телескопе (Раздаточные материалы), страница 4

Из рассмотрения хода главного и нижнего (на входе) лучей последовательно до объектива, между объективом и полевой диафрагмой и между нолевой диафрагмой н окуляром можно написать: О» = 2пр 1и ~о — 2 (г( — з»,) 1я»»» + 2т», (352) где ⻠— угол главного луча с осью за объективом; 1й в» = = (г( + аг) 1йм /Д; т» — расстояние между точкой пересечения главного и верхнего лучей на коллективной линзе окуляра, ю» = — л$15р,Я. 8. Диаметр О» глазной линзы окуляра находят путем расчета хода верхнего луча через выходной зрачок: (353) Оз= 2»» 1К в +2гп', где 2лг' = й 0' нлн т' = т,/Г,. После вычисления диаметров О, и О нх значения следует сопоставить с значениями О,„н О»„, приведенными в каталоге. В результате выполненных расчетов будут определены так называемые световые диаметры оптических злементов.

Полные диаметры должны быть больше световых, что зависит от способа крепления н диаметра. Зрительная труба применяется главным образом в геодезических н астрономических инструментах, а также в прнзменных наблюдательных прнббрах, где прямое изображение получают с помощью призм, Для намерений илн наведения зрительную трубу снабжают визирной сеткой, которая наносится на плоскопараллельную пластину, устанавливаемую в совмещенных фокальных плоскостях объектива н окуляра.

Цена деления Ьу сетки зависит от необходимой угловой величины Ье деления н фокусного расстояния объектива: Ьу = 71 1К(йг»). 77. Схема зрительной трубы Галилея и ее расчет ал и, и, рр 1 Ф и,и, Ряс. ! Га. Расчетяая схема эрвтельвоа труби Галнлеа В п. 71 отмечалось, что зрительная труба Галилея состоит (рнс. 178) нз положительного объектива н отрицательного окуляра н позтому дает прямое изображение наблюдаемых предметов. Промежуточное изображение, получающееся в совмещенных фокальных плоскостях, в отличие от изображения в трубе Кеплера, будет мнимым, поэтому визирная сетка отсутствует. Рассмотрим формулу (350) применительно к трубе Галилея. Для тонкого окуляра можно считать, что зр = 5, тогда ар = = (ар — Я) Г,' — 11.

Эта формула легко преобразуется к следующему виду: ар = ар.Г;+~((Г, — 1) илн ар Г,(ар Г, + Ь). (354) Как видим, удаление входного зрачка в трубе Галилея положительное, т. е. входной зрачок мнимый н находится он далеко справа за глазом наблюдателя. Положение н размеры апертурной диафрагмы н выходного зрачка в трубе Галилея определяет зрачок глаза наблюдателя.

Поле в трубе Галилея ограничивается не полевой диафрагмой (она формально отсутствует), а вниьетирующей диафрагмой, роль которой выполняет оправа объектива. В качестве объектива чаще всего используют двухлинзовую конструкцию, которая допускает иметь относительное отверстие 1: 3 и угловое поле не более 6 ... 8'. Однако для обеспечения таких угловых полей прн значительном удалении входного зрачка объективы должны иметь большие диаметры. В качестве окуляра обычно применяют одиночную отрицательную линзу нлн двухлинзовый отрицательный компонент, которые обеспечивают угловое поле не более 30 ...

40' прн условии компенсации полевых аберраций объекти- Гг Ю вом. Такнм образом, в трубе Галнлея трудно получить большое увелнченне (обычно оно не превышает б ... Вх, чаще 2,8 ... 4х). Зависимость угла Ф от увеличения для труб Галилея показана на рнс. 179.

б Таким образом, отметим достоинства зрнтельной трубы Галилея: прямое нзображенне; простота конструкция; длина трубы короче на два фокусных расстояння окуляра по сравнению с длнной подобной трубы Кеплера. Однако нельзя забывать н недостатки: г небольшне поля н увеличение; отсутствие р 2 4 б с! дЕЙСтвнтЕЛЬНОГО ИЗОбражЕНИя Н, СЛЕдпзатЕЛЬ. Рнс. 1т9. Завнснмость НО, НЕВОЗМОжНОСтЬ ВНЗНРОВапня Н ИЗМЕрЕННй. углового поля от вн- Расчет зрительной трубы Галилея выдямого увелнчення в полним по формулам, полученным для расзрнтельнык тРУбак чета трубы Кеплера. 1 алнлея Пример.

Рассчнтать трубу Галилея с внднмым увелнченнем Г, = 3'С, угловым полем 2ы 4', дяаметром выходного зрачка В' = 4 мм, ар, 12 мм, й = 40 мм. 1. Фокусные расстояння объектива н окуляра: 3 40 40 — 60 мм; (1 = — = — 20 мм. 2 — 2 2. диаметр вкодного зрачка В = ВТт = 12 мм. Таким образом.

объектив имеет К = 60 мм, 1: (1/В = 1: 5, 2ы= 4'. 3. По Формуле (354] ар= 228 мм. 4. Угловое поле окуляра (2ы= 4'1 !8 и'=Гт18 ы= 0,105, 2ы'= 12', 5. Из рнс. 178 следует. что днаметр объектнва (Уоо = 2ар !8 ы = 15,96 мм. Прнмем Воб = !6 мм. Пря найденном диаметре объектива Вое = 16 мм н угловом поле 2ы= 4 козффнннент виньетнровання йм =.0,5. Если внньетнрованне недопустимо, т. е. Дн= 1, то диаметр объектява должен быть увелнчен на диаметр входного зрачка, т.е.0 ! а ! — 28мм.

н 6. Диаметр окуляра определим как диаметр глазной линзы окуляра по Формуле (353): (у „= 2м'+ 2ар, !8 ы'. Лля й„= 0,5 2ж' = 2 мм, для й„= 1 2ж'= 4 мм. тогда с! „а за = 4,52 мм; П „а, = 4+ 2.!2 0,105= = 6,52 мм. 78. Расчет прнзменного монокуляра Призменным монокулдром называется оптическнй прибор, представлякяцнй собой простую зрительную трубу Кеплера с призмой нли системой призм для перевертывания изображения, благодаря чему прибор. дает прямое изображение. Кроме того, введение призм в оптическую схему монокуляра позволяет получить заданный угол отклонения (угол между оптическими осямн объектива и окуляра), обеспечнвающнй удобное положенне головы наблюдателя и компенсацию вращения изображения.

Еслн 222 как все дефекты стекла (пузыри, камни, мелкие царапины н пылинки) будут резка видны в поле окуляра н будут мешать наблюдению. В то же время удалению призмы от фокальной плоскости пропорционально двоение изображения вследствие погрешностей в изготовлении угла крыши призмы. Поэтому оптимальным положением призмы будет такое, при котором ее последняя поверхность размещается перед фокальной плоскостью окуляра так, что изображение поверхности после окуляра получается вне пределов аккомодацин глаза наблюдателя. Этому соответствует разность сходнмостн Ад за окуляром: Ад — — 10 ... 20 дитр. Величины Ь, н А связаны формулой Ь, = 7< Ая/1000. С помощью рис. 181 можно вывести следующие расчетные формулы: 0ц = лЬт(7/(пД вЂ” с(7); Вз = 2д'+2(Ь<ф) (0,5Ь„О+(~(+ар) 1и м<); — э< (0,5«<< -1- (7< + ар) <я <з<) — 7< <и ь<< 0<= 2п я7; — 2е(О,З«<<+ (7<+ар) <я ь< нли а = 2(у +ЬАД; (356) Т)< — — 2л(Ь<А — Д 1ц <э<~1(п~< — 2сА).

(357) где 17 — диаметр входного зрачка; с = 4Р< (< = 0; 1; 2; ...); А = 0,5Ф„В + (71 + а4) 1а <в< (А = Ь< — у'). Отношение АГ7< = 1и м<, н если 1д м<) О, то наибольший размер имеет входная поверхность призмы. Ее размер рассчитывают ио формулам (355) нли (357). Если 2у' ) 17, то ~д <в< всегда меньше нуля и наибольший размер имеет выходная поверхность призмы.

Этот размер определяют по формуле (356). К найденному наибольшему световому размеру У прибавляют припуск на оправу н находят все остальные размеры призмы, Следует отметить, что диаметр диафрагмы 0 ограничивает ход верхней части наклонного пучка, а нижняя часть этого пучка ограничивается оправами линз окуляра. 79. Расчет зрительной трубы с линзовой оборачнвающей системой Основным достоинством зрительных труб с прнзменнымн оборачнвающими системами, нли призмами, является компактность конструкции. Однако при этом увеличивается масса прибора н возникают трудности технологического порядка, связанные с изготовлением и юстировкой призм.

Прямое изображение в зрительной трубе Кеплера можне получить, вводя в ее оптическую схему линзовую оборачнвающую систему. В этом случае даже при использовании сложной, например пятнлннзовой, обо- <Э 31«<ввоз н. и. ээз т г н' Рнс. 132. Схема зрительной трубы с оанокомпонентной оборачииающей системой рачивающей системы удается по сравнению с подобной призменной системой уменьшить массу прибора в целом почти в 2 раза. Зрительную трубу с линзовой оборачивающей системой иногда называют земной зрительной трубой. Линзовые оборачивающие системы могут быть однокомпонентными, но чаще используются двухкомпонентные системы. На рис.

!82 приведена схема трубы с одиокомпонеитной оборачивающей системой 3, объективом 1, коллективной линзой 2 и окуляром 4. Из технических условий на расчет зрительной трубы должны быть известны:,видимое увеличение Г,; угловое поле 2ю; диаметр выходного Р', или входного О зрачка; длина системы 1.; удаление ар входного или ар выходного зрачка; козффициент вииьетирования Й„; линейное увеличение оборачивающей системы () .,; может быть задано фокусное расстояние окуляра ~;. Если за объектив принять первые три компонента, то видимое увеличение Гт = — 1(ь з, зДа (358) где 1<ьз,з> = й~/Гйоа, Гааз = Моз1() .а,' (коз = (я Рт н 1( = = Ьз1(И аа.

Последовательно подставляя в формулу (358) указанные соотношения, получим Г, = — Я)о, Д;. Далее расчет выполняется по следующим формулам: 1( = = — Г,Що„; 0 = 0'Г,; О, = 2лз, + 2а„(я и. Причем есин окажется, что В, ( О, то следует принимать В, = В, чтобы не было срезания лучей в осевом пучке. После определения основных характеристик объектива (1(, 05, 2со) его можно выбрать нз каталогов нлн рассчитать. Затем определяют: х о. с = З вЂ” Ц! + 14)~ пз = з а, е/(Ро. а — ()' из = Ре е1с. е/ф~.

а ))~ Рз = (1о.е йн л') гно. еУ() ()о. а)" Вз = — Опзб; ($ озз = — р(1аз. Рнс. ! ЗЗ. Схема зрнтельноа труби с хвухномпонентноа линзовой оборзкнвеющеа системой ! ! — объектив; 3 — коллектив: 3, 4 — собра»ив»самая система; 4 — окуляр Эти величины являются характеристиками оборачнвающей системы (/з' сУз//з', 2ззз' () . с).