Теория оптических приборов - Тудоровский А.И.
Скачать (прямая ссылка):
В действительности между обеими системами существует большое различие. Труба Кеплера и вообще телескопические системы с положительным окуляром имеют выходные зрачки вне прибора, впереди окуляра, вследствие чего зрачок наблюдателя может быть помещен в плоскости выходного зрачка прибора. Обычно диаметр зрачка глаза меньше диаметра выходного зрачка, что ведет лишь к фактическому уменьшению площади выходного зрачка, а следовательно, и входного; бесконечно удаленное изображение диафрагмы поля зрения с резкими краями рассматривается глазом наблюдателя из центра выходного зрачка. В случае окуляра в виде
21*
324 Глава IX, Ограничение пучхов в оптических системах
отрицательной линзы изображение объектива мнимое (рис. 173) и находится внутри системы; зрачок глаза не может быть помещен в плоскости этого изображения. Наблюдатель рассматривает пространство изображений через кружок M'N', располагая глаз на некотором расстоянии; зрачок глаза является фактически выходным зрачком прибора, так как диаметр его обычно меньше диаметра M'N' изображения объектива. Это
последнее изображение в данном случае является выходным окном; так как плоскость его не совпадает с плоскостью изображений, то происходит затенение наклонных пучков лучей, увеличивающееся по мере приближения к краям поля зрения; все сказанное в п. б) настоящего параграфа по поводу лупы малого увеличения и все разъяснения по поводу рис. 167 могут быть повторены в данном случае с подстановкою
вместо слов „оправа линзы“ слов „края кружка M'N“, т. е. -изображения объектива окуляром. Таким образом у трубы Галилея оправа объектива является диафрагмой поля зрения, а не входным зрачком, и одновременно входным окном; входным зрачком служит изображение зрачка глаза, мнимое, увеличенное, даваемое всей трубой справа от окуляра. На рис. 174 труба Галилея схематически представлена в виде двух линз Lv и L2; зрачок неподвижвого глаза Рх РР2 является одновременно действующей диафрагмой и выходным зрачком; его увеличенное изобра-
$ 96. Проективное изображение пространства на плоскости
325
жение Pj'P'P2', даваемое всей оптической системой в пространстве предметов, служит входным зрачком. На рисунке изображены два параллельных пучка лучей S-y и S2f продолжения которых проходят через входной зрачок и которые после преломления через обе линзы входят в зрачок глаза. Угловая величина поля зрения зависит от расстояния зрачка глаза от последней линзы окуляра, а также от того, остается ли во время наблюдения глаз неподвижным или вращается в глазной впадине.
Из сказанного следует, что вопрос об определении угловой меры поля зрения трубы Галилея требует точного указания условий, при которых эта величина поля определяется.
§ 96. Изображение пространства на плоскости; значение главных лучей и центров обоих зрачков
Сравнительно редко оптические приборы употребляются для получения изображения плоских прэдметов; гораздо чаще в данной плоскости одновременно с изображением некоторой сопряженной с нею плоскости получается изображение большой части пространства, т. е. точек, не лежащих в сопряженной плоскости, а находящихся впереди или сзади ее. Изображением точки в теории идеальной оптической системы мы называем точку схождения лучей, вышедших из сопряженной точки пространства предметов; как уже неоднократно отмечалось, эта точка является центром весьма малого диффракционного кружка. Очевидно, что „изображение на плоскости" несопряженной точки не есть изображение в смысле теории идеальной системы: это кружок или пятно более сложной формы, получаемое в сечении пучг.а лучей данной плоскостью. То обстоятельство, что поперечные размерь; этих кружков в известных случаях достаточно малы, позволяет считать их изображениями, равноценными изображениям сопряженных точек; которые в свою очередь, как это уже неоднократно отмечалось, являются также кружками, а не точками.
Примерами изображения пространства на плоскости могут служить: а) изображения, даваемые фотографическими объективами, б) изображения, даваемые телескопическими системами, в) наконец, изображения, получающееся на сетчатой оболочке глаза. Очевидно, что изображения этого рода возможны лишь потому, что всякая реальная оптическая система имеет диафрагмы, ограничивающие пучки лучей и делающие их более или менее узкими, хотя и не бесконечно тонкими.
На рис. 175 Q и Q' — сопряженные плоскости, Р и Р’ — центры входного и выходного зрачков некоторой оптической системы. В пространстве предметов находятся пять точек: Su Sz, S3, «S4 и S5, которые соединены главными лучами: Sx Р, S2 Р, S3P, SiPm SsP с центром входного зрачка Р. То же построение выполнено в пространстве изображений. Точки: Q/, Q/, Q3', Q/ и Q6' в плоскости Q', сопряженной с плоскостью Q, могут быть рассматриваемы как изображения на плоскости Q' точек пространства: .S,, S.2, Ss, /54 и S5) если размеры кружков, получаемых в сечении пучков лучей плоскостью Q', достаточно малы для определенных условий пользования этими изображениями. Ясно, что способ получения изображения пространства в плоскости Q' в точности соответствует способу построения изображений по методу проекций из какого-нибудь центра, как это делается в проективной геометрии; центром проекции
