телескопе (1060974), страница 3
Текст из файла (страница 3)
При этом передний фокус окуляра сместится относительно заднего фокуса объектива также влево и образованное объективом изображение точки А' будет смещено относительно переднего фокуса окуляра на отрезок з = — Л. Точка Аа находится от заднего фокуса окуляра на расстоянии г', а от глаза— на расстоянии — а . Обозначим через с расстояние от заднего фокуса окуляра до глаза, тогда г' = а„+ с.
Расстояния з и г' связаны формулой Ньютона: гз' = — /',„. Учитывая приведенные формулы, получаем Ь = /',„/(аз + «). Выражая расстояние а в диоптрийной мере Аз = 10(Ю/а„, находим: Ь = /;,/(1000/А„+ с). Так кзк для положительных окуляров ) с ( (() ач), то можно пользоваться формулой Ь = (/;„/ 1 000) А„. Вычисляя Л для отрицательных окуляров, величиной с пренебрегать не следует, так как она соизмерима с ад. Прн конструировании наблюдательных приборов аметропию глаза обычно учитывают в диапазоне — 5 ... +5 дптр.
Например, для окуляра с фокусным расстоянием /;„= 25 мм при аметропии А„= ~бдптр перемещение Ь = ~3,125 мм. 75. Применение коллектива в зрительной трубе Коллективной линзой, или коллективом, называется линза, устанавливаемая в плоскости изображения илн вблизи иее для изменения хода наклонного пучка 'лучей. Поэтому иногда ее называют также полевой линзой. Коллективная линза позволяет либо изменить положение выходного зрачка системы, либо уменьшить диаметры последующих компонентов оптической системы зрительной трубы. Коллективы могут быть положительными н отрицательными.
Действие положительного коллектива проявляется в том, что он отклоняет к оптической оси наклонные пучки лучей, действие отрицательного коллектива обратное, Принцип действия положительного коллектива в схеме зрительной трубы иллюстрирует рис, 174. При отсутствии коллектива. диаметр окуляра .определялся бы ходом луча В'М,. И если луч, обозначенный двумя,стрелкамя, — главный, то выходной зрачок системы находился бы от окуляра на расстоянии зр,. Коллектив наклонил пучок лучей к ося так, что диаметр окуляра 2!3 ал Рас.
! 74. Леаствае поломаттльаого коллекткве Фз = 1/аз — 1!аз, из = а( — Д = а) — 1/Ф~ где (343) аз = аз + Гз = аз + 1/Фз. (344) Ряс. 175. Сзеыз лля опрелелеиия оптической силы коллективе 2!6 стал определяться лучом В'М и стал меньше, а положение выходного зрачка определяется удаленяем зр . Коллективная линза, установленная в задней фокальиой плоскости предшествующего компонента (например, объектива) или в передней фокальной плоскости последующего, не изменяет их фокусных расстояний и не влияет на ход осевого пучка лучей. Определим оптическую силу коллектива 2, помещенного в совмещенных фокальных плоскостях объектива 1 и окуляра 3 зрительной трубы (рис.
175), для которых известны фокусное расстояние объектива 11 и удаление входного зрачка ап,, фокусное расстояние окуляра Д и удаление выходного зрачка а~ .. Оптическая сила Ф, коллектива однозначно определяется, если известны отрезки аз и аз, по формуле Рке. !76. Влнкнне коллектнеа на полвкекне еиколного зоечка В свою очередь, аз и аз связаны соответственно с аз ар, и аз=ав;: а! = ав((1+ авФз); аз = авЯ! — ав;Фз). (345) Подставляя яосаедовательно формулы (345) сначала в (343) и (344), а затем в (342), получаем: Ф = Ф1(1+авФз)+бч1 — ав;Фз).
Коллективная линза влияет на качество, изображения внеосевых точек и на расяределенне освещенности по полю изображения. Установим связь между положениями выходного зрачка в зрительной трубе (рис. 176) без коллектива (зв ) и с коллективом зв . Ход главного луча в системе без коллектива показан штриховой линней, Из рассмотрения рис. !76, где Нз, Нз — главные плоскости установленного коллектива с фокусным расстоянием 7з, следует, что зв =зв.— ЛЬ!1нго', (346) где ЛЛ вЂ” изменение высоты главного луча в главных плоскостях окуляра, вызванное коллективом; е' — половина углового поля в пространстве изображений; 1я в' = Ьм5, где Ь, — высота главного луча в главных плоскостях коллектива. На основании формулы (52) находим Ь, = (1н оз — 1н оз)/Фз.
Кроме того, из рнс. 176 следует, что ЛЬ = Гз (1н оз — 1н оз). Подставляя в формулу (346) отношение ЛЬ(15 м', получаем: з~ =зв; — 6!!'з 'где зв = зв + гев, лев — отрезок, определяющий положение выходйого зрачка относительно заднего фокуса гз окуляра в системе без коллектива, которое в соответствии с формулой продольного увеличения равно: а~в = гар/Гг з(взв = ав + !1). Окончательно находим: зв =.
зв +(ав+)(уз' — (з ~Б. (347) ззт При заданных положениях выходного н входного зрачков, выбранных фокусных расстояниях объектива н окуляра зрительной трубы по формуле (347) можно определить необходимое фокусное расстояние коллектива, 76. Расчет зрительной трубы Кеплера Габарнтный расчет оптической схемы зрительной трубы выполняют после обоснованного выбора схемы (тнпа) системы. В результате выполнения габаритного расчета должны быть определены все продольные и поперечные размеры отдельных компонентов оптической схемы н нх характеристики. Из технического задання на проектирование зрительной трубы находят ее основные характеристики (вндимое увеличение Г, угловое поле 2а, днаметр выходного зрачка 77'), также должны быть известны такие величины, как длина системы Е, угловой предел разрешения ф, положение выходного зя илн входного аг зрачков, коэффициент виньетнровання й„.
На первом этапе расчета будем полагать объектив и окуляр тонкими. Вычислим фокусные расстояния объектива н окуляра, !. Совместное решение уравнений (333) н Ь = Д + 5 дает 7;=Г,и(Г,— )); Д=и() — Г,). 2. Зная диаметр выходного зрачка н видимое увеличение Г„определим диаметр входного зрачка зрительной трубы, который также будет входным зрачком объектива.
По формуле (336) имеем В = 77Т,. Таким образом, основные характеристики объектива 71; (7®; 2м найдены. 3. Как известно (см. п. 73), окуляры телескопических систем представляют собой достаточно сложные оптические системы. В настоящее время существуют обширные каталоги на окуляры, поэтому на практике оказывается целесообразнее окуляр выбирать, а не рассчитывать. Прн выборе окуляр должен иметь требуемое (или заданное) фокусное расстояние, угловое поле.
Очень важным прн выборе окуляра является вопрос о согласовании удаления выходного зрачка зрительной трубы. Это обусловлено тем, что прн расчете окуляра в обратном ходе лучей наклонные пучки проходят через входной зрачок окуляра, удаленный на вполне определенное расстояние зг,„, для которого вычислены н аберрации этого пучка, а объектив рассчитывают (нли выбирают) таким образом, чтобы компенсировать аберрации окуляра. Необходимым условием успешной компенсацнн является согласование положения зрачков, т. е.
надо, чтобы зя = зя,„, а это значит, что выходной зрачок зрительной трубы должен быть удален на определенное, а не произвольное расстояние. ма Рнс. !Гт, Растетнан олена арнтеаьнаа труси Кеплера Из рис. 177 следует, что точки Р и Р, Р~ и г; являются оптически сопряженными, поэтому величины гр и хр можно связать продольным увеличением и, которое в соответствии с формулой (337) обратно пропорционально квадрату видимого увеличения: хр = хРГт. (348) Из условия согласования окуляра н объектива известны величины яр н я,'., следовательно, ок яр =яр — яр, . (349) Используя формулы (348), (349) и равенство ар хр — ~(, получаем: а~ = (яр — яр'ок)1* — ~ь (350) Зрительная труба может иметь сферическую аберрацию главного луча, так называемую сферическую аберрацию в зрачках Лгр. С учетом этой аберрации формула (350) примет вид: ар — — (яр — яр,„— Лир) Г; — )(. 4.
Вычислим угловое поле окуляра, которое равно угловому полю зрительной трубы в пространстве изображений. Из формулы (334) наидсм 1я м' = Г, 1и ы. Таким образом, известны основные характеристики окуляра 7~ и 2м', которые позволяют выбрать (если не задан) тип окуляра, и такие величины, как я„,„, я,'., Еа, Оа„, Ва., где Рак. Оак— рок диаметры коллективной и глазной линз, допустимые каталогом. 5.
Диаметр полевой диафрагмы обеспечивает заданное зна. пение углового поля. В соответствии с формулой (338) 0пд = = — 2); 18 м. б. Диаметр О, объектива можно определить ходом либо осевого, либо наклонного крайнего луча, т. е. 7!) — - 2тп, + 2ар 18 то, (35! ] з!з и если О, с. О, то диаметр объектива следует принять равным диаметру входного зрачка: О, О. Поперечный меридиоиальный размер 2ш, наклонного пучка лучей связан, как известно, с диаметром входного зрачка, козффнциентом виньетирования: й„ 2т,(Р, откуда 2щ, й Р. Заданное виньетирование обеспечивается тем, что диаметр О, или О, окуляра вычисляют на основе величии 2ш» нлн 2яг', отмеченных на рис.
177. В етом случае обеспечивается чсрезанне» одной части наклонного пучка. Для асрезания» второй части (в данном случае верхней во входном зрачке) устанавливают виньеткрующую диафрагму, например, между полевой диафрагмой и объективом (на рнс. 177 показана штриховой линией и обозначена ВО). ?. Диаметр О, коллективной линзы окуляра определяется ходом наклонного пучка лучей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
