Бинокль. Ход лучей. Проекционный фонарь

Ход лучей. Бинокль представляет собой (рис. 460) две трубы Галилея, соединенные вместе. Преимущество его перед зрительной трубой — значительно меньшая длина. В самом деле, длина кеплеровой (рис. 455) трубы равна F₁ + F₂, где оба фокусных расстояния положительны; длина галилеевой трубы (рис. 461) тоже равна F₁ + F₂ но F₂ отрицательно.

В призматических биноклях (рис. 462) укорочение трубы достигается тем, что луч внутри трубы заставляют пройти дважды. Для демонстрации хода луча в призматическом бинокле полезно иметь один из приборов (рис. 463 и 464), в которых легко проследить все отражения лучей. Разница между этими приборами та, что в первом отражение получается при помощи призм полного внутреннего отражения, во втором — при помощи зеркал.

Рис. 460. Бинокль

Рис. 461. Ход лучей в бинокле

Рис. 462. Призматический бинокль

Рис. 463. Демонстрация хода лучей в призмах бинокля

Рис. 464. Прибор, иллюстрирующий ход лучей в призмах бинокля

Построение бинокля и определение увеличения. 1) Собирающая линза (F = 30 см, d = 4—5 см). 2) Рассеивающая линза (F = 8 см, d = 2—1,5 см). 3) Оптическая скамья. 4) Рейка (§ 43,4). 5) Экран.

На оптическую скамью ставят собирающую линзу-—объектив—и так располагают скамью, чтобы линза была обращена к далеко стоящей, но хорошо освещенной рейке. Располагают на той же скамье экран и передвигают его до тех пор, пока на нем не получится резкое изображение нашего объекта — рейки. Между экраном и собирающей линзой помещают рассеивающую линзу — окуляр, убирают экран и смотрят в получившуюся трубу Галилея непосредственно глазом.

Рассеивающая линза должна быть так помещена, чтобы экран (впоследствии удаленный) оказался в ее главном фокусе. Если это было выполнено, то очень небольшого передвижения окуляра достаточно для окончательной установки получившейся трубы.

Глядя одним глазом на рейку непосредственно, а другим через галилееву трубу, считают, сколько делений n₁ рейки соответствует n₂ делениям изображения. Увеличение равно n₁/n₂.

Проекционный фонарь. Проекционные фонари и способы их применения были описаны в томе I, главе XIV, поэтому здесь опишем лишь прибор, пригодный для практических работ учащихся.

Основной частью этого фонаря является карманный электрический фонарь. В нем имеется источник тока, источник света и почти готовый конденсор. Переделка должна заключаться в следующем. Прежде всего тем или иным способом несколько отодвигаем линзу от лампочки настолько, чтобы получить почти параллельный пучок света.

Добавляем вторую такую же линзу, обращая их выпуклыми сторонами друг к другу. Для укрепления второй линзы придется корпус карманного фонаря заключить во второй корпус, сделанный либо из дерева, либо из жести, и уже в нем пристроить оправу для линзы и заодно направляющие для объектива.

Размеры полученного нами фонаря позволят проектировать киноленту, а потому около конденсора надо сделать отверстие для ленты. Объективом с успехом может служить лупа (F = 4—5 см). Общий вид такого фонаря изображен на рисунке 465.

Рис. 465. Проекционный фонарь для лабораторных работ

Темой работы может быть определение увеличения, даваемого фонарем. Для этой цели закладывают в фонарь один кадр киноленты и проектируют на стену (конечно, в хорошо затемненной комнате). Измеряют размеры предмета — кадр киноленты и размеры полученного изображения. Деля последнее на первое, получают искомое увеличение.

Полезно полученный результат проверить по формуле где l — расстояние от объектива до экрана; F - фокусное расстояние объектива. Последнее может быть найдено, как указано в § 36, 4.