Жесткая фокусировка

сильной фокусировке по вертикали на­ступает почти столь же сильная дефокусировка по радиу­су. Установим теперь последовательность из магнитных линз обоих типов. Обозначим фокусирующие элементы буквой Ф, а дефокусирующие — буквой Д. Тогда последо­вательности элементов по r и по z будут иметь следую­щий вид:

Мы видим, что обе эти последовательности, по сути дела, ничем не отличаются — они получаются друг из друга сдвигом на один шаг. Симметрия r- и z-направлений, та­ким образом, оказывается соблюдена. Нужно, однако, понять, какими оптическими свойствами обладает такая последовательность линз. На первый взгляд, при равной силе фокусирующих и дефокусирующих элементов эта система не должна быть ни собирающей, ни рассеиваю­щей. Это не так. Покажем, что эта система в целом обла­дает сильными фокусирующими свойствами.

Мы не будем выводить формул, потому что это завело бы нас в очень трудоемкие вычисления. Попытаемся по­нять проблему качественно. На рис. 29, а изображены лучи, исходящие из источника, расположенного в фокусе собирающей линзы. После преломления в линзе все они идут параллельным пучком. Угол преломления лучей в линзе равен нулю для осевого луча и возрастает к пери­ферии, увеличиваясь по мере удаления от центра линзы. На рис. 29, б изображен падающий пучок, сходящийся к фокусу рассеивающей линзы. По выходе из нее он ста­новится параллельным. Мы видим, что и в этом случае угол преломления с удалением от центра линзы возраста­ет. Мы уже отмечали указанный факт ранее, но здесь его еще раз подчеркнули, потому что этот пункт для даль­нейших рассуждений является центральным.

На рис. 30 изображена система из близко расположен­ных собирающих и рассеивающих линз. Сквозь нее про­пущен «согласованный» пучок, т. е. пучок, который не меняет своей формы при переходе от одной собирающей линзы к другой или от одной рассеивающей к другой

Рис-. 29. Движение лучей при прохождении фокусирующей (а) и дефокусирующей (б) линз.

рассеивающей линзе. Этот пучок имеет в линзах разные размеры. Рассеивающие линзы его расширяют, а соби­рающие сжимают, Поэтому размеры пучка в собирающих линзах больше, чем в рассеивающих, а значит, пучок сильнее фокусируется, чем дефокусируется — совокупное действие системы линз оказывается фокусирующим.

Фокусирующее действие системы собирающих и рас­сеивающих линз зависит от шага их расстановки. Нужно