- ベストアンサー
方物面鏡について教えてください
- みんなの回答 (4)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
放物面での反射の場合、放物面鏡の光軸(放物面に垂直)に平行な光はある一点に結像します。これを焦点と呼びます。(多分ご存じと思います) さて、その焦点からずれた点の場合にどうなるかを考えてみます。 ご質問にあるような状況でどうなるかというと、点から出た光線束は確かに別の面で結像するように思われるのですが、実際に計算すると一点に集まりません。 これを収差と呼びます。 実は放物面鏡は焦点では収差が0となるのですが、焦点からずれると収差がどんどん大きくなり、一点に結像しなくなります。 そのため、非常に用途が限られています。 ほとんど平行な光を扱い、しかもわずかな光線角度を分離して観測する天体望遠鏡ではあまりその収差が問題とならないので使われることがありますが、そうでない場合はかなり収差が大きくなりますので、実用的ではないのです。 球面鏡も収差は大きいのですが、まだ収差を抑えやすいです。作りやすいということもあります。
その他の回答 (3)
サイデルの5収差を基本に考えて行きます。 反射鏡の基本の研磨面は球面です。 しかし、これでは焦点は一致しません。(球面収差) http://lasik-navi.up.seesaa.net/image/8B8596CA8EFB8DB7.gif これを補正したのが放物面です。中央は良い像が得られますが 「周囲は甘い像になります。」(コマ収差) 理由は斜め光では放物面が偏り「いびつな悪鏡」になるからです。 http://www.lensya.co.jp/008/img/6865.gif 球面鏡の前に補正板を置いて球面収差が出ないようにしたのが シュミットカメラです。 色収差はありますが、F値がまるで違いますので気になりません。 (注、像の歪曲が残るので焦点のフィルムは円形歪ませています。) http://www.bao.go.jp/stardb/tel/data/tel0030.html このように、如何に球面収差を克服しようとした結果なのです。 色収差の出ない大望遠鏡を作成しようとした経路でもあります。 http://lasik-navi.seesaa.net/article/6987715.html メーカーの言い分では、 平行光線を一点に集中させるだけなので「斜め光」は上手く像を結ぶ事が出来ない。 こう言う、既に理解している人間に説明しているように思えます。 また、 トロイダルミラーなどと言ってしまえば「専門家のクレームである。」 こう判断します。コマ収差の説明は非礼ですので、 「しません。」(知った事は飛ばします。) また、通常の場合、 教える事も失礼ですので一切しません。
お礼
adasw-12 ご回答有難うございました有難うございました。 放物面鏡の特性が理解できました。
- walkingdic
- ベストアンサー率47% (4589/9644)
>天体望遠鏡の場合は、対象が無限遠でほとんど平行線なので焦点で結像? はい。特に焦点付近での結像のみ利用するというのが重要になります。 鏡の場合には軸外収差、または非軸収差といい、光軸からずれると収差が大きくなる特性が強いですから。天体望遠鏡は焦点距離を非常に長くしますからその影響が小さいのです。 あとは焦点からの軸上の位置が変わることによる収差は球面鏡より更に大きくなります。 ただ、焦点距離を非常に長くしても良くて光軸上付近での利用であれば、放物面鏡2枚で結像光学系を作るやり方もあります。その場合には軸外放物面鏡(放物面の切り出しを左右非対称にして焦点を斜めにとりだす)を使うこともあります。
お礼
2枚の軸外放物面鏡で結像するということは互いに向かい合わせて、焦点(物体)⇒平行線⇒焦点(結像)という光学系を作ることですね。(像が浮かんで見えるマジックミラーもひとつのバリエーション??)この場合でも軸外収差は同様に考える必要があり、対象図形の大きさが問題になるわけですね。おぼろげに放物面鏡の特性が理解できてきたような気がします。本当に有難うございます。
>方物面鏡(放物面鏡ですね)では平行光線を一点に集中させるだけなので像は結べないとの 天体からの光はほぼ平行光線ですから放物面鏡によって収差のない実像が得られますので、 反射望遠鏡として広く用いられています。
お礼
sus303さん、ご回答有難うございます。 天体望遠鏡のようなケースでは、収差が出ないので用いられている理由が良くわかりました。
関連するQ&A
- 放物面鏡で平行光線を作りたい
ある光源から出た光を,軸外し放物面鏡で平行光線に変換し,その平行光線を再び軸外し放物面鏡で収束光線に戻すような,光軸系を作ろうと考えています. ここで簡単のため,軸外しは無視して,普通の放物面鏡を考えます. 理論上,放物線の焦点位置に点光源を設置すれば,そこから放射される光は完全な平行光線になります.しかし実際には ・完全な点光源が存在しない ・光源を完全に焦点位置に設置できない という理由で,完全な平行光線を作り出すことができません.完全な平行光線を作り出せなければ,放物面鏡の特性上,再び収束光線に戻すときに収差が生じます. できる限り収差を小さくするために,できる限り完全な平行光線を作り出したいと思います.そのために光の平行度を評価したいのですが,どのように確認,評価すれば良いでしょうか? 使用するのはミラーですので,実際には赤外光を使うのですが,確認,評価に使用する波長は可視光でも構わないと考えています. お知恵をお貸し下さい.よろしくお願いします.
- ベストアンサー
- 物理学
- レンズの入射角
物体の像をレンズによってスクリーンに結像させる際、物体からレンズへの入射角θの定義について悩んでいます。 質問 1.θ小の時、レンズ径は焦点距離fとtanθで計算可能でしょうか。理想レンズ(薄肉レンズ等)ならできそうですが・・ 2.θ大の時、レンズ径はfとtanθで計算可能でしょうか。それとも収差が大きくなるので正弦条件より物体からレンズまでの光路長(=f)とsinθで計算するのが普通でしょうか。 正弦条件(自分理解):コマ収差をなくすため、光軸外の光がレンズを通っても結像面における光路長が等しくなるよう物体側・像側に主球面を作るのが前提。 3.特殊レンズは別として、一般に製品として売っているレンズ(カメラレンズ等)は上記正弦条件を満たした物と考えても良いでしょうか。
- 締切済み
- 物理学
- 凹凸レンズの焦点について
現在高校2年なのですが凹凸レンズについて全く分からないので教えてください。 教科書に焦点の定義として 「凸レンズの場合、左側から光軸に平行な光線を入射させると、レンズの光軸上の点Fに集まる。 凹レンズの場合、左側から光軸に平行な光線を入射させると、レンズで屈折した光はレンズの左側の光軸上の点Fから出ているかのように進む。 このような点Fを焦点と言う。」 と書いてあります。 これらは図からも理解できるのですが 光軸に平行でない光線が入射したときはどうなるのでしょうか?
- 締切済み
- 物理学
- 月(太陽など、超遠方物体)はなぜ写りますか
お尋ねいたします。 カメラを楽しんでいる者ですがド素人の質問ですのでお笑いにならないでお教えください。 レンズのしくみの公式では、 1/a+1/b=1/f です。 超遠方の被写体ではa=∞ですので、平行光線となり、1/a=0 従って、 1/b=1/f、 つまり、結像位置b=f となります。 これは太陽光線を凸レンズで焦点距離位置に紙を配置すれば、光線を収束させ燃やすことができることからも実感できます。 つまり超遠方からの光は平行光線になり、焦点位置に全てが収束します。 結像の大きさも理論的に点となります。 しかし、カメラでは点ではなく像として写ります。 このことがどうしてもわからないのです。 (もちろん、月に限らず遠方の風景も写らないということになってしまうのですが) どうぞよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- デジタルカメラ・フィルムカメラ
- 斜入射光学系について
斜入射で光を反射させる場合、回転放物面鏡を用いても1回反射では光を結像させることはできないということを本で読みました。これについて調べてみるとコマ収差が大きくなるために結像できないということがわかりました。結像できないということは、像がぼやけ、広がってしまうということであると思います。ここで質問なのですが、具体的に光軸からθだけ離れた光(有限の広がりを持つ)が反射鏡に斜入射した場合、反射鏡で一回反射させて、できる像はどれくらい広がるのでしょうか?これをどう考えていいかわからず困っています。どなたか回答よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 非球面レンズの評価について
非球面レンズの評価について質問いたします。 非球面レンズの性能評価で 1、透過波面収差 2、透過率 3、使用波長 4、焦点距離開口数 5、作動距離 6、形状 7、光軸 以上の項目に何か足りないもの また、削除項目はありますでしょうか? 上記の評価をふまえまして 検査装置を以下のように設定しています。 非球面形状…FoamTalysurf、CR-5000 歪…複屈折測定装置 透過率、反射率…透過率測定器 偏心、偏角…光軸検査装置 この設定で何か難点があれば教えて いただきたいと思います。 (例えば、検査項目が足りない。検査項目に対しての装置が違う。など) できれば、推薦する装置のメーカー名と 機種名を教えていただければ、うれしいです。
- 締切済み
- ガラス
お礼
walkingdicさん、大変判りやすい説明有難うございます。単に倒立像を得ようとする場合には不利(きれいな像が結べない)なことがよくわかりました。天体望遠鏡の場合は、対象が無限遠でほとんど平行線なので焦点で結像?するので問題がないのですね。