Эфрос (Эфрос И.Е., 1947 - Основы устройства прицелов для бомбометания), страница 3

Отражение света происходит по одному и тому же закону независимо от длины волны падающего света, а преломление света в какой-либо среде, характеризуемое показателем преломления, изменяется в зависимости от длины волны падающего света. Например, для красного света показатель преломления воды равен 1,329, а для фиолетового — 1,344. 2-370 Если луч идет из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем, угол преломления будет больше угла падения. Поэтому при некотором угле падения луч не выйдет из оптически более плотной средгь Такой угол пиления называется и р е де л ь н ы м у г л о м.

Для стекла с показателем преломления 1,5 предельный угол равен 41о48'. Когда угол падения луча 50 равен предельному углу т, го луч ОУ пойдет по поверхности раздела этих сред, как изображено на рис. 13. Если же угол падения больше предельного угла, то световые лучи отражаются внутри среды от поверхности раздела. Рис.

1а. Лоаиое ииутреииее отражение Из рисунка видно, что если луч 5,0 падает под углом >41о48', то отраженный луч пойдет по направлению,'ОЯа. 1Луч, проходящий через плоскопараллельную прозрачную пластинку под углом, своего направления ие меняет, но немного смещается в сторону, как показано иа рис. 14. Луч, падающий перпендикулярно к поверхности пластинки, проходит ее без смещения. Величина смещения луча зависит от толщины пластинки, от угла падения и показателя преломления данной пластинки. Если величину смещения луча обозначим через 1 (рис. 15), толщину пластинки — через сь угол падения — а' и угол преломления — Р, то из треугольника ОО,Е получим 1= 00, з1п,/ О,ОЕ; ив треугольника ОХ,О, оо, = —.

соа р Так как угол О,ОЕ = а — Р, то, подставляя эти значения, получим и Мин — Г) соа р 18 Преломление света использовано в целов для получения изображений Разберем построение изображений через линзы. Л и н з а м и называются шлифованные стеклянные тела, ограниченные с двух сторон сферическими поверхностями или одной сферической, а другой плоской поверхностью.

оптических системах принаблюдаем ых объектов. при прохождении света Рис. 1е. Скопление луча пло- скопараллельяоа пластинкоя Рис. 14. Прохожаение луча череа стеклянную пластинку Линзы бывают различной формы (рис, 16): двояковыпуклые, вогнутовыпуклые, плосковыпуклые, двояковогнутые, плоско- вогнутые и выпукловогнутые. Линия, проходящая через центры сфер, образующих линзу, называется оптической осью линзы. Рис.

18. Линам Параллельные лучи, падающие на выпуклую линзу, пройдя ее, пересекаются в одной точке, называемой ф о к у с о м. Поэтому выпуклые линзы называются собирающими. Параллельные лучи, идущие вдоль оптической оси, пересекаются в точке Р (рис. 17), лежащей на этой оси и называемой г л а в н ы м ф о к у с о м, Рас2В 19 стояние от этой точки до оптического центра линзы называется главным фокусным расстоянием ~. Линзы обычно характеризуются их оптической силой. 1'ие.

тт. Фонус линзы Оптическая сила линзы — величина, обратная главному фокусному расстоянию. За едпницу оптической силы принимается ди опт ри я, т. е. оптическая сила такой линзы, главное фокусное расстояние которой равно 1 и, Если, например, фокусное расстояние равно 0,5 м, то оптическая сила втой линзы равна 1 1 Р= ~ = —, = 2 диоптрии.

Для построения изображения точки всегда целесообразно пользоваться такими лучами, ход которых известен. Для определения положения точки достаточно двух пересекающихся лучей. Луч, падающий на линзу параллельно ее оптической оси, после преломления проходит через хлавный фокус линзы. Луч, проходящий через оптический центр линзы, не преломляется. Параллельные лучи, идущие под углом к оптической оси, собираются в одну точку в фокальной плоскости (положение точки определяется лучом, прошедшим через центр линзы).

На рис, 18 в точке 1' показано изображение точки 1. Для построения были использованы луч, идущий через оптический центр линзы, и луч, идущий параллвльно оптической оси линзы. Рие. 18. Пострееиие иеебрпжеиия точки: т - положение точки; Л вЂ” положанпа паображепяа тачая" Для того чтобы получить представление о величине н положении изображения предмета, достаточно построить изображение крайних точек предмета. Если предмет находится от линзы на расстоянии большем, чем двойное фокусное расстояние, то изображение получается действительное, перевернутое и уменьшенное, как видно из рнс.

19. Рне, 19, Построение изображения в зависимости от удаления предмета: а — расстояане предмета от анн и равно дпойному 'фонусному расстоянию; б — асстоянме предм та от вянем боляше двойного фокусного расстеяпе П в — Гасстоянне предмета ст аннам меньше двойного фапусного расстоянпв Если предмет находится на двойном фокусном расстоянии от линзы, то его изображение будет равно предмету, а если предмет установлен на расстоянии меньшем, чем двойное фокусное расстояние, и большем, чем фокусное расстояние, то изображение будет увеличенное.

Во всех разобранных случаях изображение будет действительное и перевернутое, как видно из рисунка. В том случае, когда предмет установлен между главным фокусом и линзой, действительного изображения не получается. 21 Как видно из рис. 20, лучи по другую сторону от линзы пойдут расходящимся пучком. Когда этот пучок попадает в глаз, то кажется, что изображение предмета находится перед линзой по одну сторону с предметом. В этом случае изображение получается м н и м о е, п р ямов и увеличенное. Аг На основании законов отраже- ния и преломления можно под строить изображение предмета при А наблюдении его через ряд линз или через оптическую систему и прицела.

Необходимо отметить, что в действительности вследствие недостатков самих линз изображения Рне. М. Построение нзображе- искажаются. Основными недостатннп предмета, располоукенното ками линз являются хроматическая перед линзой аберрация и сферическая аберра- ция. Явление хроматической аберрации состоит в том, что вместо изображения светящейся точки в фокальной плоскости линзы получается разноцветный кружок. Это явление вызвано тем, что световые лучи, проходи через линзу, частично разлагаются на отдельные составные части (лучи разных цветов), а разноцветные лучи, как известно, преломляются различно. В результате лучи различных длин волн пересекают оптическую ось в разных точках.

Как показано на рис. 21, на линзу падает световой луч у, в результате преломления луч 3, соответствующий красному свету, пересекает опти- а-нс. ЗЬ Хронатнческак аберрапни: у — иавравлемие светового луча, "а — направленое уча фиолетового сватат а — наар вленне луча араснаго света ческую ось в точке А, а луч 2, соответствующий фиолетовому свету, пересекает оптическую ось в точке В. расстояние между точками А и В характеризует продольную хроматическую аберрацию. Если более детально исследовать ход лучей через крайние зОны линз, то оказывается, что эти лучи пересекаются не в главном фокусе, а в точках, расположенных ближе к линзе 22 (рнс. 22). Вследствие этого в фокальной плоскости получается изображение не в внде точки, а в виде расплывчатого кружка.

Это явление н называется сферической абер рацней. Рис. яй. Сферическая аберрация Прн конструировании оптических систем прицелов влияние этих недостатков на получаемое изображение предметов уменьшается до минимума. 3. ДЕТАЛИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Оптические системы прицелов делятся на телескопические н коллнматорные. Т е л е с к о и н ч е с к о й называется оптическая система, служащая для наблюдения удаленных предметов.

Обычно телескопнческая система дает увеличение. К о л л н м а т о р н о й называется система, дающая мнимое нзображенне визирного перекрестия на фоне местности. Цель прн этом наблюдается только через плоскопараллельную пластинку без увеличения. В оптических системах прицелов применяют различные оптические детали: призмы, линзы, сетки н т. и, П р и з м а представляет собой стеклянный многогранник с почироз, ннымн плоскостями (гранями); призмы в прицелах выполняют роль зеркал, т.

е. осуществляют отражение световых лучей в нужном напРавлении. Отражение света в призмах происходит на основе закона полн го внутреннего отражения. В тех случаях, когда лучи падают на внутреннюю грань под углом меньшим, чем угол полного внутреннего отражения, необходимо грань покрывать амальгамой, т.