Теория оптических приборов - Тудоровский А.И.
Скачать (прямая ссылка):
V d f'
и кроме того очевидно, что у'‘.у —— '.d); из этих уравнений получаем:
Для того чтобы решить, который из двух отрезков, АХМХ или ВМ2\ является радиусом входного окна, нужно сравнить углы дай да' между лучами, проведенными из центра входного зрачка Н в точки Мх и MJ. Из треугольников АХНМХ и ВНМ2 находим:
у (2/' — rf) , , у'
tgrw=-—аг— и
Подставляя во вторую дробь вместо sr[, и s ' только-что найденные значения, получаем:
. , у (2 f'-d)
t gzu = -Jf/- = tgzv.
Таким образом объектив имеет два окна, так как оба радиуса у и у'
имеют одинаковую угловую величину при рассматривании их из центра входного зрачка. В конце предыдущего § 94 уже упоминалось о возможности таких случаев. На рис. 170 снова воспроизведены в уменьшенном масштабе оба входные окна MXNX и М/N/ и входной зрачок РгР2 объектива, но бэз остальных линий рис. 169; кроме того, представлен пучок параллельных лучей, образующих некоторый угол с осью. На рисунке видно, что первое окно затеняет (виньетирует) пучок снизу в части его Sr>, а второе окно преграждает путь верхней части пучка SXS2.
На рис. 171 кружок Рх Р» представляет входной зрачок объектива; окружность Мх Nx с центром в Рх изображает сечение цилиндрической
21 А. И. Тудоровсквй
322
Глава IX. Ограничение пдчков в оптических системах
боковой поверхности пучка, проходящего через входное окно M1Nlt плоскостью входного зрачка; окружность M2NZ' с центром в точке О изображает сечение цилиндрической поверхности, построенной ва окружности второго окна, плоскостью входного зрачка. Части сечения пучка наклонных лучей, задерживаемые плоскостями обоих окон, заштрихованы; из всего пучка проходит только часть его» ограниченная дугами двух
м-.
окружностей. При небольших углах с осью пучки проходят входной зрачок без затенения.
г) Зрительная труба типа Кеплера — пример простейшей телескопической системы — состоит из объектива я окуляра, обычно сложного; в данном случае на рис. 172 изображена схема зрительной трубы с окуляром Рамсдена и с диафрагмой в общей фокальной плоскости объектива и окуляра; подобные трубы имеют широкое распространение
в качестве отсчетных, геодезических и тому ]яодобнЫх труб. Выполняя построение изображений диафрагм в пространстве предметов,! получим следующий результат: изображение оправы объектива совпадает с самой оправой; изображение диафрагмы QiQ2 окажется бесконечно большим на бесконечно большом расстоянии впереди объектива; изображение первой линзы окуляра расположится слева от объектива и будет значительно увеличенным; вторая линза окуляра изображается первой в увеличенном виде справа, и это изображение, мнимое и прямое, снова в увеличенном виде изображается объективом впереди его на расстоянии, большем фокусного расстояния объектива.
§ 95. Действующие диафрагмы и диафрагмы поля зрения в частных случаях 323
При сравнении диаметров всзх этих изображений из бесконечно удаленной точки на оси окажет-я, что наименьшим диаметром обладает объектив; поэтому оправа объектива является входным зрачком системы. Изображение объектива, даваемое в пространстве изображений окуляром в плоскости Р\Р«, служит выходным зрачком; все пучки параллельных лучей проходят через выходной зрачок. Так как линейное увеличение во всех сопряженных плоскостях телескопической системы одинаково (§ 88), то диаметр выходного зрачка трубы Кеплера равен произведению из диаметра объектива и линейного увеличения или равен диаметру объектива, деленному на угловое увеличение телескопической системы.
Изображение диафрагмы QiQi является входным окном, а диафрагма Q,Q2—диафрагмой поля зрения. Плоскость входного окна совпадает с изображаемой плоскостью; поэтому пучки параллельных лучей, поступающих в объектив из внеосевых точек видимого поля, могут не испытывать затенения, если только диаметры изображений линз окуляра видны из центра входного зрачка (объектива) под большими углами, чем диафрагма QiQ;;. Если же это условие не выполнено, то эти изображения являются вторичными окнами, виньетирующими видимое поле; пучки лучей, выходящие из близких к краю поля точек, будут отчасти обрезаться оправами окулярных линз. Очень часто диаметры линз окуляра умышленно несколько уменьшают с целью сделать пучки лучей из крайних точек видимого поля более узкими и тем уменьшить недостатки изображения этих точек.
Многочисленные призменные телескопические системы (бинокль, прицельные трубы и т. п.) имеют оптические схемы, подобные схеме трубы Кеплера, отличаясь от нее конструкцией окуляров и добавлением призменных оборачивающих систем. Если размеры призм и диафрагм в оправах призм достаточно велики, то введение их в систему трубы не изменяет ограничений пучков. Очень часто диафрагмы, ограничивающие свободные отверстия призм, делаются несколько меньше, чем это необходимо для свободного прохождения без затенения пучков лучей из внецентральных точек видимого поля; в этом случае только точки, расположенные в центральной. части видимого поля, изображаются полными пучками лучей без затенения.
д) Зрительная труба типа Галилея отличается от предыдущей тем, что окуляром ее служит отрицательная линза, обыкновенно простая, расположенная так, что первый фокус ее F (рис. 173) совпадает со вторым фокусом объектива. На рисунке изображены два пучка: один параллельный оптической оси, другой — из точки Асо, лежащей на бесконечности в нижней части видимого поля; оба пучка выходят в пространство изображений через кружок M'N', являющийся изображением объактива MN, даваемым окуляром. По аналогии с предыдущим случаем трубы Кеплера кружок M'N' часто считают и называют выходным зрачком.
