Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
изображения источника света, получаемого в апертурной диафрагме Ад,
стоящей в передней фокальной плоскости конденсора. И, наконец, следует
выбрать источник света. Обычно это лампа накаливания специального
устройства. Ниже даны маркировка, диаметр колбы и размеры светящегося
тела для шести наиболее употребительных электроламп (в мм):
СЦ80 , . .18-1,7x1,7 СЦ63. . .41-3X3
СЦ61 . . .21-2,8X2 СЦ64 . , .36-4x4
СЦ62 . . .56-7X7 СЦ68 . . .31-2x7
Расчет осветительного устройства целесообразно начать с определения
линейной величины DA диаметра апертурной диафрагмы, устанавливаемой в
передней фокальной плоскости конденсора. Линейное увеличение V2
конденсора можно выразить через переднее фокусное расстояние конденсора
f2
V^-Ц-. (III. 2)
По чертежу определяем: х = -sj, поэтому
v2 = 4. (in.з)
-S1
С другой стороны, V2 можно представить при помощи закона синусов
у п0 sin а0 ,,, 4)
1 п sin а \х х >
Ввиду того что п0 = 1 и угол а0 невелик, а также применяя формулу (III.
1), найдем
^ = (HI-5)
Знак минус введен в эту формулу из-за того, что апертура А считается
всегда положительной, а угол а по чертежу отрицательный.
Приравнивая правые стороны выражений (III. 3) и (III. 5), получим
(ВД = - Af2. (III. 6)
По чертежу находим
DA = 2aQs\. (III. 7)
Отсюда следует на основании выражения (III. 6)
Da = -2Aft. (III. 8)
236
Так, например, если f2 = -10 мм и А = 1,2 (иммерсионная система),
получим: Dд •-= 24,0 лш.
Если теперь мы выберем источник света (марку электролампы), то будет
известен размер Du источника света. Поэтому определится линейное
увеличение Vx коллектора
VV-=--^. (Ш. 9)
Теперь находим величину переднего отрезка sL коллектора
<шл0)
Если отрезок sj известен, то формула (III. 10) позволит вычислить отрезок
sx. Например, при лампе СЦ63 имеем Du = 3 мм. Пусть, кроме того, Da =
24,0 мм\ Sj = 240 мм. Тогда имеем: V\ --- -8х и Sj = -30,0 мм. При помощи
формулы отрезков находится заднее фокусное расстояние /) коллектора J_ =
j_________________________1_ = 1 - У,
t\ s! Sl si
Отсюда
(III. И)
(ШЛ2)
В нашем численном примере по формуле (III, 12) получаем:
/1 = 26,7 мм.
Для того чтобы определить диаметр коллектора Dx, являющийся в то же время
диаметром полевой диафрагмы осветительной системы, найдем предварительно
линейное увеличение V2 конденсора по формуле (III. 3). В'нашем примере
получаем: V2 = =-*/м = -0,04167х. Если диаметр Dn освещенною поля зрения
на плоскости рассматриваемого предмета известен, диаметр DK коллектора
найдется по формуле
о, ==--%-• (Ш-13)
Полагая в нашем примере Dn - 0,75 мм, получим по этой формуле: Dn = 18,0
мм.
Следует еще вычислить отрезок х2 от заднего фокуса конденсора до
изображения полевой диафрагмы. В плоскости этого изображения помещается
предмет, рассматриваемый через микроскоп. Отрезок х'2 находится по
формуле
^ = -V2f2 - nV2f2l (111.14)
где п - показатель преломления иммерсии. В нашем примере при п = 1,5
получаем: х2 = 0,625 мм.
237
Задний отрезок s2 конденсора, считаемый от его задней главной точки до
изображения полевой диафрагмы, находится по выражению
-(r)2 = /й + х2 - -(l -^2)^/2" (111.15)
что дает при наших численных данных: ^ = 15,625 мм.
Увеличенное изображение источника находится в апертурной диафрагме,
расположенной в передней фокальной плоскости конденсора. Вследствие этого
оно проектируется конденсором в бесконечность, и предмет освещается
множеством узких параллельных пучков, главные лучи которых пересекаются в
осевой точке А предмета. У точки А возникает изображение полевой
диафрагмы, стоящей у коллектора. Коллектор и полевая диафрагма достаточно
равномерно освещены источником света: в каждую точку диафрагмы попадают
лучн от всех точек источника света. Все эти лучн проходят через конденсор
и падают на освещаемый предмет в пределах освещенного поля зрения,
воссоздавая иа предаете такое же равномерное н при том очеиь интенсивное
освещение. Структура источника света благодаря такому устройству ие
воспроизводится на плоскости освещаемого предмета. В этом заключается
важное преимущество осветительной системы по Келеру!
Кроме того, эта система позволяет при помощи ирисовых диафрагм раздельно
регулировать величину освещенного поля зрения и величину апертуры (и
связанной с ней светосилы). Так, если уменьшать диаметр полевой
диафрагмы, стоящей у коллектора, то уменьшится и диаметр освещенного
участка предмета. Но уменьшение диаметра полевой диафрагмы никак ие
повлияет иа величину апертурного угла а, так как луч, образующий этот
угол с осью у точки А, проходит через центр А0 полевой диафрагмы. Чтобы
срезать этот луч полевой диафрагмой, мы должны были бы сделать ее диаметр
равным нулю. Уменьшение же апертурной диафрагмы, стоящей в передней
фокальной плоскости конденсора, приводит к уменьшению апертурного угла а
(что видно по ходу луча, проходящего через край апертурной диафрагмы), но
совсем не влияет на величину освещенного поля зрения. Это следует из того
