Огляд оптичних схем монокулярів: об'єктивів, призмових обертових систем, окулярів, Основні схеми Кеплера і Галілея - Огляд оптичних схем монокулярів

Телескопічний окуляр зіниця зоровий труба

Основні схеми Кеплера і Галілея

Оптичні системи, призначені для спостереження далеких предметів, називаються телескопічними системами, або зоровими трубами.

До телескопічних систем відносяться системи геодезичних приладів (теодоліт, нівелір тощо), астрономічних труб, спостережних приладів (біноклі, перископи, далекоміри і т. п.). Телескопічні системи працюють спільно з оком спостерігача, тому їх ще називають зоровими трубами.

Так як розглянутий предмет вельми віддалений, то можна вважати, що промені, що виходять з будь-якої точки предмета, входять в телескопічну систему паралельними пучками. Для того щоб око спостерігача без акомодації бачило різко зображення предмета, необхідно, щоб з телескопічною системи виходили також паралельні пучки променів.

Отже, принцип дії телескопічної системи полягає в тому, що, якщо від двох точок віддаленого предмета в неї надходять два пучка паралельних променів і кут між пучками дорівнює щ, то на виході телескопічної системи промені залишаються паралельними, але кут між пучками зміниться і дорівнюватиме щ '. Якщо щ '> щ, то око спостерігача побачить зображення предмета під великим кутом зору, тобто предмет буде здаватися наближеним до спостерігача.

Телескопічна система, як мінімум, повинна складатися з двох компонентів - об'єктиву і окуляра. Щоб паралельні промені пучків у просторі предметів були паралельними і в просторі зображень, необхідно поєднати задній фокус об'єктива з переднім фокусом окуляра, при цьому оптичний інтервал Д дорівнюватиме нулю.

Основними оптичними характеристиками телескопічної системи є збільшення ГТ, кутове поле 2щ діаметр вихідного зіниці D', віддалення вихідної зіниці від останньої поверхні окуляра S'P' і роздільна здатність ?.

Роздільна здатність телескопічної системи повинна відповідати і роздільній здатності об'єктиву, яка визначається за формулою ?Об = 140" /D.

Отже, збільшенням телескопічної системи називається відношення тангенса кута, під яким око спостерігача бачить зображення, утворене оптичною системою, до тангенсу кута, під яким предмет видно неозброєним оком. Якщо це відношення позитивне, то оптична система утворює пряме зображення, якщо ж воно негативне, то зображення буде перевернутим (зворотним).

схема кеплера

Рисунок 1. Схема Кеплера

Зорова труба Кеплера це - оптична система що складається з позитивного об'єктива і окуляра.

Простота конструкції, відсутність віньєтування при порівняно великих збільшеннях і кутовому полі, наявність площині дійсного зображення де можна помістити сітку, є перевагами труби Кеплера. Істотний недолік її - перевернуте зображення, тому трубу Кеплера застосовують у тих випадках, коли предмет який розглядується може бути перевернутий, наприклад: геодезична рейка, оцифровка якій робиться в перевернутому вигляді.

Трубу Кеплера застосовують також в астрономічних інструментах, де наявність перевернутого зображення не заважає спостереженню за зоряним небом.

схема галілея

Рисунок 2. Схема Галілея

Зорова труба Галілея - це оптична система, що на відміну від труби Кеплера має негативний окуляр. Як об'єктив використовується лінза або блок з декількох склеєних між собою лінз.

При одному і тому ж збільшенні і рівних фокусних відстанях об'єктивів система Галілея коротше системи Кеплера на два фокусних відстані окуляра. Незважаючи на такі позитивні властивості, як пряме зображення і мала довжина, труба Галілея має обмежене застосування. Це пояснюється її істотними недоліками, одним з яких є відсутність проміжного дійсного зображення. Оскільки труба Галілея не дає дійсного зображення, то в ній немає місця для угломірної сітки або перехрестя, отже, трубу неможливо навести на будь-яку точку предмета. Крім того, кутове поле труби Галілея значно менше, ніж системи з позитивним окуляром, і залежить, від положення ока спостерігача.

Трубу Галілея застосовують у наглядових системах, візирах фотоапарата, її також використовують в якості додаткової системи зміни збільшення.

Похожие статьи




Огляд оптичних схем монокулярів: об'єктивів, призмових обертових систем, окулярів, Основні схеми Кеплера і Галілея - Огляд оптичних схем монокулярів

Предыдущая | Следующая