Теория оптических приборов - Тудоровский А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Нет возможности указать определенные границы допустимых отступлений поверхностей призм от плоских, не рассматривая влияния ошибок в каждом отдельном случае, в каждой определенной системе. Ошибки преломляющих плоскостей часто равносильны наложению на призму линзы; если эта линза образована сферической поверхностью большого радиуса, то вредное влияние отступления поверхности от плоскости по большей части невелико. Если поверхность имеет характер цилиндрической, то преломленный пучок приобретает астигматизм; в случае отступлений неправильной формы изображение, даваемое системою, может быть значительно ухудшено.
Погрешности отражающих поверхностей призм, особенно в случаях больших углов падения, вносят значительный астигматизм в строение отраженных пучков. Ошибки изготовления одного и того же порядка могут иметь различные последствия в зависимости от того, какое место занимает призма в данной системе, в зависимости от величины телесных углов, определяющих отдельные пучки лучей, и т. д. Во всяком случае хорошее изготовление поверхностей призм при массовом производстве их является одним из очень существенных условий высокого в среднем качества приборов.
Ошибки изготовления углов в призме прежде всего ведут к тому, что отражательная призма перестает быть эквивалентной плоско-параллельной пластинке: призма с неправильными двугранными углами эквивалентна клину или призме в точном смысле слова с малым преломляющим углом. Для того чтобы такая призма дала заметное спектральное разложение белого света, проявляющееся в ненормальном окрашивании краев изображений, нужны довольно значительные ошибки углов; какие именно, это зависит от увеличения системы. Тем не менее очень часто даже сравнительно небольшие отступления в величинах углов призм могут оказаться недопустимыми по причинам, не связанным с требованиями геометрической оптики. Так, например, в бинокулярных трубах, призменных биноклях и тому подобных приборах ошибки углов призм, безвредные в оптическом отношении, могут привести к большим затруднениям при сборке прибора, так как эти ошибки изменяют направление оптических осей и затрудняют выверку параллельности осей.
144 Глава IV. Преломление через плоскость и системы плоскостей
При изготовлении призм, имеющих крышеобразную систему отражающих плоскостей с прямым двугранным углом между ними, необходима большая точность выполнения прямого угла, часто до нескольких секунд. Как было уже указано, отступление величины угла от прямого в этом случае приводит к удваиванию изображения, так как изображение, даваемое двумя последовательней отражениями в по рядке: сначала от первой плоскости, потом от второй, не совпадает с изображением, даваемым отражениями в обратном порядке: сначала от второй и затем от первой. Двоение изображений и связанное с ним размытие контуров и изображении легко замечается глазом наблюдателя и тем легче, чем больше увеличение, даваемое оптической системой.
Задача о влиянии ошибок углов призм на ход лучей в оптической системе иногда довольно сложна; указанный выше прием последовательного изображения всей системы и лучей посредством всех отражающих плоскостей часто дает возможность сделать нужные выводы без особого труда. При такого -рода построениях система оказываемся эквивалентной не плоско-иарадлельноЗ пластинке, а праэме с малым углом, зависящим от отдельных ошибок углов системы. Примером может служить случай, когда прямоугольная призма с двумя отражениями (рис. 67 и рис. 68) имеет ошибку „пирамидальности“, т. е. ребро А не параллельно грани ВС, а образует с ней малый угол х. Выполнив построение, показанное на рис. 68, т. е. повороты вокруг ребра А на удвоенный угол 2А, находим, что грани ВС и В'С' образуют двугранный угол 2а, вследствие чего луч SyN'’ после преломления отклонится в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка на угол 2 (п—1) х по формуле (44,14). Из того же рис. 68 можно вывести заключение о влиянии ошибок каждого из углов Л, В и С в отдельности. Положим, что прямой угол А выполнен совершенно^точно, а углы В и С отступают от 45° и что призма не имеет ошибки пирамидальности; выполняя построение для случая двукратного отражения на рис. 68, мы должны повернуть призму и падающий луч jVjxS'j с нормалью в точке jV; вокруг ребра А точно на 180°; после поворота грань С'В' окажется параллельной грани СВ, луч S"Nt" будет параллелен лучу Преломленный луч Мг32, очевидно, выйдет
из призмы параллельно лучу StМ1; таким образом ошибки острых углов прямоугольной призмы в случав двукратного отражения не влияют на направление луча, вышедшего из призмы.
Если угол А призмы не точно равен прямому, а отличается от него на небольшую величину у, т. е. равен 90° н- у, то после поворота призмы на угол 2(90° -i-y) (=180° -t-2y) грань В'С' (рис. 83) составит с гранью ВС угол 2у; изображение падающего луча S/N/ также составит угол 2у с первоначальным направлением S.Nt-, этот угол на рисунке построен при точке #Л^,. Призма с гранями ВС и В'С' преломит луч S^'N/ к основанию в направлении которое образует с направлением S^N^,
