Зрительные трубы.

Телескопические системы и их характеристики

ОПТИЧЕСКИКИЕ, ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ

Рассмотрение данного раздела мы начнём с простейших визуальных приборов. Сочетая их и оснащая раличными приёмниками оптического излучения и электронным трактом обработки сигнала перейдём к рассмотрению более сложных ОЭПиС.

 

 

Это один из первых и пожалуй самый широкий класс оптических систем. К телескопическим системамотносятся системы геодезических приборов: нивелиров и др., астрономических труб, наблюдательных приборов (бинокли, перископы, дальномеры). Принцип действия телескопической системы состоит в том, что если от двух точек удаленного предмета в нее поступают два пучка параллельных лучей и угол между ними равен ω, то на выходе телескопической системы лучи остаются параллельными, но угол между пучками изменяется и будет равен ω′. Если ω>ω′, то глаз наблюдателя увидит изображение предмета под большим углом зрения, т.е. предмет будет казаться приближенным к наблюдателю.

Зрительная труба - оптический прибор для визуального наблюдения за удаленными предметами (подворная труба, телескоп, бинокль, перископ и т.п.).

В 1609 зрительную трубу 20-кратного увеличения построил в впервые применил для астрономических исследований итальянский ученый Г. Галилей.

Отличный от галилеевского тип зрительной трубы предложил в 1610-11 немецкий астроном И. Кеплер

Рисунок 53. Схемы зрительных труб

Простейшая зрительная труба состоит из объектива и окуляра. Объектив- собирающая система - дает действительное уменьшенное и перевернутое изображение предмета, которое находится в фокальной плоскости объектива. Расходящийся пучок лучей на окуляр, передняя фокальная плоскость которого также совмещена с плоскостью, поэтому выходящий из зрительной трубы пучок параллелен побочной оптической оси окуляра.

В наиболее употребительных зрительных трубах типа Кеплера окуляр также является собирающей системой и даваемое им изображение оказывается перевернутым. Такие зрительные трубы применяются, например, в астрономии, геодезии, где ориентация изображения безразлична. Для получения прямого изображения между объективом и окуляром зрительной трубы Кеплера помещают оборачивающую систему -призменную или линзовую. Окуляры современных кеплеровских зрительных труб обладают большим полем зрения, доходящим до 90-100°.

Зрительнаятруба Галилея дает прямое изображение. Ее окуляром служит рассеивающая линза L2, располагаемая перед плоскостью промежуточного действительного изображения, даваемого объективом. Подобные зрительные трубы обладают малым углом зренияи употребляются редко (главным образом в театральных биноклях). Угловое оптическое увеличение зрительных труб для наземных наблюдений - не выше нескольких десятков, в больших телескопах - до 50⁰ и выше.

Как мы уже отметили зрительная труба являясь простейшим представителем телескопической системы имеет, как минимум два комп нента : объектива и окуляра.

Чтобы параллельные лучи пучков пространства предметов были параллельными и в пространстве изображений необходимо совместить задний фокус объектива с передним фокусом окуляра.

Оптическая сила телескопической системы вычисляется по формуле для эквивалентной системы из двух тонких линз:

 

Ф=Ф1+Ф2-dФ1Ф2.

(38)

 

При d=1/Фоб+1/Фок равна нулю, а фокусное расстояние равно бесконечности. Поэтому телескопическую систему называют также афокальной.