Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
точки А, называется передним апертурным углом.
9*
131
Слово апертура обозначает отверстие. Пучок лучей, идущий из осевой точки
А предмета и заполняющий отверстие входного зрачка прибора, имеет форму
прямого конуса, ось которого совпадает с оптической осью. Если же взять
внеосевую точку Ах предмета, то для нее получим пучок, ограниченный иа
чертеже лучами АХМ и AXN и имеющий форму наклонного конуса лучей.
Рассечем этот наклонный конус лучей произвольной плоскостью PQ,
перпендикулярной к оптической оси. Поперечное сечение пучка будет
круглым, так как сечение это параллельно основанию конуса, совпадающему с
круглым входным зрачком, и известно, что все сечення конуса, параллельные
основанию, подобны этому основанию.
Легко можно найти положение центра круглого поперечного сечения пучка
лучей. Для этого следует разделить пополам отрезоквер-тнкальиой прямой,
заключенный внутри угла, образованного крайними лучами АХМ и AXN пучка.
Если соединить линией центры всех поперечных сечений пучка, то получим
прямую, проходящую через точки Ах и С. Луч, совпадающий с прямой АХС и
проходящий через центры поперечных сечений пучка лучей, называется
главным лучом пучка.
Если в пространстве предметов имеется множество светящихся точек, то от
каждой точки можно провести главный луч. Все главные лучи в пространстве
предметов образуют гомоцентрический пучок с центром в точке С (в центре
входного зрачка прибора).
В пространстве изображений находится'изображение входного зрачка прибора.
При помощи формул оптики Гаусса нетрудно определить величину и положение
этого изображения M'N' входного зрачка. При этом все лучи пучков,
исходящих из точек А заполняющих входной зрачок MN прибора,- после
прохождения через прибор должны заполнить изображение M'N' к собраться в
точках А' и А\ изображения предмета. Отсюда еле-
132
дует, что изображение M'N' входного зрачка, называемое выходным зрачком
оптического прибора, в пространстве изображений точно также ограничивает
пучки лучей, собирающиеся в точках изображения, как это делает входной
зрачок в пространстве предметов, хотя по нашему предположению выходной
зрачок не является материальной диафрагмой, а лишь ее оптическим
изображением.
Крайний луч М'А' пучка, собирающегося в точке Л', образует с осью угол а'
- С А'М', называемый задним апертурным углом оптического прибора. Главные
лучн С'А' наклонных пучков в пространстве изображений, сопряженные с
главными лучами АС, образуют также гомоцентрический пучок лучей с центром
в центре С' выходного зрачка.
Вырежем в непрозрачной пластинке круглое отверстие (диафрагму), равное по
величине выходному зрачку прибора. Материальную диафрагму, стоявшую во
входном зрачке, уберем, а новую диафрагму поставим в выходном зрачке.
Очевидно, что после такой перемены диафрагм ничего ие изменится в ходе
лучей в пространстве изображений. Таким образом, материальная диафрагма
может находиться не во входном зрачке, а в выходном. В этом случае
входным зрачком будет служить изображение выходного зрачка через всю
оптическую систему прибора в обратном ходе лучей.
Материальная диафрагма, ограничивающая пучки лучей, исходящие из
отдельных точек предмета, называется апертурной диафрагмой. Она может
находиться либо в пространстве предметов и служит тогда входным зрачком
прибора, либо в пространстве изображений, где она становится выходным
зрачком. Возможен, одиако, и третий случай расположения апертурной
диафрагмы: она может находиться в одном из междулинзовых промежутков
оптического прибора. В таком случае выходным зрачком служит оптическое
изображение апертурной диафрагмы в прямом ходе лучей через часть прибора,
следующую за апертурной диафрагмой, а входным зрачком - изображение той
же апертурной диафрагмы в обратном ходе лучей через часть прибора,
предшествующую апертурной диафрагме.
Конечно, если во входном зрачке нет материальной диафрагмы, то в прибор
может войти луч, проходящий вне отверстия входного зрачка. Однако этот
луч задерживается материальной апертурной диафрагмой, стоящей либо в
междулинзовом промежутке, либо в выходном зрачке, и в пространство
изображений этот луч не пройдет. При конструировании оптического прибора
следует учитывать только те лучи, которые участвуют в образовании
оптического изображения в пространстве изображений. Поэтому достаточно
принимать во внимание только те лучи, которые проходят через входной
зрачок'прибора. В таком смысле и нужно понимать положение о том, что
оптическое изображение
133
материальной диафрагмы ограничивает проходящие через опти-ческую систему
пучки лучей.
Все три указанные выше случая расположения апертурной диафрагмы
встречаются в практике оптического приборостроения. Так, например, в
призменном бинокле н в ряде других зрительных труб апертурной диафрагмой
и одновременно входным зрачком служит наружная оправа объектива,
расположенная в простран-
стве предметов, а выходным зрачком - действительное изображение этой
