6.1. Измерение диаметра выходного зрачка и его удаления в телескопической системе

Всякий оптический прибор имеет в пространстве предметов входное отверстие, которое ограничивает пучок лучей, исходящих из осевой точки предмета. Это отверстие имеет форму круга с центром в точке на оптической оси. Входное отверстие оптического прибора, расположенное в пространстве предметов и ограничивающие пучки лучей, идущие от отдельных точек предмета, называют входным зрачком прибора D (по аналогии со зрачком человеческого глаза) [1].

Угол, образованный с осью крайним лучом пучка, исходящего из осевой точки предмета, называется передним апертурным углом.

Изображение входного зрачка, даваемое всей оптической системой в пространстве изображений, является ее выходным зрачком D’. Входной и выходной зрачки являются сопряженными между собой элементами в оптической системе: входной зрачок является предметом, выходной – его изображением. Угол между оптической осью и лучом, проходящим через осевую точку изображения и край выходного зрачка, называется задним апертурным углом.

В телескопической системе чаще всего входным зрачком является оправа объектива, а ее изображение – выходным зрачком.

Диаметр выходного зрачка D’ обычно задается равным диаметру глаза или несколько большим.

Удаление или вынос выходного зрачка t’ – это расстояние от поверхности последней линзы окуляра до выходного зрачка; удаление может быть 7-12 мм, при меньшем удалении трудно совместить зрачок глаза с выходным зрачком. Удаление может быть и 20-25 мм (при работе с противогазом) и 50 мм (в танке).

Увеличением телескопической системы Г_Т называется отношение тангенса угла, под которым глаз наблюдателя видит изображение, создаваемое оптической системой, к тангенсу угла, под которым предмет виден невооруженным глазом.

Если это отношение положительно, то телескопическая система образует прямое изображение, а если отрицательно, то изображение будет перевернутым (обратным).

(7)

где f_об и f_ок – фокусные расстояния объектива и окуляра соответственно.

6.1.1. Измерение диаметра выходного зрачка и его удаления с помощью динаметра

Динаметр – оптический прибор для измерения величины диаметра и удаления выходного зрачка [5].

Динаметр Рамсдена представляет собой трубку 3, вставленную в тубус 1. В трубке 3 укреплена шкала 2; внутри нее есть резьба, по которой перемещается окуляр в оправе 4 для фокусировки на шкалу. На цилиндрическую поверхность трубки 3 нанесены деления с интервалом в 1 мм. По этим делениям отсчитывают расстояние от опорного торца тубуса 1 до шкалы, с которой совмещают изображение выходного зрачка (рис. 15).

1 – тубус; 2 – шкала с делениями; 3 – трубка; 4 – окуляр

Рис. 15. Схема динаметра Рамсдена

Методика выполнения работы

1. Наблюдая в окуляр динаметра, установить его сетку резко по глазу перемещением окуляра 4.

2. Осветить объектив контролируемой системы рассеянным светом.

3. Прижимая тубус динаметра к наружному краю оправы окуляра телескопической системы, передвигать трубку 3 внутри тубуса 1 до тех пор, пока не будет резко виден выходной зрачок системы.

4. Определить число делений сетки N, укладывающихся в диаметр изображения выходного зрачка.

5. Зная цену делений сетки С (у динаметра Рамсдена С = 0,1 мм), вычислить диаметр выходного зрачка:

. (8)

6. По наружной шкале динаметра определить расстояние (удаление) от торца окуляра контролируемой системы до ее зрачка выхода.