Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
линзы, луч // пройдет через ее главную точку В3, а поэтому пройдет через
линзу /// прямолинейно, не изменив своего направления. Таким образом, мы
наметили на чертеже (рис. IV. 22) ход лучей I, II и III на участке между
линзами II и III. Теперь нетрудно иаметнть и ход главного луча (показан
штрихами): он пересекает главные плоскости линзы III на высоте, равной -
^Da.
Диаметр D3 линзы III равен, очевидно, D0 : D3 = 120 мм. Для определения
фокусного расстояния ft линзы III нам послужат следующие соображения. Для
того чтобы луч I ие покинул заданного габарита у точки N3, нам достаточно
выбрать силу линзы так, чтобы после преломления в этой линзе луч / шел бы
параллельно оптической оси, совпадая на этом участке с габаритной линией
ХъХч. Но в таком случае луч / до прохождения через линзу III должен
пересечь ось в переднем фокусе F3 линзы III. Этот фокус Fz совпадает
поэтому с точкой Fi7 с задним фокусом объектива I, а также и с главными
точками коллектива II. Поэтому фокусное расстояние ft, равное расстоянию
между лиизами II will, может быть определено из подобия треугольников
N\BXF3 и N3B3F3'.
(iv. 133)
По этой формуле находим ft = 3421,8 мм.
После линзы III луч I идет параллельно оптической оси; луч II проходит
через главную точку В3, не меняя своего направления. Так как точка М
пересечения лучей II и III перед нх падением на линзу III находится в
передней фокальной плоскости этой линзы, то после нее луч III будет
параллелен лучу II. Главный луч иа этом участке тоже параллелен лучами II
и III. Сравнивая ход лучей после линзы III с ходом лучей в пространстве
предметов, замечаем, что пучки, бывшие в пространстве предметов
параллельными, после линзы III остаются такими же. Это показывает, что
система, состоящая из лииз I, II и III, представляет собой
телескопическую систему типа трубы Кеплера (с коллективом).
Наметив дальнейший ход луча II, мы замечаем, что у точки W4 создается
угроза перехода этим лучом*габаритиой границы х&ч-Поэтому нам необходимо
поставить в этом месте следующий компонент трубы: вторую лиизу IV
оборачивающей системы. Так как вертикальное расстояние между-лучами II и
III на этом участке
346
равно |d0, луч III пройдет через главные точки Bi линзы IV,
не испытав при этом отклонения.
* Пользуясь равенством треугольников, образующихся по ходу луча II на
участках между линзами II и III и линзами III и IV, легко находим
d = fl (IV. 134)
следовательно, d = 3421,8 жи.
Формула (IV. 134) совпадает для нашего случая с выражением (IV. 123).
Высота главного луча на линзе IV равна -~D. Поэтому главный луч
пересекает ось на участке между линзами III и IV в точке С0, делящей
отрезок d пополам. В этой точке находится центр промежуточного
действительного изображения входного зрачка; здесь следует поместить и
центр апертурной диафрагмы зрительной трубы. Таким образом, нами закончен
расчет первой телескопической половины сложной зрительной трубы.
Очевидно, что изложенный здесь очень простой способ расчета можно было бы
применить в дальнейших рассуждениях: у точки jV4 отклонить луч II при
помощи линзы IV так, чтобы он за этой линзой шел параллельно оптической
осн. Однако практически оказывается более целесообразно несколько
изменить порядок расчета. Дело в том, что если мы продолжим прежний метод
расчета, то диаметр полевой диафрагмы будет, очевидно, равен D0, т. е.
будет очень большим (в численном примере Ь0 = 120 мм), а это приведет к
длиннофокусному и громоздкому окуляру.
Поэтому более целесообразно при расчете второй половины трубы прямо
задать фокусное расстояние fs окуляра, достаточно малое, чтобы обеспечить
компактное устройство окулярной части трубы (нижней головки перископа). В
численном примере мы положим /5 = 40 мм. Тогда из формулы (IV. 113) для
видимого увеличения сложной зрительной трубы мы сможем найтн фокусное
расстояние /4 второй линзы IV обрачивающей системы
(IV. 135)
(IV. 136)
В численном примере по этой формуле получим /4 = 960,0 мм. Это фокусное
расстояние мы наносим и на чертеж (рис. IV. 22). Диаметр ?)4 линзы IV
также равен D0 и численно Z)4 = 120 мм.
347
. г
или вследствие (IV. 133)
Диаметр полевой диафрагмы Dp находится из подобия треуголь ников,
получающихся по ходу луча III,
(IV. 137)
h
По этой формуле Dp = 33,664 мм 33,7 мм.
Нам еще нужно вычислить диаметр D6 окуляра V (определяемый на его главных
плоскостях). Как видно из чертежа, размер окуляра находится по лучу Iff.
Из подобия треугольников
= De. (IV. 138)
и
В численном примере по этой формуле получается Db = == 35,1 мм. Отметим
на чертеже ход лучей в промежутке между линзами IV и V. Луч /, шедший до
линзы IV параллельно оптической оси, проходит после этой линзы через ее
задний фокус F4> лежащий в центре полевой диафрагмы н совмещенный с
передним фокусом Рй окуляра. Лучн II, III н главный пересекаются в точке
М', лежащей на краю полевой диафрагмы.
Теперь проделаем некоторые расчеты, служащие для проверки правильности
