Как объектив четко улавливает отражения?

Предполагая, что линза ахроматическая (что ее фокусное расстояние одинаково для всех длин волн), свет от точки объекта, удаленной от линзы более чем на одно фокусное расстояние, фокусируется в точке изображения на дальней стороне линзы независимо от того, какой вид источника является точка объекта, и независимо от того, каково цветовое сочетание света от этой точки объекта.

Уравнение изготовителя линз, в котором показатель преломления предполагается постоянным, охватывает эту ситуацию.

Не имеет значения, излучается ли свет из точки объекта или отражается от точки объекта; и не имеет значения, исходит ли отраженный от точки объекта свет от рассеянного источника или от лазера: свет от точки отображается в точку.

Даже если линза не ахроматическая, свет любой длины волны из точки объекта будет сфокусирован в одну точку изображения. Но в этом случае каждая длина волны будет сфокусирована в несколько иной точке, что приведет к небольшому размытию цвета.

Правильный способ рисования лучей от точечного объекта, отражающихся от зеркала, а затем проходящих через линзу для фокусировки на изображении, выглядит следующим образом:

Линза будет воздействовать на отраженный объект, как если бы это был реальный объект в точке виртуального изображения зеркала.

Весь смысл «изображения» в смысле оптики состоит в том, что это конфигурация световых лучей, которые геометрически идентичны тем, которые испускаются (будь то путем испускания или отражения других лучей) от реального объекта в каком-то месте. пространство, и, таким образом, во всех отношениях будут действовать так, как будто они действительно исходят из этого объекта, вне зависимости от того, исходили они или нет, и это включает в себя также расстояние и фокусировку.

Это означает, что если линза не настроена/сделана для фокусировки на объекте в положении точки изображения , изображение в зеркале будет размытым. Вот почему, если у вас близорукие глаза, взгляд в зеркало не поможет вам увидеть что-либо более четко. И наоборот, если он настроен таким образом, он будет захватывать точно так же четко с помощью того же механизма - оптически он формирует второе изображение первого изображения.

На вашей диаграмме отдельные лучи не «одинаковые», но вы должны смотреть на структуру лучей . Вы также можете захотеть — в соответствии с законами отражения — нарисовать несколько других лучей от объекта, которые не сходятся в одной точке. На самом деле два нарисованных вами луча (при условии, что вы нарисовали правильно) будут образовывать геометрически подобные фигуры, в частности, два образующихся «конуса» — один от объекта и один от зеркала — геометрически подобны, что означает, что они имеют одинаковую форму, т. е. конфигурацию, только разные размеры, и, таким образом, последний конус уже соответствует критериям, чтобы быть частью изображения объекта, верно на 100% верно, как и должно быть в случае идеального зеркала.

Вы можете доказать это, показав, что углы при вершине двух конусов равны, что довольно легко сделать из закона отражения:$\theta_I = \theta_R$. Исходящие углы для двух лучей такие же, как и входящие, поэтому их сумма, то есть угол между ними, будет одинаковой, следовательно, конусы подобны.

(Кстати, «изображения» на мониторе вашего компьютера, таким образом, на самом деле несколько отличаются от оптических изображений, формируемых зеркалом. В частности, их световые лучи, испущенные излучением, эквивалентны тем, которые исходят плоский лист бумаги с нарисованным изображением, а не с трехмерным объектом, поэтому ваш монитор не передает вашим глазам никакой информации о «глубине», кроме иллюзорной перспективы, образованной углами линий/поверхностей и штриховкой, интерпретируемой через зрительную систему вашего мозга. система восприятия с ее репертуаром естественных и приобретенных сигналов глубины. Высвобождение световых лучей, несущих трехмерную информацию от объекта, хранящегося в виде компьютерных данных, является довольно сложной задачей - технологически это приложение называется «объемными дисплеями».и они до сих пор являются активной областью исследований.)