Астрономическая оптика - Мaксутов Д.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Для устранения указанных двух недостатков конструктор вынужден идти на компромисс и отступать от условия (487), беря Д</т~/и. Но при этом оказывается невыполненным и условие (484), в силу чего такой окуляр Рамсдена страдает хроматизмом увеличения: меньшим, чем однолинзовый окуляр, но все же значительным.
В окуляре Рамсдена компромиссной конструкции обычно принимают для Д//^ значения, заключенные между 2/3 и 3/4; при этом, как правило, fl=f1V а линзы окуляра плоско-выпуклые и повернуты выпуклыми поверхностями друг к другу. Формулы (481) и (212) позволяют вычислить фокусное расстояние и положение окулярного кружка для любых конструкций окуляра Рамсдена.
Приведем конструктивные элементы одного из окуляров Рамсдена, рассчитанного в ГОИ:
382
7?, = со
ц | Л3 = +6.97, 1 Д4=оо,
<*1==1.42 (К8), Д = 8.79, гі2 = 0.93 (К8),
0=10.0, 5:
/х
2.55. 5'^Ро = 2.87,
п
13.5.
(488)
Если сравнить окуляр Рамсдена с окуляром Гюйгенса, то в первом хроматизм положения уменьшен более чем в 11/2 раза, сферическая аберрация уменьшена почти в 4 раза, кривизна поля близка к нулю. С другой стороны, астигматизм возрос приблизительно в 4 раза (при одинаковых полях 2р=40°), а повышенный хроматизм увеличения дает себя чувствовать при больших размерах поля. Дисторсия обоих окуляров приблизительно одинаковая как по величине, так и по знаку. Рабочее расстояние в окуляре Рамсдена очень мало, даже при компромиссной его конструкции.
Окуляр Рамсдена, как и все последующие окуляры, которые здесь будут рассмотрены, имеет то преимущество перед окуляром Гюйгенса, что его передний фокус лежит перед первой линзой, где можно расположить крест нитей, сетку или нити микрометра и пользоваться ими для измерительных целей. В окуляре Гюйгенса пришлось бы расположить нити микрометра между первой и второй линзами, но в таком случае аберрации первой линзы и прежде всего ее дисторсия внесли бы в измерения значительные ошибки, не поддающиеся строгому учету.
Сравнение двух простейших конструкций окуляров (Гюйгенса и Рамсдена) позволяет читателю решить вопрос о рациональном выборе конструкции в отдельных случаях.
Г) Окуляр Кельнера. Если в окуляре Рамсдена усложнить конструкцию и заменить одиночную глазную линзу двойной склеенной, то в таком окуляре, называемом окуляром Кельнера, заметно уменьшится хроматизм увеличения и хроматизм положения, несколько уменьшатся сферическая аберрация и астигматизм и очень мало уменьшится дисторсия.
Для окуляра Кельнера (рис. 182) можно привести следующие конструктивные элементы из расчетов ГОИ:
I / 1 ' <*, = 2.12 (К8),
1 Я2 = _9.772,
<?2 = 6.75 (воздух).
| 7?3 = +9.296, II ] і?4== -5.284,
-23.904,
<і3 = 2.64 (ТК2), <*4 = 0.68 (Ф2),
0=10.0, » = 3.02, $'^р0 = 4.51.
25<
(489)
383
В окуляре Кельнера рабочее расстояние больше, чем в окулярах Гюйгенса и тем более Рамсдена, но все же оно еще слишком мало для сильных окуляров.
Д) Симметричный окуляр. При достаточной простоте конструкции этот окуляр обладает достаточно большим
-~і3.02\~- 12.19-¦4*4.5*-Л
Рис. 182.
рабочим расстоянием и удовлетворительно исправленной сферической аберрацией. Как и окуляр Кельнера, он может быть осуществлен с плоским полем при астигматизме того же порядка, что и в окуляре Кельнера. Можно за счет увеличения астигматизма рассчитать такой симметричный окуляр, в котором дистор-
Рис. 183.
сия будет столь же мала, что и в «ортоскопическом» окуляре, а потому вместо более сложного по конструкции ортоскопического окуляра есть смысл пользоваться окуляром симметричным, обладающим к тому же меньшей сферической аберрацией.
Для симметричного окуляра (рис. 183) можно рекомендовать следующую конструкцию из расчетов ГОИ: ( Д1== 4-30.028,
¦і
9.196, 12.036,
Д4= +12.036, Д5=^ — 9,196, #6 = —30.028,
= 0.664 (Ф2), «*а = 2.664 (К8), й3 = 0.168 (воздух) (*4=: 2.664 (К8), <*5=*0.664 (Ф2).
10,0, *=т7,684 ,5'^рп = 7,68.
(490)
384
Рабочее расстояние в симметричном окуляре составляет около 77% фокусного расстояния окуляра, а потому наблюдение не затруднено даже при малых значениях ф, т. е. при сильных окулярах.
Е) Окуляр с вынесенным зрачком. При особо сильных окулярах с фокусным расстоянием от ~7 до ~3.5 мм рабочее расстояние симметричного окуляра оказывается недостаточным для удобного наблюдения, а потому разработаны различные конструкции окуляров с сильно вынесенным окулярным кружком, позволяющие при малом ф иметь значительное
Ро-
Оказывается, что можно осуществить весьма простую конструкцию такого окуляра, обладающего при этом почти идеаль-
Рис. 184.
ным исправлением сферической аберрации, малым хроматизмом, малым астигматизмом, почти плоским полем, но, к сожалению, значительной дисторсией, не представляющей, впрочем, особых неприятностей для астрономических наблюдений.
На рис. 184 изображен такой окуляр расчета ГОИ, конструктивные элементы которого приводятся ниже:
[ Л, = —18.544, Я2^+ 9.104, 7.452,
Д4 = +24.224,
л,
¦10.192,
с*! = 3.08 (ТФ4), <22 = 2.92 (К8), с^з^О.ЗО (воздух)
<*4=1.84 (К8),
(491)
