ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ограничение световых пучков в оптических системах из "Прикладная физическая оптика " Оптическое изображение можно получить только с помощью ограниченных гомоцентрических пучков. Это положение, как правило, недостаточно подчеркивается в общих курсах, а в курсах оптики средних школ вообще обходится молчанием. [c.12] Ограничение пучков в оптических системах производится либо с помощью оправ линз, либо с помощью установленных в ход лучей непрозрачных экранов с отверстиями. Все преграды, так или иначе ограничивающие направленные пучки света в оптических системах, называют действующими диафрагмами ). [c.12] Чтобы понять существенную роль диафрагм в образовании светового изображения, достаточно напомнить о действии камеры-обскура . В этом замечательном случае изображение получается вообще без помощи какой-либо отражающей (зеркало) или преломляющей (линза) среды, а только с помощью диафрагмы с очень малым отверстием. Качество изображения при этом может быть получено довольно высокое. Существенным недостатком такого устройства является лишь очень малая освещенность изображения, так как каждая точка его образуется крайне узким гомоцентрическим пучком. [c.12] ЗЫ при не очень больших отверстиях приводит к суш ественному улучшению качества изображения. Однако дальнейшее уве-тичение отверстия вновь приводит к ухудшению качества изображения. Наконец, при очень больших относительных отверстиях линзы наступает момент, когда изображение исчезает, расплываясь в светлое пятно. [c.13] Таким образом, из приведенного примера следует, что от диафрагм зависит как качество изображения, так и его освещенность. От величины диафрагм зависит, как будет показано ниже, и разрешающая способность оптической системы. [c.13] Наконец, следует отметить, что наличие нескольких диафрагм и взаимное расположение их в оптической системе опреде.тяют ту часть плоскости, перпендикулярной к оптической оси, которая фактически может быть изображена оптической системой, т. е., как говорят, диафрагмы определяют поле зрения оптической системы. [c.13] От величины отверстия диафрагм и их взаимного расположения зависит не только общая освещенность изображения, но и характер распределения освещенности в изображении, так как иногда наблюдается вредное явление виньетирования, определяющее собой появление градиентов освещенности в изображении, хотя они и отсутствуют в этих же областях предмета. [c.13] Наконец, диафрагмы определяют собой ту часть пространства, которая может быть изображена достаточно резко на плоскости, т. е. они определяют, как говорят, глубину резкости оптической системы. [c.13] Таким образом, значение диафрагм оптических систем столь же велико, как и самих преломляющих сред оптических систем. Построить рациональным образом оптическую систему возможно, только определив роль каждой из ее диафрагм. Впрочед , п понимание действия того или иного оптического прибора связано с пониманием роли тех или иных диафрагм его оптической системы. [c.13] Действующие даафрагмы. В сложных оптических системах светоизмерительных приборов может быть очень много диафрагм, которые ограничивают действующие пучки. К числу таких диафрагм относятся прежде всего оправы, ограничивающие свободное отверстие линз, и устанавливаемые в оптической системе диафрагмы, имеющие специальное назначение (щели спектральных аппаратов, входные и выходные отверстия интерферометров, фотометров и т. д.). Кроме того, иногда приходится принимать во внимание ограничивающее действие поперечных размеров источников и све-тонринимающих поверхностей приемников света. [c.13] Из приведенной схемы хода лучей через оптическую систему легко видеть, что если система содержит какую-либо действующую диафрагму, наиример или D , имеющую специальное назначение, то около нее следует также установить линзу. В противном случае пучок света, который вышел из предшествующей такой диафрагме оптической части системы, целиком не пройдет в последующую часть, так как будет частично задержан следующей диафрагмой. На рис. 1 часть пучка, затененная диафрагмами III и VI, показана пунктиром. [c.14] Чтобы учесть диафрагмирующее действие поперечных размеров источника (пред.мета) и приемника светового потока, отыскивают в пространстве предметов и пространстве изображений соответствующие изображения действующих диафрагм обоих рядов (нечетного и четного), как это сделано на рис. 1. Здесь эти изображения для первого (нечетного) ряда обозначены буквами 3 и 3, а второго (четного) ряда буквами Л ж Л. Первые совпадают с оправалш первой и седьмой линз, а вторые лежат перед и за оптической системой. [c.15] Допустим теперь, что имеют дело с равномерно самосветящейся предметной плоскостью, перпендикулярной к оптической оси. Эту предметную плоскость (источник света) можно установить либо в плоскости изображения Л действующих диафрагм четного ряда, либо в плоскости изображения 3 действующих диафрагм нечетного ряда. Важно отметить, что световой поток, прошедши через прибор, от этого не изменится, потому что при этолг не изменится ход лучей через оптическую систему. Однако изменится положение изображения предметной плоскости в пространстве изображения. Оно будет либо в нлоскостп Л, либо в плоскости 3. Может также измениться величина проектируемой части предметной плоскости соответственно относительной величине оптических изображений Л п 3 действующих диафрагм. [c.15] Принимая во внимание указанные и некоторые другие особенности, как, наиример, положение промежуточных изображений предметной плоскости относительно диафрагм специального назначения, и производят выбор для данной конкретной оптической системы положения предметной плоскости из двух наиболее рациональных ее положений. [c.15] под которым виден зрачок входа из осевой точки предмета, называют апертурным углом. Лучи, которые проходят через центр зрачка входа и, следовательно, центр апертурной диафрагмы, называют главными лучами. [c.16] С другой стороны, диафрагму, изображение которой видно из центра зрачка входа системы под наименьшим углом, называют полевой диафрагмой, а ее изображение в пространстве предметов называют люком входа. [c.16] под которым виден люк входа из центра зрачка входа, называют полевым углом. Аналогичные определения люков и углов выхода имеют место и для пространства изображений. [c.16] Следует уже теперь отметить практически важный случай, когда хотя и найден зрачок входа с точки зрения осевой точки предмета, но сам предмет не излучает, а освещается проходящими лучами с помощью постороннего источника света (рис. 2). При этом предмет АВ освещается источником света 8 5 , который расположен так, что осевые лучи гомоцентрических пучков, исходящих из крайних точек источника, проходят через точку О, образуя меньший угол, чем апертурный угол системы. Следовательно, входным зрачком системы в этом случае фактически является сам источник света. [c.16] В большинстве случаев люк выхода находится в плоскости ретины глаза или фотопластинки, где лежат изображения объектов наблюдения. Это позволяет определять положение диафрагм и люка входа. Затем следует иметь в виду, что зрачок выхода прибора должен совпадать с зрачком глаза или апертурной диафрагмой фотоаппарата. Указанные обстоятельства облегчают анализ роли диафрагмы. [c.17] Вернуться к основной статье