Угловое поле зрения

Система Кеплера

В системе Кеплера имеется возможность размещения полевой диафрагмы, которая устанавливается в заднем фокусе первого и переднем фокусе второго компонента. Так как именно в этой плоскости находится промежуточное изображение пространства предметов. Входной зрачок, как правило, оправа первого компонента. Для определения угла поля зрения в пространстве предметов необходимо провести два луча через края полевой диафрагмы и осевую точку входного зрачка, согласно правилам отыскания углового поля зрения в пространстве предметов. Если диаметр полевой диафрагмы – Д_пд, тогда:

; [рад].

Для определения углового размера поля зрения в пространстве изображений, то есть за ОС:

; , отсюда: . На практике: .

Система Галилея

В системе Галилея нет возможности для размещения полевой диафрагмы, так как промежуточное изображение предметов отсутствует. В такой телескопической системе, как правило, роль апертурной диафрагмы выполняет зрачок глаза.

Оправы первого и второго компонентов – виньетирующие диафрагмы. Поле зрения такой системы обычно ограничивается .

, где - диаметр зрачка глаза,

- диаметр оправы первого компонента

Диаметр выходного зрачка

В ТС Кеплера выходным зрачком - изображение апертурной диафрагмы, сформированное вторым компонентом, находящимся за задним фокусом второго компонента. апертурная диафрагма – оправа первого компонента, то лучи осевого пучка, проходящие через ее края, пройдут и через края выходного зрачка. Таким образом, диаметр выходного зрачка будет равен диаметру осевого пучка за окуляром.

Из подобия соответствующих треугольников видно, что , отсюда: .

Положение выходного зрачка

В ТС Галилея положение выходного зрачка определяется положением зрачка глаза относительно самой системы. В ТС Кеплера выходной зрачок – это изображение АД, сформированное вторым компонентом. Если АД совпадает с самим компонентом, то она является предметом для второго компонента, отдаленным относительно переднего фокуса на фокусное расстояние компонента, то есть: .

При этом положение изображения за вторым компонентом определяется отрезком относительно заднего фокуса второго компонента, который согласно формулам Ньютона равен: ; Так как , то: , то есть зрачок находится за задним фокусом второго компонента. Если известен задний фокальный отрезок второго компонента, то удаление выходного зрачка относительно второго компонента равняется: .

Обычно от правой части последнего выражения отнимают 1,5-2 мм – величину продольной сферической аберрации в зрачках. Диаметр и положение выходного зрачка в ТС Кеплера – важные эргономические параметры. должен быть согласован с диаметром глаза наблюдателя и не превышать его.

должно быть таким, чтобы ресницы не мешали наблюдению. Его обычно регламентируют в пределах от 15 до 25 мм.

Угловой предел разрешения тс

Угловым пределом разрешения - минимальное угловое расстояние между двумя предметными точками, изображения которых в пространстве изображений находятся на пределе разрешения, взятого по какому-либо критерию. Таким критерием является критерий Релея. Суть его: если дифракционное изображение двух точек находится на таком расстоянии, что центральная точка одного из них совпадает с первым дифракционным минимум, то они считаются расположенными на расстоянии предела разрешения.

К ритерий Релея справедлив при рассмотрении ТС, работающей с глазом. Этот критерий удобен также и потому, что угловой предел разрешения ТС потенциально ограничен дифракцией света на краях апертурной диафрагмы. Так в системе Кеплера апертурной является оправа первого компонента. В связи, с чем дифракционный угловой предел разрешения может быть вычислен по формуле: (1) - дифракционный предел по Фраунгоферу для видимой области излучения ; D [мм] – диаметр входного зрачка.

Т ак как телескопическая система работает с глазом, то угловой предел разрешения системы «ТС + глаз» зависит еще и от углового разрешения глаза. Визуальный угловой предел разрешения системы ТС + глаз:

Нормальный глаз в среднем имеет угловой предел разрешения 60 угловых секунд. Двум лучам с расстоянием 60” за ТС соответствуют два оптически сопряженных луча перед ТС, с угловым расстоянием: .