Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
2i±^-Z#+ r±i0o + 2?tgP = O, (IV. 153)
а при х = 0,5
JL д* + Г+1 д, + 2Ltgp = 0. (IV. 154)
После того как по формуле (IV. 154) вычислен диаметр ?>0,
легко находятся фокусные расстояния Д, Д, Д и Д и расстояние d по
формулам
/;-тп1bp , (iv-155)
f3 = d = fi = ^f[; (IV. 156)
= (IV. 157)
Формулой (IV. 143) можно воспользоваться для контроля правильности
вычислений. _
После этого остается еще определить диаметр окуляра V и удаление
выходного зрачка, что делается так, как было показано прн рассмотрении
графоаналитического метода расчета сложной зрительной трубы. Таким
образом рассчитаны все конструктивные параметры оптической системы, кроме
фокусного расстояния (или силы) коллектива II.
Для определения силы коллектива мы рекомендуем здесь общий способ,
основанный на расчете хода нулевого главного луча по известным формулам
ps+i = Р, + (IV. 158)
As+i = К ~ Ps+i ds. (IV. 159)
Угол р, = Р; высота ft, находится из формулы (IV. 127). Далее,
рассчитывая ход главного луча, получим
Р* = Pi + Л1Ф1; (IV. 160)
lh = hi - Р2/1'; (IV, 161)
р3 = р2 + Л2фа. (IV. 162)
351
Последней формулой воспользоваться нельзя, так как в нее входит величина
<р8> подлежащая определению. Поэтому обратимся к промежутку между линзами
III и IV, где ход главного луча полностью известен
Р. = Р. = --7-ft; (iv. 163)
(IV. 164)
В этих формулах мы пишем вместо таигеисов углы, как это принято при
расчете хода лучей. Вследствие (IV. 158) имеем
Р4 ='Р* +*9%. (IV. 165)
Из этого выражения находим р8
Рз = р4-^Фз- (IV. 166)
Определив угол р3, мы можем применить пропущенную выше формулу (IV. 162)
для нахождения интересующей нас силы <р2 коллектива
фа =
(IV. 167)
или его фокусного расстояния /2
(IV. 168)
Во многих случаях можно применить формулу (IV. 168), не прибегая к
расчету хода главного луча. Если вычисление параметров системы выполнено
точно (без округления диаметров линз и их фокусных расстояний), то можно
принять:
Затем находим
h-2 =
йз = -J-xD0.
h '
hj - A3
(IV. 169)
(IV. 170)
после чего вычисляется /2 по формуле (IV. 168). 352
§ 86. Зрительные трубы с эопами
В настоящее время широко применяются зрительные трубы с электронно-
оптическими преобразователями (эопами). Они позволяют использовать для
наблюдения инфракрасную часть спектра обычно в пределах длин волн от 0,7
до 1,8 и даже до 3,0 мкм. Применение эопов открывает перед оптическим
приборостроением новые возможности.
1. Используя способность инфракрасных лучей проникать сквозь туман н
облака, можно создать оптические приборы для наблюдения в условиях
недостаточно прозрачной атмосферы.
2. Можно создать оптические приборы для наблюдения иочью, пользуясь
тепловым излучением нагретых предметов (двигатели, выхлопные газы и т.
п.).
3. Можно создать оптические приборы для наблюдения ночью, освещая
предметы невидимым инфракрасным светом.
4. Расширение используемой в приборах области спектра примерно в 3-4 раза
значительно увеличивает баланс принимаемой лучистой энергии, делая
доступным для наблюдения очень слабо светящиеся предметы (например,
слабые звезды, далекие галактики).
5. Эопы (а также телевизионные трубки) позволили осуществить в оптике
усиление изображения, подобно тому, как в радиотехнике осуществляется
усиление звука. При этом повышается интенсивность излучений (или
амплитуда световых колебаний), благодаря чему не может применяться
фотометрический закон сохранения энергии:
F' = xF, (IV. 171)
где F н F' - входящий в прибор и выходящий нз него световые потом;
т-коэффициент пропускной способности прибора.
Эта закономерность справедлива, очевидно, лишь в том случае, если на пути
света в самом приборе не поступает в световой поток новая порция энергии.
Именно это н происходит в эопе. Усиление изображения при помощи эопов -
это новая техника в оптическом приборостроении. К сожалению, она не
получила еще достаточно широкого применения.
6. Эопы (как и телевизионные трубки) дают возможность не только повысить
интенсивность лучистой энергии, излучаемой слабыми источниками. Онн
позволяют увеличить вместе с тем контраст изображения, подавляя излучение
фона при помощи приемов и устройств, хорошо разработанных в электронной
технике для
' борьбы с так называемыми шумами.
7. Введение эопа в ход лучей оптического прибора меняет численное
значение инварианта Лагранжа - Гельмгольца,
23 В. Н. ЧурнловскнА 574
353
связывающего апертурный угол а с величиной изображения (или предмета) у,
/ * nay = п'а'у' = const. (IV. 172)
Прн этом у' меняется закономерно (с учетом линейного увеличения эопа), а
апертурный угол а' после эопа конструктор может установить произвольно по
своему усмотрению. Объясняется это тем, что изображение на выходном
экране эопа излучает рассеянный свет, т. е. каждая точка излучает свет в
пределах полусферы. Следующая за эопом оптическая система может вырезать
из этой полусферы любой конус лучей.
Указанные свойства эопов настолько прогрессивны, что можно не сомневаться
