Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики (1070649), страница 61
Текст из файла (страница 61)
У крупнейших рефлекторна г помощью второго зеркала легко получить очень большие фокусные расстояния, значительно превышающие фокусные расстояния наибольших рефракторов. В сас1пгне Кйдя свет отражается от третьего гплоского) зеркала вдоль оси вращения инструмента, что позволяет направить све1 в неподзпж1ый спектрограф. 01но из сущешненньж преимуществ зеркального телескопа — полное отсутствие хроматической аберрации. Поскольку кривизна зеркальной поверхности может быль значительно меньше, чем у линз объектива, можно строить зеркальные телескопы с фокяльным огно1пеннем иного меньшим, чем у рефрзкторов, что в свою очередь обеспечивает более яркое изображение И ПРИВОД1П Ь бОЛЬШЕй КОМПаКтПОСти оптичеекон СистемЫ, Кроме того, зеркало можно сделать больше линзы, гак как оптические неоднородности в толще стекла для зеркала не кмекг зпаченн».
Основными недостатками астрономических рефлекторов явлнются чувствительность зеркальной поверхности в самой трубы телескопа к нзмевениях1 температуры, малость углового поля 1рсния и трудность осуществления достаточно жесткой мехацяческой конструкции. Последнее обстояге.11ктво с.1ужило ~1рн. чиной наибольших затруднений, возникавших у конструкторов телескопа Х але. Успешное применение зеркального телескопа с фотографической рсгист. рацией вызвало стремление унелнчить псле зрения телескопа. Один из методов, пригодных для увеличения полезного поля, заключается в тоы, что непосредст.
венпо перел фотопластннко11 устанавливается полевая лвнза, рассчитанная так, чтобы вносимая ей анеосевая кома, колгпенсяровала кому главного зеркала. Таким путем с зеркалом диаметром 80 см достигается поле зрения порядка 1,б' П8]. Значительное увеличение углового поля можно получить прп фотографнро. Ю а 'Э! яя Гяяр~няяям .дяяячлм Рнс. 6,Ю.
Камера Шмидта. Ряс. 6.2П Геченяе корряктдртча. н шнд ьдьстддок 01мнд~а. ванин с помощью болыпой зеркальной системы, предложенное в 1930 г. Шмидтом и упомшщвшейся в 9 4. 10 119, 200 Параболическое зеркало даст рй зупрсчнос изображение в осевых лучах и плохое изображение ня-за комы на неболыпих [щсстояниях от осп. Сдрерическое зеркало с апертурной диафрагмой в центре кривизны С даст однородные изображения с сильной сферичсской аберрацией па широкой тоже сферической поверхности с тем же центром кри. видны.
Шмидт поместил в плоскости апертурнон диафрагмы тонкую почти пло. скопараллельную пластинку. Одна ее сторона была плоской, другая имела 235 6 6А) аирклльнмй тилипкоп т. е, лют н', 4( +ее(<+ с тогда как для параболического зеркала того же параксиального радиуса (<с =- 2Г) имеем г<г< =— „< 4! ' Пос)<ольку пучок параллельных лучей, идущих в напрзийении оптической оси, при отражении от параболического зеркала остается стигматичсским, в зоне радиуса й величина предварителы<ой коррекиин, которую нужно внести н волновые фронты, падающие на сферическое зеркало, приблизительно равна 2 (зо< з<г<) Р' 32<< ' Рис.
3.22 Г<уери«еское зеркала. й(ы пренебрегли здесь членами с у в шестой и более высоких степенях ")„ Пройдя корректирующую пластинку, лучи останутся почти параллвчьнь<ми, так что практически не важно, изменяется ли у на зеркале или на пластинке. Стечовательно, если л — показатель нрел<гкления пластинки, то ее голщинз Т(у) в зоне радиуса р должна превышать ее толщину на оси Т(О) из величину (и — 1) ! Т (р) — Т (О)) = 2 (зм' — а<г<), т. е и< Т(р) — Т(0) =.— 32(„НМ.
(1) Сечение такой корректирующей пластинки показано нз рис. 6.21, и, Необходимое отклонение от сферичности очень невелико. Длн примера рассмотрим камеру Шл<ид<'а Д3,6 с апертурным диаметром каррсктнрую<цей пластинки 2у<== 40 гм н, следовательно, фокусным расс<ояннеы Г" = 140 см. При и — 1,5 максимальнан асферичпость ЕТ<д) — Т(0))„„„, атласно (!), равна 32 (л — !1 1" =- 0,0036 слс Дальнейшего улучшении можнолобиться сравнением сферического зеркала с несколько иным «сравнительным парзболоидомж Если Т вЂ” фокуснос расстояние параболщг<к, то г"и = <Г«4)', и вместо (1) для поверхности пластинки получим и<-- А и< Т(р) Т(0) 32! Н)к < (2» *) Можно заказать, его зто ирибхижееие лопуещмо, если фоиельиое отиыиеиие хлз камеры Шмихта ие меиьме чем прзилизительво 1(3.
сложный профиль (рис. 6.20, 6.21). Такая пластинка называется коррск<пиру<он(сй, в ее назвачепие заключается в прсдиарптсльной коррекнни входящего в снег<му плоского волнового фронта с полью полной ко<щенсацни сферической аберрации, вноси<юй сферическим зеркалом. Нетрудно вывести уравнение лля асферической поверхности корректирующей плзстннкн лик<еды Шкив)<пп.
Для этого сравним уравнение сферического, и параболического зеркал. Уравнение сферического зеркала радиуса )4 .=. 2г" имеет вид (рис. 6.22) .и'3 (г<" — 2«)<+у< = (2)<)<, 236 [гл. 6 апп>ческие ЕРНИОРИ, РОРмиРу!Ошит изОБРАжение где А =-16!' [1 — Т/. з' ) С корректирующей пластинкой [2) лучи, паралле.чьные оси, сойдутся после прохождения системы в точке, находящейся на расстоянии )1 от осевой точки зеркала. Зту добавочн)ю степень свободь> !выбор величины 1') можно использовать для уменьшения хроматической аберрации, вносимой пластинкой Так как зт — — О, ОР когда у(2рв — А) =О, ССГИР ай хе яжижиис угэимя>»жяесяг исясжсглз инюяжя Р) рис.
И 23. Камера Шыкчтэ — Кяссегревя Гв) в суиерявмсре Бекеря — Шмиетв га) изоорюю еий, полу >енных на сферической поверхности, концентрической главному зеркалу, превосходно *). Зто относится также и к камере Шмидт» с малым фок» чьньп> опюшснпеи, рабатаюпчей по полю, во много раз превышающему волн. Иа ~учающнеси с обычньсян системами.
Рассматривались и бочее сложпыс системы, использующие принцнч камеры Шмидта '), а некоторые пз них были да>ко построены Нэибачес интересны гп>я рп Шяидшп — йшссгрсно, в которой испальз)ются два черкала !сферич сине илн несфсри вские) совисстпс с корректирующей ~>г>зсчгнп.ои (рис. Ь 23, с), и сряиркижсрп Бгяерс — Г)1»>иди>с>, состоящая из сферического зеркала, двух менисков и корректирующей пластинки !рис. 6,23, б).
К достоинствам ш>рпой следует отнести пяш кс>е поле нзобраь спип, более у,побпос, чси з камере !!!Ии ггз, а также то, что ее общая длина исяги>~е, чем у камеры Шмпдтч с тем ее фок) оным расстоянием. Суперкамера Ьс вера — Шмидта может раба. тать с прс гелена малымп факзльнымя отношениями, *) Это ее*мстя связввс с теч, вю врвеизяв поля, вяк чс>ввв всяззвть, является езиясч. венной чеове вся еаерраевеи !2)) Аперревнн яятсга порядка в камере Шмвят» вссяея~ ввявсв К»г».е» св !>3! в Лвнфутсч !2'! ' ') Ог > Р ыы>А свсг.в сч, в [2А — 2и) Белее пслисе спасение сУвеРвамеРм БекеР» — шмия. та см. 127! то луч, параллельный аси н отстоящий ог псе па расстоянии и.=-! Л12, не очклонистся ш>астппкой.
Зона радиуса у = )с А12 иачыиаегсн нсйтрпиьноб зоной. Лли тога чтобы .ромсппческаи аберрация стала минимальной, нейтральная зона должна доходить почти до края пластинки, как зто показано на рис. 6.2!. б Точнес, можно показать. ччо диаметр кружка смешанных цветов будет наименьшем, если радиус нейтральной зоны составляет приблизительно 0,87 радиуса пластинки. Зто соответсгвусг выбору А =-'),усе [21, 22). Конечно, корректирующая пластинка отклоняет проходигцие через иее косые пучки иначе, чем пучки, падающие нз нес нормально; поэтому такая система не сиобаднэ аг вне<хе>зы, аберрашш. Следует подчеркнуть, что качество О>сяя>сися иемдиисяж э 6.61 иикиоскоп 6 6.6. Осветители Назначение осветителей — собрать как можно больше света от искусственного источника п направить его с допустимым углом расхождении ао входной шачок оптическое системы.
Источпвки света имеют конечные размеры, и поэтому конструкпия осветительного прибора а такой же степени зависит от прирвттлы источника, как и от назначении требуемого освещения. На рпс. 6.24 по- ~ азан входной зрачок оптическои системы, которая требует освещения по всем д) Рис Ь.ээ.
Кооиеисоры. Рис. 6.24. К работе осиетителлиого прибора. направлениям, образующим с осью углы, не превышающие значения Ш, Дпалмтр зрачка равен г. Пусть а — диаметр источпнка, ко~орый мы счл тасм кругльш, Для болыпей эффективности осветнтелыюй системы она должна давать увеличение г(т(, а ее апертура должна быть видна из центра входного зрачка поэ телесным углом 2ч. Рабочее ригсчояние п~ доспкпо превышать некоторуто заданную вели тину.
Из рассмотреш я рис. 6.24 следует, что чем меньше и', тем больше угол охоааю 26 и, следовательно, потери света лшлы. Волыпие угш» освещении (болылюс э) часто позволяют уменьшим отношение ад», по ведет к более эффектнвному ьюпользованпю больших источников. Таким образом очеиядно, что и каждом частное: сл) чае существуют ограничения па велвчину источника, который еще можно удовлетворительно пспольюнагеч и эти ограяичт ни и становятся мепсс строгимн при бо. ~ ыпчх лоп) от имых углах освещения. В фотоувсли штеле (т(им 20") болыппе источники (цитированные лампы или трубки с холодным клодом) часто обеспечивают хорошее освещение. Длп кинопроектора (Члж 5'), от которого требуется максимальная огкещенппсттэ пригодна нить электролампы. Если размеры прожектора, который должен обеспечить большой поток а угте 1 — 2", не чрезмерно велики, то в нем лтогут применяться только очень яркис источники малых размеров.
Очень часто освети~ель может быть сконструирован просто пз подходящего источника и кондснсорной линзы. Для тспешного использоваяия лтзлых источников эти линза должна быть по возможности свободна от аберраций. Каждьш коиденсор чолспо заменить ефокальяой сферой», соотвстствутоплей источнику мь1шмальпого размера, с которым еще люжно эффективно работать. Конденсор ит твух плоско-выпуклых линч (рпс. 6 25, а) дает обычно вполне удовлетворительные результаты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
