Методика габаритного расчета призм
Призмы или призменные системы вводятся в простую зрительную трубу Кеплера для получения прямого изображения, сокращения габаритов оптической системы, компенсации вращения изображения, получения заданного угла между оптическими осями объектива и окуляра, для обеспечения удобного расположения головы наблюдателя.
Методика определения размеров призм в телескопических системах сводится к следующему:
По техническому заданию выбирается тип призмы для заданной зрительной трубы (задается преподавателем).
Выбирается марка оптического стекла, из которого будет изготовлена отражательная призма, по показателю преломления nе (задается преподавателем).
Строится развёртка призмы в плоскопараллельную пластинку для определения d (толщина призмы по оси), a (световой диаметр призмы) и (коэффициент призмы). Определяется необходимость металлизации отражающих граней.
Определяется геометрическое положение призмы в приборе, т.е. задаётся положение выходной грани призмы исходя из объема аккомодации глаза, по формуле:
или
,где
.
Положение выходной грани призмы находится в зависимости от различных конструктивных требований. Например, чтобы получить наименьшие габаритные размеры призмы, её нужно помещать ближе к сетке (полевой диафрагме), однако, не рекомендуется помещать грань в плоскости промежуточного изображения, так как возможные дефекты поверхности грани (точки, царапины, пылинки) будут отчетливо видны в поле зрения оптической системы.
После проведения предварительных расчетов необходимо графоаналитическим методом определить размеры призмы для заданной зрительной трубы. Привести чертеж (рис.1.2), выполненный в масштабе 1:1 (или увеличенном масштабе) на листе формата А4 или А3. Отложить на нём диаметр входного зрачка объектива зрительной трубы симметрично оптической оси, его фокусное расстояние, диаметр сетки или полевой диафрагмы, установленной в задней фокальной плоскости объектива. Провести габаритные лучи, соединяющие крайние точки объектива и сетки. Затем задать положение выходной грани призмы (отрезок с) относительно сетки.
Выбрав положение выходной грани, проводят вспомогательную прямую под углом к оптической оси по часовой стрелке до пересечения с габаритным лучом (рис.1.2). Определяется величина угла по формуле:
,
где n – показатель преломления стекла, – коэффициент, характеризующий тип призмы.
Добавляя 1-2мм на крепление и юстировку призмы, проводят прямую, определяющую положение выходной грани редуцированной призмы (рис.1.2).
Максимальный диаметр “а” светового пучка, падающего на входную грань призмы, снимают с чертежа (рис.1.2). Затем определяют длину хода луча в призме:
.
Толщина редуцированной воздушной пластинки dред равна:
.
Её сравнивают с толщиной редуцированной пластинки, измеренной по чертежу, если расхождения полученных значений большое, то перепроверяют расчеты.
Рис.2.2. К определению светового диаметра призмы
После того, как был определен световой диаметр призмы, остальные её размеры определяют из геометрии. Чертеж призмы в заданном масштабе приводится на листе формата А4 или А3 с указанием всех необходимых размеров.