4.3 Яскравiсть зображень

Свiтлову енергiю, що потрапляє на одиницю площi називають яскравiстю. Чим бiльше такої енергiї потрапляє на одиницю площi, тим зображення чiткiше, тобто кажуть, що предмет краще видно в зорову трубу. Оскiльки величину свiтлової енергiї, яка потрапляє на одиницю площi, важко визначити експериментально, то користуються поняттям вiдносної яскравостi. Для випадку зорових труб формула для визначення вiдносної яскравостi має вигляд:

, (4.3)

де 0,85 – коефiцiєнт, що враховує втрати свiтлової енергiї в оптичнiй системi; D – дiаметр об'єктива; d – дiаметр зрачка; Г – збiльшення зорової труби. З формули (4.3) бачимо, що величина вiдносної яскравостi обернено пропорцiйна квадрату збiльшення зорової труби. Тобто, якщо збiльшення зорової труби змiнити з 30 до 60 крат, то яскравiсть зображення зменшиться в чотири рази.

Це є однiєю з проблем щодо збiльшення зорової труби.

4.4 Втрати свiтла в зорових трубах

При проходженнi свiтлових променiв через оптичнi деталi при їх переломленнi на кожнiй поверхнi втрачається близько 5% свiтлової енергiї. Загальна втрата свiтлової енергiї В при проходженнi променiв через n поверхонь буде становити:

, (4.4)

де n – кількість поверхонь. Наприклад, якщо n = 10, то В = 0,43, що дуже суттєво.

У зв'язку з цим, запропоновано використовувати просвiтлену оптику. Суть її використання полягає в тому, що оптичнi поверхнi покривають спецiальною плiвкою, показник заломлення якої встановлюють за формулою:

. (4.5)

Товщина плiвки повинна становити 0,25 довжини хвилi свiтла.

При розглядi об'єктива геодезичних приладiв видно покриття фiолетового вiдтiнку – це свiдчить про наявнiсть спецiальної плiвки.

Просвiтлена оптика дозволяє зменшити втрати свiтла з 5 % до 1 %. Позитивний ефект просвiтленої оптики досягається за рахунок використання явища iнтерференцiї свiтлових хвиль, що вiдбувається при проходженнi променiв через плiвку. Втрати свiтлової енергiї в цьому випадку будуть становити:

. (4.6)

Таким чином, для n=10, В=0,10.

4.5 Спроможна здатнiсть та помилка вiзування

Спроможною здатністю зорової труби називають мiнiмальний кут, при якому можна розрiзнити двi точки. Наприклад, при наведеннi труби на рейку на вiддалi 100 метрiв не розрiзнимо двi точки, якi розмiщенi на вiддалi 1 мiлiметр мiж собою. В той же час при вiддалi до рейки 5 метрiв ми зможемо розрiзнити цi точки. Це свiдчить про те, що спроможна здатнiсть залежить вiд кута пiд яким видно двi точки. Спроможну здатнiсть труби визначають за формулою:

, (4.7)

де Г – збiльшення зорової труби.

Тобто чим бiльше збiльшення зорової труби, тим меншим буде кут D, а отже, буде бiльша спроможна здатнiсть.

Маючи величину кута D можна визначити мiнiмальну вiддаль мiж точками для певної вiдстанi, щоб можна було розрiзнити цi точки. Наприклад, вiддаль вiд приладу до рейки 10 метрiв, збiльшення труби Г = 30. Треба знайти мiнiмальну вiддаль мiж точками, щоб їх можна було розрiзнити (рис. 4.2).

Рисунок 4.2 – Спроможна здатнiсть

З рисунка 4.2 видно, що

, (4.8)

де ρ – число кутових одиниць у радіані, ρ=206265″.

У геодезiї також використовують поняття помилки вiзування. Спроможна здатнiсть та помилка вiзування дещо рiзнi поняття. Якщо перша характеризує оптичнi можливостi труби, то друга точнiсть встановлення положення вiзирної осi. Помилка вiзування залежить вiд спроможної здатностi зорової труби, вiд освiтленостi предмету, його форми, параметрiв сiтки ниток. Помилку вiзування визначають експериментальним шляхом. Експериментальнi данi показують, що для геодезичних вимiрiв доцiльно використовувати сiтку ниток у виглядi бiсектора. Встановлено, що при використаннi бiсектора при наведеннi на цилiндр геодезичного знака помилка вiзування дорiвнює

. (4.9)