие значения:
Координаты точки можно рассчитать, зная угол преломления
Рис. 4.2 - Оптический расчет элемента линзы, не содержащего призматические элементы
4.1.3 Расчет геометрических параметров призматических элементов, расположенных ниже центрального окна
Пусть призма расположена так, как показано на рис. 4.3.
Осевой луч источника, падающий в точку МН, ориентирован углом ?хН, поэтому координаты этой точки определяются следующими выражениями:
где - угол, составленный осевым лучом с осью Х.
В точке МН углы падения и преломления (первой преломляющей гранью) определяются выражениями:
Координаты точки , принадлежащей второй преломляющей грани, можно рассчитать, зная угол преломления :
где - угол, между лучом и осью Х.
Из рис. 4.3 видно, что искомый угол можно определить, если известно значение угла падения луча на вторую преломляющую грань. В этом случае
Величина находится с помощью дополнительного угла
Рис. 4.3 - Оптический расчет нижнего призматического элемента
Затем, поделив обе части равенства на получим:
Из рис. 4.3 угол находится как разность углов
и
Следовательно, преломляющий угол:
Оптический расчет призмы завершится, если определим координаты точки , принадлежащей второй преломляющей грани призмы и третьей соединительной нерабочей грани призмы. Так как координаты точек и , лежащих на вершине предыдущей призмы, известны, нахождение местоположения точки сведется к решению треугольника . Длина стороны этого треугольника находится по известным координатам точек и :
Угол при вершине равен , а угол при вершине равен:
где - угол составленный лучом и осью X.
Зная , и , можно рассчитать сторону
Координаты точки определяются следующими выражениями:
Выражения, определяющие координаты точки , справедливы при определенных углах , так как возвышение третьей грани над горизонтальной плоскостью определяется значением технологического угла q. Действительно, при третья грань призмы имеет горизонтальное направление, что является недопустимым, так как после прессовки линзы невозможно освободить форму от изделия. В этом случае пренебрегаем совпадением луча с третьей гранью призмы, и точку устанавливаем согласно требованиям технологии. Если технологический угол возвышения нерабочей грани призмы над горизонталью принять равным q, то уравнения применяются при соблюдении следующего неравенства:
В случае невыполнения этого условия в указанных уравнениях вместо следует подставлять q.
Оптический расчет профиля призматического элемента заканчивается проверкой выступа третьей соединительной грани призмы над несущим слоем:
При
4.2 Светотехнический расчет цилиндрической линзы
.2.1 Расчет КСС элемента линзы, не содержащего призматических элементов
КСС данного элемента представляет собой КСС источника света, умноженную на коэффициент пропускания стекла линзы во всем диапазоне, где нет призматических элементов. То есть
.2.2 Расчет КСС призматических элементов
Оптическое устройство с призматическими преломляющими элементами может рассматриваться как состоящее из отдельных зон. Как следует из оптического расчета, каждый призматический элемент осуществляет перераспределение светового потока независимо от других элементов. Из сказанного можно сделать вывод о том, что задача расчета сводится к подбору таких профилей кольцевых призм, которые обеспечили бы зональные кривые силы света каждой призмы, совпадающие в сумме с заданной кривой силой света.
.2.2.1 Разворот осевых лучей
Призматический элемент при сечении поперечной плоскостью образует концентрическое кольцо. Поэтому в этом сечении он оказывает настолько малое преломляющее действие, что им можно пренебречь. Сечение продольной плоскостью дает преломляющий профиль. При этом осевые лучи источника, упавшие на основание и вершину призматической