Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
соображения, что луч, проходящий через край поля зрения и через край
полевой диафрагмы, проходит в то же время через центр апертурной
диафрагмы.
Осветительная система по Келеру создает у освещаемого предмета
телецентрический ход лучей, что очень важно для измерительных
микроскопов. Как было показано выше (§ 40), теле-центрический ход лучей у
предмета устраняет ошибку измерения, возникающую благодаря неточности
наводки на резкость.
Переходя к рассмотрению действия визуальной части микроскопа, которую мы
условимся называть просто микроскопом,
238
следует отметить, что вследствие телецентрического хода лучей в
пространстве предметов входной зрачок микроскопа лежнт иа бесконечности.
Прн этом он бесконечно велик. Объектив микроскопа (иа чертеже он
представлен, как и коидеисор, условно в виде толстой лиизы) создает
изображение входного зрачка в своей задней фокальной плоскости. Здесь и
помещается апертурная диафрагма микроскопа. В этом же месте возникают
изображения, во-первых, апертурной диафрагмы осветительной системы и, во-
вторых, источника света.
На некотором расстоянии А от заднего фокуса F06 объектива находится
действительное, перевернутое и увеличенное изображение предмета. С
плоскостью этого изображения совпадает передняя фокальная плоскость
окуляра. В этой же плоскости находится и полевая диафрагма микроскопа.
Отрезок F06F0K = Д есть расстояние между апертурной н полевой диафрагмами
микроскопа, Он относится к числу основных параметров микроскопа и
называется оптической длиной тубуса микроскопа.
С шестидесятых годов прошлого века и до настоящего времени широко
применяются два значения А: 180 мм (увеличиваемое иногда до 190 мм) и 160
мм. В начале нашего века появились в продаже специальные микроскопы для
экспедиций и путешественников, компактные по своему устройству, с
оптической длиной тубуса всего лишь 90 мм. В дальнейшем такая же малая
оптическая длина тубуса оказалась очень удобной для отсчетиых
микроскопов, применяемых в геодезических приборах, а затем и в так
называемых цеховых микроскопах, применяемых в металлообрабатывающих цехах
заводов для контроля качества обработанных поверхностей.
Луч, исходящий из осевой точки предмета (рнс. III. 7) н образующий угол а
с осью, вторично пересекает ось в переднем фокусе Рок окуляра. После
окуляра этот луч идет параллельно оптической оси окуляра. Этим можно
воспользоваться для графического нахождения переднего фокусного
расстояния микроскопа (т. е. системы, состоящей из объектива и окуляра).
Передний фокус этой системы, очевидно, лежит в осевой точке предмета. Для
построения на чертеже передней главной плоскости микроскопа продолжим
назад луч, выходящий параллельно осн (на чертеже это продолжение показано
штрихами), до его пересечения с падающим лучом, проходящим через осевую
точку предмета. Через точку пересечения этих двух лучей проведем
плоскость Я, перпендикулярную к оптической оси (иа чертеже показана
штрихами). Это н есть передняя главная плоскость микроскопа, а расстояние
от нее до осевой точки предмета переднее фокусное расстояние /
микроскопа. Как видно по чертежу, / положительно. Следовательно,
микроскоп в отличне от лупы представляет собой отрицательную оптическую
систему.
239
Диаметр полевой диафрагмы, стоящей у переднего фокуса F0K окуляра,
меняется в зависимости от увеличения окуляра от 11 мм до 18 мм. С
введением планахроматов стали выпускать некоторые микроскопы,
рассчитанные на применение окуляров с полевой диафрагмой 22 мм, а затем н
24 мм. Зная диаметр Dn полевой диафрагмы и линейное увеличение V0e
объектива, можно найтн и диаметр Dn поля зрения микроскопа
(пив)
Так, например, если Dn = 18 мм, а линейное увеличение Vo6 - -45х, из этой
формулы следует: Dn = 0,4 мм, а при Vo6 = -120х получается даже Dn = 0,15
мм. При объективах большого увеличения поле зрения становится очень
маленьким,
§ 69. Формулы геометрической теории микроскопа
Основой геометрической теории микроскопа служат три формулы для видимого
увеличения Г микроскопа. Первую формулу можно получить пользуясь
выведенной выше (§ 57) общей формулой для Г (II. 134),
("U7)
В случае микроскопа показатель преломления п при наличии иммерсии может
отличаться от единицы, но п' всегда равен единице. Кроме того, равны друг
другу отрезки р' и k', так как зрачок глаза наблюдателя совмещен с
выходным зрачком микроскопа. И, наконец, можно положить: k = -250 мм.
Поэтому из (III. 17) следует
Г = -^. (111-18)
Пользуясь выражением для отрезка р
Vc -
P = -fhv]L. (111.19)
найдем
VcP = ~f(yL-I)- . (HI-20)
Так как входной зрачок микроскопа бесконечно далек, Vc - 0. А так как
предмет находится в передней фокальной плоскости -микроскопа, V = оо. Оба
эти значения приводят к исчезновению дроби в скобке выражения (III. 20),
и мы получим
Vcp=f. (III. 21)
240
Поэтому найдем из (III. 18)
г = _2Юя (III. 22)
Это первая формула для видимого увеличения микроскопа.
Так как п > 0 и, как было показано выше, f > 0, то получим Г <0. Это
