Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
практически выполнить условие (II. 95) уменьшает эффективность метода.
Однако применяя многослойные покрытия, можно достичь практически очень
благоприятных результатов. Ориентировочно можно принимать коэффициент
пропускания %± оптической системы с просветленными преломляющими
поверхностями, пользуясь следующими значениями:
при однослойном покрытии
t, = 0,98*+f;
двухслойном
трехслойном
т, = 0,99*;'; t, = 0,995*+f.
(II. 96)
Просветление оптики позволяет широко применять более сложные и потому
более совершенные оптические системы, отличающиеся большой светосилой и
высоким качеством изображения.
Вторая физическая причина, вызывающая потери света, заключается в
поглощении и рассеянии света в массе стекла оптических деталей. Хотя
оптическое стекло и отличается особой чистотой и прозрачностью, часть
световой энергии теряется в массе стекла. Сами молекулы стекла (н других
прозрачных сред) поглощают и рассеивают часть светового потока. Кроме
того, такое же действие производят и имеющиеся в стекле посторонние
включения: мелкие непрозрачные частицы и пузырьки газов, образующиеся при
варке стекла.
Пропускная способность оптического стекла отличается некоторой
спектральной избирательностью. Поэтому стекла некото-
172
рых марок представляются в проходящем свете слегка окрашенными (кроны -
голубоватые, флинты-желтоватые). Мы рассмотрим здесь интегральную
пропускную способность стекол для белого света.
Пусть F<, - световой поток, прошедший через входную поверхность некоторой
оптической детали (рис. II. 21) и определяемый на ее внутренней стороне.
Таким образом, здесь не учитывается потеря света, вызываемая отражением
от входной поверхности. Световой поток F, прошедший путь d внутри стекла,
становится меньше F0 вследствие поглощения и рассеяния света в стекле.
Придадим расстоянию d бесконечно малое приращение dd.
Световой поток F получит при этом приращение^, которое должно быть
отрицательным и выражается формулой
F+dF
dF = -aFddt
(II. 97)
's' 's}* $ 'i*
/ 0 *
ЛМ
где a - коэффициент пропорциоиаль- Рис 21
ности.
Это дифференциальное уравнение можно проинтегрировать путем разделения
переменных. Вводя постоянную С интегрирования, найдем
Г dF
¦ -ad -f С.
(11.98)
Выполняя интегрирование, получим-
In F = -ad + С
или иначе
F - е-а<н-с <
(II. 99) (II. 100)
Для исключения неопределенной постоянной С перейдем к начальным условиям:
d = 0; F = F0. При этом получим из выражения (II. 100)
F0 = ec. (11.101)
Эта формула позволяет исключить С из выражения (II. 100)
F = F<fi~a*. (II. 102)
. Практически удобно ввести в это выражение постоянный коэффициент а
а = е~а, (11.103)
благодаря чему формула приобретает окончательный вид
F = FQad . (11.104)
173
Отсюда находится коэффициент т2 пропускной способности
х2 = 4-=- (II- 105)
-Го
Коэффициент а пропускной способности стекла зависит от категории стекла
по светопоглощению (ГОСТ 3514-57):
Категории о
00 ................... 0,996
0.................... 0,994
1.................... 0,992
2.................... 0,990
3.................... 0,985
При приблизительном подсчете потерь можно для всех марок оптического
стекла принимать а = 0,990. Величина d представляет собой суммарную длину
хода осевого луча во всех оптических деталях данного прибора, выраженную
в см.
Если в состав оптической системы прибора входят плоские, вогнутые или
выпуклые металлические зеркала, то действует третья физическая причина
потерь света, так как при отражении света от металлических поверхностей
часть света поглощается. Наиболее высоким коэффициентом отражения, равным
0,94, обладает серебро. Но серебро нестойко. Оно быстро тускнеет на
воздухе и теряет свою первоначальную высокую отражающую способность.
Чтобы предохранить серебряный отражающий слой от влияния атмосферы, его
наносят иа заднюю поверхность пластинки или линзы (рис. II. 22). Луч
света падает сначала на переднюю поверхность зеркала, преломляется в ней,
затем, отразившись от серебряного слоя на задней поверхности, сиова
преломляется на первой поверхности. Серебряный слой покрывается защитным
покрытием, надежно предохраняющим его от соприкосновения с воздухом. В
качестве защитного слоя применяют гальваническое омеднение или покрытие
бакелитовым лаком. Такое зеркало не теряет своих Рис II 22 0тРаЖаюш"их
свойств в процессе эксплуатации, но в ием происходят дополнительные
потери при двукратном прохождении через переднюю преломляющую
поверхность.
Зеркала с серебряным покрытием иа задней стороне в настоящее время
вытесняются зеркалами, покрытыми специальными алюминиевыми сплавами,
обладающими антикоррозийными свойствами при достаточно высокой
отражательной способности. Такие покрытия наносятся непосредственно иа
переднюю поверхность зеркала. Коэффициент отражения таких зеркал 0,85-
0,90. Однако наиболее целесообразным оказалось зеркало, покрытое
серебряным или алюминиевым слоем (на передней поверхности), защищенным
тонкой пленкой окиси алюминия. Его коэффициент отражения за счет
