Складання центрованих оптичних систем. Телескопічна система
Звично окремі частини оптичних приладів (об’єктиви, окуляри) складаються із декількох лінз, які створюють центровану систему з загальною оптичною віссю. Складна центрована система складається, таким чином, із декількох простих систем – лінз, що мають заломлюючі поверхні і визначаються своїми головними площинами і фокусами. Таку складну систему із декількох лінз замінюють еквівалентною, визначивши для її положення головних площин і фокусів. Еквівалентна система має на відміну від простої не одну, а дві головні площини: передню і задню. Відшукування головних площин і фокусів еквівалентної системи по заданих відповідних елементах простих систем називають складанням систем. Відрізок D оптичної осі між заднім фокусом першої системи і переднім фокусом другої системи називають оптичним інтервалом. Із рис. 2.18 маємо, що
(2.44)
Представимо на рис. 2.18 складну оптичну систему з двох сферичних поверхонь. Перша система задається положенням головних площин Н1 і Н’1, переднього і заднього фокусів, а друга – відповідно положення Н2 і Н’2, F2 F’2. Відстань між головною площиною першої і переднього головного площиною другої системи H’1H2=d.
Промінь Р з простору променів, паралельний оптичній осі, заломиться в точці М’1, пройде через задній фокус першої системи і заломиться другими головними площинами Н2 і Н’2 в точках N2 і N’2. Після перетину з оптичною віссю в точці F’, що називається заднім головним фокусом еквівалентної системи, промінь зустрічається з геометричним продвиженням свого вихідного напряму в точці М’. Перпендикуляр до оптичної осі в точці М’ називається задньою головною площиною еквівалентної системи. Позначимо положення заднього головного фокусу другої системи величиною F’, а відносно задньої головної площини Н’– величиною f’e, що називається задньою фокальною відстанню еквівалентної системи.
Аналогічно промінь Р з простору зображень, паралельний оптичній осі, заломиться в точці М2, пройде через передній фокус F2 другої системи і заломиться головними площинами першої системи Н’1 і Н1 в точках N’1 i N1. Після перетину з оптичною віссю в точці F, що називається переднім головним фокусом еквівалентної системи, промінь зустрічається з геометричним продовженням свого вихідного напряму в точці М. Перпендикуляр до оптичної осі в точці М називається передньою головною площиною еквівалентної системи. Позначимо положення переднього головного фокусу еквівалентної системи величиною cF, а відносно передньої головної площини Н – величиною fe, що називається передньою фокальною відстанню еквівалентної системи.
Положення переднього і заднього фокусів еквівалентної оптичної системи, а також фокальні відстані визначається за формулами 16.
(2.45)
(2.46)
(2.47)
(2.48)
Із рис. 2.18 видно, що
(2.49)
(2.50)
Підставимо в (2.49) і (2.50) відповідні значення із (2.45) (2.48), будемо мати
(2.51)
(2.52)
Формули (2.51) і (2.52) дозволяють визначити положення головних площин еквівалентної оптичної системи.
Відстань між головними площинами еквівалентної оптичної системи визначається за формулою:
(2.53)
Еквівалентна оптична система може бути повністю охарактеризована чотирма по різному сполученими величинами:
(2.54)
або
(2.55)
або
(2.56)
Іншими словами, люба оптична система може бути представлена положеннями: оптичної осі, передньої і задньої головних площин, а також переднього і заднього головних фокусів.
Для геодезичних приладів особливо важливі телескопічні системи. Телескопічною або фокальною системою називають систему, в якій оптичний інтервал D=0, тобто задній фокус першої системи збігається з переднім фокусом другої. Фокальні відстані телескопічної системи згідно (2.47) і (2.48) дорівнюють
(2.57)
Таким чином до телескопічних систем відносять зорові труби, що сфокусовані на нескінченність для нормального ока. Це означає, що паралельний пучок променів після заломлення в оптичній системі залишається паралельним. Відповідно до (2.51) і (2.52) головні площини оптичної системи будуть також знаходитись в нескінченності
(2.58)
В телескопічних системах з паралельним пучком променів апертурною діафрагмою буде оправа об’єктива. Вона ж буде і вхідною зіницею (Dоб.). Зображення цієї діафрагми в просторі зображень буде вихідною зіницею (dок) оптичної системи. Відношення
(2.59)
називається кутовим збільшенням оптичної системи, а відношення
(2.60)
називається лінійним збільшенням оптичної системи.
Література.
1. Боровий В.О. Автоколімаційні, поляризаційні і лазерні вимірювання в геодезії : Монографія. Чернігів, РВВ- ЧДІЕіУ- НЦ МДВУ, 1999, - 231с.
2. Кузнецов П.Н., Васютинский Н.Ю., Ямбаев Х.К. Геодезическое инструментоведение: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1984,- 364с.
3. Островский А.Л., Маслюч Д.И., Гребенюк В.Г. Геодезическое прибороведение. Львов. Вища школа, 1983.- 205с.
4. Костецька Я.М. Геодезичні прилади. Частина ІІ. Електронні геодезичні прилади: Підручник для студентів геодезичних спеціальностей вузів. – Львів: ІЗМН, 2000- 324 с.
5. Літнарович Р.М. Польовий компаратор ЧДІЕіУ. Чернігів, ЧДІЕіУ, 2002, - 16 с.
6. Літнарович Р.М., Мардієва Л.П., Ярош Ю.В. Будова і робота світловіддалеміра СТ5. Навчальний практикум по курсу “Електронні геодезичні прилади”, ЧДІЕіУ,Чернігів,2000, - 38 с.
Дата добавления: 2016-07-27; просмотров: 2207;