Слюсарев Г.Г. - Расчет оптических систем (1975) (1060808), страница 69
Текст из файла (страница 69)
0,2 — 1 Овюь маган Изысгь Снег Б пбпы Паеерзвюв Всее!в, азпагера Пеюа 90 Я уз уо-зо Современпан сисгема фотомсгричссиих единиц подробно рассмотрена рядом авторов, например з (2), позуому осганавливаться на неб нет смысла. Приведем !олька значения яркостей респро. ограненных источников света н оснещепносгеб, создаваемых имн. ЯР 1 а!р Ов аа дак ваблвлател», назад цен а епе вм В иферм....................
ЮОПЮ О в. див!а через з пую всфсру ..... 150 000 КР Р цтр ческоа дуп сан и кк уг пп . 100 000 Кргра б ° аааюорв вздув Т евай к 2 000 Вал фр м В н гн кака. 5СΠ— 1ИО У впав! наказе п И Ап«пален з лавене . з Кераснпааа о пламени 1,5 Лв м ввзвпнв а «а ввргльви назым (срецааа габарвпы» арваюз!............... ПЮ вЂ” ЗЮ Ламан вавваванва с р)ысввиацей каабав .. ! — 6 Яавга гбз е 16' аг савина......., . 0,16 Неб, палераувга заикал........
1 Р евмюыеВ бвюВ паврхюсгц а нцаепоз сал!ц«ы 3 П р* гв залвВ лупи, д.м В ч ры замну Лазаре а« а каемка безау ага б ..... . 10- Паырва гп па гааавых (рзд а «г в з) фасфораз .. В.10- а м 1 1. л б« Н» ымле ег ивлев жб О пал аа луны, Ивиа к агу Да з нные длк арнеагнр Немед в злк клнцел р й раб г В са а л ка день в * р асзеыенпаа кОмнате Н а рь а есге беа аылц На оп!рным н юе с сал и и, блазкпн к зеиату Э ар л лама ымпае ззныф рм Ззееаоз кереаз веаачнк» Эвзвад 6.0 велнчакы (не гразаце задвмосгв вевсарумаавн» главк) 469 3.10' 0,2 1 20 — 100 100 — ИО 1ЫЫ вЂ” 10 Ып 100 ССО 1иг ОСО 0101 к ннм).
Белизна поверхности челн апрелеляется так называемым козффнцкенгом альбедо (белнзны) л, которыб измернепщ с по- мощью фюгомегра. г(ВВГШГВ ВЛУЧДВ РааЧЗ11 Всэащзэнеегн Рассмотрим некоторые примеры прнменения формул, прим. денных выше. 1. Освещенность экранов, создаваемая проекционными объ. ективамн. Она вычисляется по фзрмуле Маггжена (0).9) Еслн источник сплошной„'напрнмер кратер мтльтовой дугн, н его нзображенне, даваемое конденсором, покрывает целиком входной зрачок проекцнонного объектива, то вычисление не представляет никаких затрудненнй.
Прн этом выгодно пользоваться нонденсором, облштающнм большим линейным увелнченнем, позволяющим покрывать светом входной зрачок проекционного объектива при малых размерах кратера дугн, а следовательно, прн малой мощности тока. Такне канденсоры требуют более сложной оптики. Если нэточавк не сплошной, например лампа накаливзннн со спнральнымн концентрнрованнымн ннтямн, тп можно прннять эа яркость так называемую габарнтную, т. е.
усредненную. ярпссть, получаемую как отношенне силы света нсточннка к площцкн.всей святящейся площадки, включая в эту площадь и вяутреннне несветящнеся пустоты. Освмценносчь экранов для ккнопроекцнн должна быть не менее 20 — 100 ля н зависит от ряда факторов, которых мы здесь касаться не будем. 2. Освещенность на фотопластинке, соэлаваемая фотографнческнм обьектнвом. Для расчета необходимой экспоэнцнн надо знать освещенность, созлаваемую фотографическим объектнвом на фотопластннке. Пусть  — яркость псточннка света нлк фотографируемого предмета; д — козффнпнент прозрачности фотографического ! и объектнва; — „= — — его опшснтельное счнерстне.
Освещена Р вость на пластннке равна, согласно формуле ()П.у), Е = 0 = АпВ з!пз мц Но з)п м' =- — —, еслн предмет находится ЗР З ааб на бесконечностн нлн достаточно далек; тогда Е .=. — ', . Почти ш* всегда снимаемые предметы не самосветящиеся, а освещаются посторонним нсточннком, солнцем нлн нскуссгвенпымн сзетнльнинами. Тогда улобно ввесгн вместо В выражение этой величины через освещенность Ем создаваемую на предмете нсточннком света, т. е.
положить В а —. Тогда Лт (Ч1.10) Эта интересная формула показывает, что если считать лй:-- 1, то освещенность на пластинке равна освещенности иа предмете, деленной на 4пд Например, при отаосигельнам отверстии 1(5 Е имеем Е =--7 'р. Любопытно, что, согласно этой формуле, прн н (0,5 освещеншють на пластинпе превышает освещенность иа прелмете.
Однако этого никогда не может случиться, так иак величина и для исправленного обьектнпа ке может быть меньше, чем 0,5 16, гл.!!). Применение формулы (Ч!.10) требует особой осгорожностя, так как чувствнтельность фотослоя пластинки далеко не тождественна чувсгвнтельностн глаза н значение коэффициента альбедо применительно к фотослою может сильно отличаться от того зна.
ченпя, которое соответствует чувствительности нашего глаза. Применение светофнльтров также вызывает необходимость по. правки. 3. Освещенность ва сетчатке, создапаемая изображением предмета. Об значим через О двзмстр пходоого арап<э глзею чсрсо 7 — его переднее фокусное расстояние (22 мм). Иэ фзрмулы (Ч(.7) легко получить для Е вырюкение (Ч1.7 ) Из формулы (Ч!.7*), в которой все величины, аа исключением В, постоянны н адаптация Глаза ие принимается во внимание, мы видим, что глаз реагирует только на ярность предмета, т.
е. чем больше яркость предмета, тем больше н раздражение светочувствительных клеток. Следует, однако, указать нэ следующее: 1) если предмет очень маэ (вндеп под углом порядка минут и меньше), то изображение целиком попадает на олпу.две клетки н тогда глаз реагирует уже не ка яркость, а на силу света; 2) зелнчина площади изображения яркого (слепящего) предмета иа сетчатие глша вызывает ослепление тем быстрее', чем больше площадь, так «ак реакция зрительных органов, нейтрз. лизующая разрупгающее действяе ослепхеиия, протекает при больших площадях медленнее, чем при малых; поэтому рассматриваниее солнца через бинокль или астрономическую трубу опасно, хотя последяне нэ только ив увеличивают яркости нсточвнка, а вследствие поглощения уменьшак г ее; 3) когда предмет с большпм протяжением, рассматриваемый под значительным углом, удазкется, та освещенность сетчатка изображением этого предмета не меняется, так как расстояние до предмета ие входит в формулу (Ч1.7).
Однако по мере того как предмет удаляется, его угдовые размеры уменьшаются и, наконец, наступает момент, когда изображение занимает олпу клетку сетчаткп; с этого момента освещенность сетчатки падает обратно пропорцнональпо квацрату расстояния. 4ЗЭ Е, ЩСНГЕДЕНЕНИ ССВЕННВЩВ1Н ВЗОЮНЩНВН, ДНЗЕЕНЗЕЗ ВНЩНСИСВВйи ИЕВЕВЗЩВ Ннгнрсссснай сйнср Л Ю' сазан' бом где йк — яркость элемента ббг предполагается одинаковой по всем направлениям; ю' — угол пересечения главного луча пучка с осью; е' расстояние от площадки дйг до экрана. Если светяп1аяси площадь имеет конечные размеры, например представляет собой круг ралиусом г, то освмценнссгь в точке М' может быть получена интегрированием по элементам дб„ внутри контура С, ограничивающего светящуюся олощадь.
Ем =- —,„~ бйг'соа'ш'. (У1.12) Если выходным зрачком является апертурная диафрагма объектива, то освпценность, даваемая фотографическим объективом на пластинке, определяется той же формулой. Под ДР следует понимать яркость предмета В, умноженную нз коэффициент пропускання объектива. Если считать, что диаметр выходного зрачка мал по сравнению с расстоянием е', то можно применять формулу (1Л. П), за4аг У широкоугольнык объективов, как правило, освещеняссть изображения быстро падает от центра к краям, что вызывает при правильной экспозиции для центра пластинки значительную аедодерлку ва краях поля зрения.
Для исправления этого недостатка применялись главпмм образом механаческие приемы, в частности диафрагмы различных форьг нлн фильтры, которыми и' освещенность уравнивалась путем искусственного уменьшения ее в центре. Такие приемы, сс. лабляющне н без того милую светосилу ебъектива, применялись в зарубежных широко- е' уг льных объективах, например лг; в «Гнперпггге», где освещенность на краю полн в 20 — ЗО раз мень- Р . Ч!.а ше, чем в центре.
Ламберт в 1убй г., по-видимому, первый вывел формулу, определяющую освещенность, создаваемую на ненотором элементе М' плоского экрана 1.'(рис. Ч(.6) бесконечно мальпг элементом площади, нормаль к которой перпендикулярна экрану. Зтз хорошо известная и строгая формула имеет вид меняя бЯ площадью Я' выходного зрачка. Эта формула показывает, что, если предметом служит плоская поверхность, перпендикулярная осн объектива, излучающая по закону Ламберта, то освещенность иа пластинке уменьшаещя пропорционально четвеРтой степени косинуса угла ю', т.
е. угла, образуемого с осью главным лучом. Эта формула строго верна только при условии, что выходным зрачком служит действительная диафрагма. На последнее обстоя. тельство не было обращено достаточного внимания мноючнсленяымн авторами (Рор, Смят, Эппенштейн, Кениг и др.), прнэо. днвшнмн эту или аналогичную ей формулу в своих статьях в учебниках. Формула(Ч!.11) обобщалзсь дли случая, когда диафрагма находится впереди или внутри обьектива; под 3' понималась площздь выходного зрачка, причем молчаливо принималось, что эта площадь постоянна и не зависит от ю", некоторые авторы (Рор, Смит) записалн эту формулу з таком виде: Е ° = Еэсое'ю', (У1.13) тле Е, — освещенность в центре пластинки АЛ' (прн и' = О]. Аббе делает из формулы (У!.13) вывод о возможности получить объектив,ождающий равномерную освещенность пластинко, помещая дяафрагму в перед.
Р нем фокусе фотографического объектива (рнс. У).7); э атом л случае угол и' равен нулю для всех точек изображения н, согласно формуле (Р!.13), оспе. щенность пластинки по всему полю постоянна. У различных авторов для определенна шшещеииостн точк» М' плоскости изображения можно найти различные формулы, протн. воречэщие друг другуг Е' Е,созшгссе "1 Е' = Е соьз юп! = Еесгм Здесь ю„ю„н ю' — соотвегшиенно углы пересечения главною луча с осью в пространстве предиетав, в пространстае диафрагмы н в пространстве нзображеиня. Рор, подражая Аббе, преллагает попользовать системы с ма.
дыми значениями угла ш,: это должно уменьшать паление освещенности к краям пластинки. Причина укаэанных выше протнаоречид'заключается в том, что оставлены без внимания аберрации в зрачках, хотя послы!- чтя нне влияют ня освещенность в такой же степени, как н величина созе юа Площадь выходного зрачка Я' из-аа аберрацнй меняется. Я'=Я (!ВАА), где А,— коэффициент, не зависящий ат наклона главнога луча. С другой стороны, сею ю, можно написать в виде 1 —— Ркб Поскольку Е пропорциональна Я, фармулз для асамценностн Е принимает вид: е=ее(!+Аы() ~! — ' — ~) ес~!+ (А — 2 )ю(~, откуда видно, что аберрации в зрачках, определяемые коэффи- циентом А, н степень прп косинусе Р в одинаковой мере влияют на освса(енность; например, полагая А = †, можно дабпться Р 2 постоянной освещепиостч, по крайней мере в пределах аберраций й-го порядка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
