1612045808-897604033167dc1177d2605a042c8fec (533738), страница 84

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 84)

огрвнмчемне световых д оптических инструментах обычно нучпев в ептнчеаеж длтребуется получать изображение некоторого предмета на какой-либо поверхности, чаще всего на плоскостн, перпендикулярной оптнче';;::.'':; ской осн (напрнмер, на фотопластинке в фотоаппарате). Предмет ~~,„же в большинстве случаев бывает пространственным, а не плоским. ф;::. Однако даже ндеальная оптическая система (центрнрованная :.;г.'-." снстема в паракснальном прнблнженнн) дает на некоторой плоско. ":: стн Р' резкое изображение лишь тех точек предмета, которые лежат "„в сопряженной с ней плоскости Р (точка А на рнс.7.16).

Положе34У л 7 17 Апертурная диафрагма (Р), входной ((й) и вы ходной (7)х) зрачки иие этой плоскости уста- Р павки (или плоскости иа! Р водки) определяется фор- 1 мулой (7.25). Когда точка 1 предмета ие лежит в пло- 1 скости установки, ее изо- 1 Ф' бражеиие получается в ь виде кружка рассеяная. Размер кружка, соответ- 7. 16 ствующего изображению К зависимости глубины резкости от ограничения точки В в плоскости Р', как видно из рис. 7.16, зависит от смешения В из плоскости установки Р Рг (или от смешения В' из со- 1' ! пряжеииой с Р плоскости Р ! Р'), а также от угловой ! ширины реального пучка лучей, формирующих изображеиие.

Эта ширина оцуп ределяется ограничиваю! шей пучок диафрагмой В ! ! или краями линзы. Ниже мы увидим, что ограиичеиие реальных световых пучков в оптических системах играет доминирующую роль во всех вопросах, касающихся отображения. Для получения удовлетворительного изображения размер кружка рассеяиия ие должен превышать определенного предела. Этим объясняется существование некоторой глубины пространства, резко отображаемого иа плоскости. Очевидно, что глубина резкости возрастает при уменьшении диаметра диафрагмы. Ограничение пучков в оптических системах в общем случае осу- ществляется по-разиому для лучей, исходящих из развых точек .предмета.

Диафрагма, которая ограничивает пучок лучей, формирующий изображение расположенной иа оси системы точки предмета, называется апертурной или действующей. Ее роль может выполиять оправа какой-либо лиизы или специальная диафрагма, расположенная либо между линзами, либо перед системой или после иее. Изображение апертурной диафрагмы (действительиое или мнимое). создаваемое иаходяшейся перед ией частью оптической системы, называется входным зрачком, а изображение, создаваемое расположеииыми за диафрагмой оптическими элементами, — выходным зрачком (рис. 7.!7).

Входным зрачком определяется апертура — угол раскрытия пучка лучей, идущего из точки предмета Р через систему. В телескопах и зрительных трубах (см. рис. 7.19) апертурной ;:.;;;:.диафрагмой обычно служит край объектива. Так как никаких линз .,':".перед иим иет, то ои будет одновременно и входным зрачком, а !:,'выходиым будет его изображение, создаваемое окуляром. П лосине изображения пространственно протяженных предметов всегда передают геометрн':.' цескую перспективу (опрелеленное соотношение между размерами изображений ,.;; предметов, лежащих иа различном удалении).

Например„на фотоснимке полу,. чается центральная проекция фотографируемых предметов с центром проекции ) в середине объектива, так как идущие через центр линзы лучи не отклоняются. Для получения правильного пространственного впечатления при рнссматрнваипн фото':„' снимка нужно, чтобы видимые глазом угловые размеры изображений предметов были такими же, как и при непосредственном наблюдения. Это условие выполняется, ',,:,. если рассматривать снимок одним глазом с такого расстояния, на какрм (от пла::.,', стинки) находился объектив при фотографировании. Для и-кратно увеличенных по ,!:,, ссмвиенню с негативом фотоснимков зто расстояние также следует увеличить в ,"- и раз.

В большой аудитории (кинозал) такое условие выполняется для немногих .г~ мест. При рассматривании с неправильного расстояния фотография создает про:;'ч., втранстаениое впечатление с искаженной перспективой: при слишком большом рас. .ф':птпяннн глубина снимка кажется увеличенной, а прн слишком малом — умеиьшен,,' Уивй. Искажение перспективы заметно н прн непосредственном наблюдении в зри"тельную трубу или бинокль: при сильном увеличеннн все предметы и расстояния Р 1Р' ! 1 — — = 7 16 Влияние положения апертурной диафрагмы )7 на характер перспективы: а — нормальная перспектнаа; б — телецецтрнческая пер- спектива; а — гнперцентраческая кажутся укороченными в глубину.-Еще большее впечатление производит обратный опыт: если смотреть в бинокль, направив на предмет не объектив, а окуляр, то протиженность предмета в глубину кажется сильно преувеличенной.

Ограничение световых пучков оказывает, решающее влияние не толька на глубину пространства. резко изображаемого на плосиости, но и на характер передаваемой этим изображением перспективы. В общем случае перспектива оаределпется положением входного зрачка системы, ибо именно он служит центром проекции предмета на плоскость наводки. Проиллюстрируем зто следующим примером. Пусть с помощью тапкой линзы на плоском экране создается изображение одинаковых предметов А и В (рис. 7.18), находящихся на разных расстояниях. Если апертурная диафрагма В расположена рядом с линзой (рис. 7.18, а), ее изображение будет практичесии в там же месте, т. е. диафрагма служит одновременно и входным зрачком.

Осевые лучи всех пучков, формирующих изображения предметов А и В, пересекаются в центре входного зрачка. На плоскости экрана изображение близкого предмета А крупнее, чем изображение такого же, но более удаленнога предмета В (нормальная перспектива). Когда апертурная диафрагма 0 расположена вблизи фокальной точки линзы (рнс. 7.18, б). изображение диафрагмы в пространстве предметов удалено в бесконечность: через центр диафрагмы пройдут те лучи, которые до линзы шли параллельно оптической осн. Главные лучи (через центр диафрагмы) действующих световых пучков. формирующих изображения предметов А и В, перед линзой направлены параллелыю оптической аси.

Поэтому иа экране изображения предметов А н В, лежащих на разных расстояниях, имеют одинаковые размеры (телецентрическая перспектива). Изменение расстояния до предмета влияет в этом случае только на резкость изображения, но ие на ега размеры. Такая перспектива применяется в измерительных микроскопах. Еще необычнее случай, когда апертурная диафрагма В расположена за факусом (рис. 7.18.

в). Ее изображение В' (входной зрачок, служащий центром проекции) лежит перед предметом. Изображение на экране близкого предмета А имеет меньший размер, чем изображение такого же удаленного предмета В. Перспектива получается обращенной (гиперцентрической). От апертурной диафрагмы зависит не талька глубина резкости н характер передаваемой перспективы, но и энергия света, проходящего через систему, т. е. фотометрическне характеристика изображения (см. 5 7.5). К роме апертурной диафрагмы, ограничивающей действующие пучки света от лежащих на оптической оси точек предмета, в оптической системе существует диафрагма поля зрения.

Поясним ее роль следующей аналогией: при наблюдении невооруженным глазом через окно поле зрения ограничено рамой окна; Диафрагма поля зрения определяет ту часть поверхности протяженного предмета, которая отображается прибором. Рассмотрим этот вопрос на примере астрономической зрительной трубы (телескопа-рефрактора)'. Обычно задняя фокальная плоскость объектива, где образуется действительное изображение удаленных предметоя, совпадает с передней фокальной плоскостью окуляра, так что падающий на объектив параллельный пучок лучей идет из окуляра также параллельным (рис. ?.!9, а). Апертурной диафрагмой и входным зрачком служит оправа объектива, выходным зрачком — ее изображение, создаваемое окуляром.

Наклонные пучки лучей, идущие от не лежащих на оптической осн точек предмета, частично или полностью срезаются краями окуляра. Край окуляра в этом случае служит диафрагмой поля зрения. Его изображение, создаваемое объективом, расположено в пространстве предметов и называется входным окном (входным люком) системы (на рис. ?.19 он слева за пределами 7.18 Ограничение поля зрения и затенение изображения оправой окуляра (а) и применение полевой линзы (б) У ' (Фй :";„; Ч(ертежа). Угол 2ге, под которым входной люк виден из центра ч'::,,"Вьходного зрачка, называется углом поля зрения. л ( з-за ча И - стичного срезания диафрагмой поля зрения краями ля а) наклонных пучков лучей от внеосевых точек пр д е мета :.;„::,.вь)йпещенность видимого глазом изображения уд р ,"и;„,~)куляра наклони пленного п отяжен- '-„"'.((в предмета постепенно уменьшается к краям поля зрения -;;,"!;~а фф а ывается затенением или виньетированием.

. Винь- :-" фвкои э~ргрект наз ия не б ет, когда входной люк лежит в плоскости пред- ?: втирования не уд т, ьной т бы ст анить мета. В рассматриваемом примере зрительной тру у р внньетировпние и сделать границы поля зрения резкими можно, поместив див рагм аф агму в фокальной плоскости объектива вблизи промежуточного изображения. Но лучше в этой плоскости поместить дополнительную линзу (рнс. 7.!9, б), называемую коллективом или полевой линзой. Прн правильном выборе фокусного расстояния полевой линзы ее оправа служит диафрагмой поля зрения.

Характеристики

Список файлов книги