А.Н. Матвеев - Оптика (1120557), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Вхолным зрачком называетси изображение апертурной диафрагмы, осуществляемое тобу частью оптической системы, которая находится перед ней ~В|В» на рис. 88). Если апертурная диафрагма расположена перед первой линзой или образована оправой первой линзы, то входной зрачок совпадает с апертурной шуафраг мой, Выходным зрачком называется изображение апертурной лиафрагмы, осуществляемое той частью оптической системы, и,' ьг ш К онрелеленаы внертурноя лнафры кы окопного в вывааного ~расков хэ Глав как овтвоеекан светав|а которая находится после.
диафрагмы (Е,Ет на рис. 88). Можно таюхе сказать. что выходной зрачок есть изображение вхолного зрачка, осуществляемое всей системой. Если апертурная диафрагма расположена за системой или образована оправой последней линзы, то выходной зрачок совпадает с апертурной диафрагмой. Лучи от точек предмета, лежащие вне оси, прошедшие через входюй зрачок, могут частично или даже полностью задерживаться на их пути различными частями оптической системы. Вследствие этого изображение соответствующих точек ослаб- лево или полностью отштствует.
Полем зрения называется наибольшая область П( Пт в плоскости предмета, точки которой отображаются оптической системой без заметного ослабления. Поле зрения ограиичиваетсл диафрагмой поля зрения. Для нахождения диафрагмы поля зрения строится изображение каждой из диафрагм системы, осуществляемое частью оптической системы перед диафрагмой. То нз.изображений диафрапи. которое из центра входного зрачка видууо под наибольп)жи углом (углом зрения). называется диафрагмой поля зрения. Аналогично относительно выходного зрачка определяются диафрагма ноля зрения со стороны изображения и угол изображения. Глаз как оптическая система.
В оптическом отношении глаз является оптической системой с переменным фокусным расстоянием (рис. 89). Оптическая система состоит из совокупности преломляюших сред, включающих в себя водянистую влагу А, хрусталик Е и стекловидное тело В. Изменение фокусного расстояния системы осуществляется за 'счет мышечного усилия, изменяющего кривизну поверхности хрусталика. Изображение предметов фокусируется на заднюю стенку глаза (сетчатку), где световая энергия воспринимается чувствительными элементами нервной системы человека Переданная в мозг информация о распределении светового потока возникает:в сознании чело- нека в виде изображения предмета Более подробно останавливаться на физиологических аспектах зрения здесь не представ, ляется целесообразным. Фокусировка глаза на предмет называется аккомодацией. Наиболее удалеушая и самая близкая точки, на которые может .г 99 Макреекеа быть аккомодирован глаз, называются лальней и ближней точками аккомодапии глаза.' При нормальном зрении дальняя точка лежит иа бесконечности, а блюкняя — на расстоянии 1Π— 20 см.
С возрастом диапазон аккомодапии сужается. АпеРтуРная диафрагма осуществляется радужной оболочкой. Входным зрачком является изображение зрачка в передней' оптической часа глаза, т. е в камере с водянистой влагой. Входной зратюк практически совпадает с реаяьным зрачком. Глаз как оптическая система представляется в виде гриасденного глаза, построенного из олиородиото прсломллитща« вещества и имеющего следующие данные. Оптическая сила. литр Длина глаза, ым Ралиус криаиэны, мы: сетчатки преломлявшей поверхности 11оказатель преломления среды 9.7 5,6 1,33 91 Зрительны таубе 125.1) Фотоаппарат.
Оптической системой фотоаппарата является объектив, обеспечивающий фокусировку изображения объекта на фотопластинку. Лупа, Простейшая оптическая система с небольшим фокусным расстояниаи (1 см или иесколыю больше), состоит из одной или нескольких линз. Лупа располагается между глазом и предметом Мнимое изображение образуется либо нв расстоянии наилучшего зрения глаза 1около 25 см), либо на бесконечности. В обоих случаях увеличение практически одно и то же и равно РК где  — расстояние наилучшего зрения, г — фокусное расстояние линзы. Микроскоп 1рис 90) используется для получения больших увеличений изображений близко расположенных предметов. Действтттельное изображение А'В' предмета АВ, полученное с помоплю объектива С, дает в окуляре т.т мнимое изображение А "В".
Если фокусные расстояния объектива и окулярами; и /', а И вЂ” расстояние между фокусами, то увеличение микроскопа , М= 2УИУ0т1т). Для получения достаточной яркостп изображения и увеличения разрапающей способности микроскопа (см. 9 36) необходимо пользоваться широкими пурхами. Прн этом для ликвидации сферической аберрации употребляются иммерсионные объективы (см 9 24).
Зрательвав труба (рис 91) используется для получения больших увеличений изображенвй отдаленных предметов. Действительное июбражение предмета в дпиннофокусном объекгяве А, рассматривается через окуляр как лупу. Увеличение системы м =Ы!1. (25.2) гле Д и Ут — фокусные расстояния объектива и окуляра. Зрительные трубьь используемые для наблюдения астрономических объектов, называются телескопами.
Для них задний фокус объектива может считаться совмещенным с перелним фокусом окуляра (рис 92), в результате чего формулу (25.2) можно представить в виде 9З Хол лучей е телескоае лт'=Д(гг = Д~/Вг, (25.3) гле В~ и Ка — радиусы обьектива и окуляра. Наблюдение с помощью зрительной трубы ведется ~лазом. Поэтому для наиболее полного использования светового потока, поступающего в телескоп, необходимо, чтобы выходной зрачок телескопа был равен и,аи меньше зрачка глаза, размеры которого при ночных наблюдениях 6 — 3 мм, а при дневных— 2 3 карс Если ныходной зрачок больше зрачка глаза, то часть светового потока теряется на радужной оболочке и не участвует в формированпи изобрвкения в глазе. Поэтому для эффективного использования поверхности объектива необхолимо окуляр подбирать так, чтобы выходной зрачок имел нужные размеры, при этом увеличение трубы оказывается фиксированным.
Брать большой объектив при слншкоМ малом увеличении нецелесообразно. При там же самом диаметре объектива ночью целесообраэно пользоваться меньшим увеличением, чем днем,, Следовательно, если залан диаметр объектива, то целесоббраз-' ное увеличение оказывается заключенным в довольно узких пределах.. Для многих целей необхолимо обеспечить у зрительной трубы большой угол зренйя (например, у биноклей). Чтобы обеспечить высокое качество изображения, необходимо устранить астигматизм наклонных пучков, кривизну поля и хроматизм. Поэтому окуляры обычно выполняют в виде сложных систем, состоящих из нескольких линз.
Получение максимального увеличения при фиксированном размере выходного зрачка достигается увеличением диаметра объектива. Кроме того, увеличение диаметра объектива позво.Шет повысить способность трубы различать слабосветящиеся объективы. Поэтому стремятся всемерно увеличить диаметр телескопов Изготовление телескопов с линзовыми объективами большого диаметра очень трудно технически.
Легче изго- 93 Стека крсстеймесо телескокас рефлектора 94 Сассекс Шмклта (а) к мсааскеаае --. . Д Д. Л(аксттоаа (й9 чэ Схема яроеяяяюавоге уетреяегаь товить вогнутое зеркало большого диаметра с заданной'кривизной поверхности. Поэтому наиболее большие телескопы являются не рефракторами, а рефлекторами (рис 93). Рефлекторы свободны от хроматической аберрации, но прн .
сферической форме зеркала обладают значительной сферической аберрацией Для устранения сферической аберрации пользуются различными методами Можно перейти к несферическим зеркалам, в частности к зеркалам с поверхностью параболоида вращения. Комбинация двух несферических з4ркал позволяет добиться очень хороших результатов. Можно использовать смешанные системы, в которых линзовая оптика комбинируется с зеркальной. Наиболее давно известной системой такого рода является камера Шмидта. На пути лучей к сферическому зеркалу Я (рис. 94, а) помешаетсякорректирующая пластинка К, которая так корректирует фазу проходящего луча, что в значительной степени устраняются сферическая аберрация н кома Очень совершенной системой такого рода является м4нисковая система Максуч она (рис.
94, 6). Менисковая система Д. Д. Максутова показанная на рис. 94, б, включает в себя лишь сферическое зеркало и мениск, ограниченные сферическими поверхностями. Это очень сильно упрощает расчет и изготовление системы, гго весьма существенно при ее практической реализации. В то же время зта система весьма эффективна по своим оптическим параметрам. Проекционные устройства предназначаются для получения действительных увеличенных изображений на экране (диакинопроекторы и т. д.). Проецируемый светящийся (или освещаемый) предмет помещают около главной фокальной плоскости проекционного объектива, который может перемешаться для резкой наводки (рис. 95). Освещение объекта обычно осуществляется с помощью короткофокусного коцпенсора большого размера с короткофокусным расстоянием, чтобы пропустить через проецируемый объект значительный световой поток, Световой поток от конденсора сходится на входном зрачке проекционноГо объектива.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
