![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •1. Закон преломления.
- •2. Оптика параксиальных лучей
- •Инвариант Гюйгенса-Гельмгольца (г-г)
- •3. Нулевые лучи
- •Поиск кардинальных элементов оптической системы при помощи расчета хода нулевых лучей
- •4. Формула Ньютона.
- •Формула Гаусса.
- •5. Расчёт хода нулевого луча через оптическую систему или её компонент в случае, когда они заданы кардинальными элементами.
- •6. Диафрагмы: апертурная, полевая, винъетирующая.
- •Апертурная диафрагма
- •Свойства апертурной диафрагмы
- •Алгоритм поиска апертурной диафрагмы
- •Полевая диафрагма
- •Свойства полевой диафрагмы
- •Алгоритм поиска полевой диафрагмы
- •Коэффициент виньетирования в оптических системах
- •Поле зрения оптической системы ограниченное виньетирующей диафрагмой
- •7, 8 Поток излучения, единицы потока излучения и светового потока. Сила света.
- •9. Светимость и яркость поверхности. Формула Ламберта.
- •Связь между силой света и яркостью
- •Ламбертов излучатель.
- •Световой поток ламбертового излучателя поступающий во входной зрачок оптической системы.
- •10. Освещенность на оси и на периферии плоскости изображения. Освещенность на оси.
- •Освещенность на периферии.
- •11. Сферическая аберрация Аберрации ос
- •Плоскость наилучшей установки
- •Продольная сферическая аберрация луча
- •Графики сферической аберрации
- •Сферическая аберрация одиночной линзы
- •12. Хроматизм положения
- •Хроматизм тонкой линзы в воздухе
- •Хроматизм положения линзы конечной толщины
- •13. Телескопические системы
- •Ход лучей в телескопических системах Кеплера и Галилея
- •Видимое увеличение телескопической системы
- •Угловое поле зрения
- •Система Галилея
- •Диаметр выходного зрачка
- •Положение выходного зрачка
- •Угловой предел разрешения тс
- •Полезное увеличение тс
- •Светосила тс
- •14. Лупа
- •Видимое увеличение лупы
- •Размеры поля зрения лупы
- •Глубина резко изображаемого пространства (грип)
- •Аккомодационная грип
- •Аккомодационная составляющая
- •15. Микроскопы
- •Видимое увеличение микроскопа
- •Линейный размер поля зрения микроскопа –2у
- •Положение и диаметр выходного зрачка
- •Линейный предел разрешения микроскопа
- •Полезное увеличение микроскопа
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 – Дпд, 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:
.