Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
при помощи ряда простых формул. Пусть заданы: эквивалентное фокусное
расстояние f' объектива, диаметр большого зеркала Du коэффициент
центрального экранирования г|, расстояние 6 от вершины большого зеркала
до эквивалентного фокуса F*. Диаметр D2 малого зеркала находим по формуле
= (IV. 63)
Расстояние d между вершинами большого и малого зеркал
определяются выражением
d = - б. (IV. 64)
Фокусное расстояние fi большого зеркала находится из формулы
/;=тт!г (IV-65)
Расстояние s2 от фокуса F' большого зеркала до вершины малого зеркала
% = (IV. 66)
а расстояние s2 от вершины малого зеркала до эквивалентного фокуса F"
объектива
S2 = r|f- (IV. 67)
Уравнение меридиональной кривой параболического зеркала
(начало координат - в его вершине)
У2 = 4 tlx. (IV. 68)
21 В. Н. Чурнловский 574
321
Полуось а эллипса в меридиональном сеченни малого зеркала (полуось лежит
на оптической оси),
Уравнение меридиональной кривой малого зеркала (начало координат - в его
вершине)
В объективе Грегори хорошо решается задача устранения паразитного света.
Окуляр телескопа с фокусным расстоянием f0K создает изображение малого
зеркала на расстоянии х' за задним фокусом окуляра. В этой плоскости Б
следует поставить бленду (диафрагму), диаметр DB которой равен диаметру
изображения малого зеркала, х' и DB находятся по формулам:
Телескопы Грегори были очень распространены в XVIII столетии. Когда в XX
в. конструкторы больших телескопов снова обратились к зеркальным
объективам, телескоп Грегори был незаслуженно позабыт.
В 1671 г. был построен объектив Ньютона (рис. IV. 14, г), состоящий нз
большого (параболического) зеркала и малого плоского зеркала,
наклоненного к оптической оси под углом в 45°. Это зеркало отклоняет ход
лучей на 90°, выводя его за пределы пучка лучен, падающего иа большое
зеркало. Здесь у точки F' возникает изображение далекого предмета,
которое и рассматривается через окуляр. Последний расположен, таким
образом, у верхнего края трубы телескопа, что не очень удобно в эксплуа-
(IV. 69)
Полуось Ь эллипса
(IV. 70)
(IV. 71)
Радиус кривизны в вершине большого зеркала г, = 2f[.
Радиус кривизны г2 в вершине малого зеркала
(IV, 72)
(IV. 73)
(IV. 74)
322
тации инструмента. Центральное экранирование, вызываемое малым зеркалом,
невелико. Его коэффициент г) определяется по формуле
.0-1-26 ...
Ц = 2р (IV. 75)
Здесь f' - фокусное расстояние параболического зеркала;
D - его свободный диаметр;
6 - удаление точки F' от ближнего края пучка лучей, падающего на большое
зеркало.
Паразитный свет в этом телескопе полностью отсутствует. Этн
обстоятельства способствовали распространению телескопа Ньютона в XVIII
в. В нашем столетии он не применяется.
Наибольшее практическое значение из всех конструкций зеркальных
астрономических объективов имеет объектив Кассег-рена (1672 г.). Поэтому
мы остановимся на нем несколько подробнее. Объектив Кассегрена состоит из
двух зеркал (рис. IV. 14). Большое зеркало - параболическое, как в
объективе Грегори, но малое зеркало - выпуклое н гиперболическое. Фокус
F' параболического зеркала мнимый, и для того, чтобы сделать фотоснимок у
фокуса F\ необходимо вынуть из телескопа малое зеркало. Это сопряжено с
неприятной потерей времени и с риском нарушения регулировки системы при
обратной установке малого зеркала. Таким образом, объектив Кассегрена
имеет существенней недостаток, отсутствующий в объективе Грегори. С
другой стороны, при таком же фокусном расстоянии большого зеркала Йлииа
трубы телескопа Кассегрена несколько меньше, чем в системе Грегори. Этот
фактор сыграл решающую роль при выборе типа больших телескопов,
построенных, строящихся и проектируемых в XX столетии; все они построены
по типу Кассегрена.
От паразитного света, попадающего на плоскость изображения, минуя
зеркала, можно избавиться тем же приемом, который указан при рассмотрении
объектива Грегори. Учитывая, однако, неудобство наблюдения, создаваемое
узкой диафрагмой, стоящей возле самого глаза, следует предпочесть другой
способ устранения паразитного света. Это надежно достигается при помощи
трубки Т (рис. IV. 14, д), вставленной в центральное отверстие большого
зеркала. Диаметр и длина трубки получаются в результате приводимого ниже
расчета.
На рис. IV.15 большое н малое зеркала объектива Кассе-греиа схематически
представлены их главными плоскостями NR и M'R'. На чертеже показан ход
двух нулевых лучей, входящих в систему параллельно оптической оси:
крайнего луча MNLF' и луча M'N'L'F', ограничивающего экранированную
внутреннюю полость падающего пучка.. Расчет мы поведем при условии
масштаба /' = I. Высоту крайнего луча положим тоже равной
323
единице: hx = 1; тогда высота второго луча будет~hL = г), где г\ -
коэффициент экранирования. Углы, образованные крайним лучом с осью, аг =
0; а2; а3 = 1. Остальные обозначения показаны на чертеже.
По известной формуле получим h% = 1 - u^d.
Учитывая, что а3 = 1, получим по чертежу
