Телеобъектив. Зрительная труба с внутренней фокусировкой

Если в трубе Кеплера обычный объектив заменить телеобъективом, то получим зрительную трубу с внутренней фокусировкой.

Для уяснения принципа действия телеобъектива рассмотрим систему из двух линз (положительной и отрицательной L2). Пусть отрицательная линза находится на расстоянии d < fj от положительной линзы (рис. 6.6).

К определению фокусного расстояния двух лиц

Рис. 6.6. К определению фокусного расстояния двух лиц

Луч 5А проведенный параллельно оптической оси, после преломления в линзах L и L2 пересечет оптическую ось в точке F'kb — заднем фокусе системы из двух линз. Продолжим отрезок луча F'kb L] и L2 до пересечения с первоначальным лучом, получим точку А, расположенную в главной плоскости линзы L, эквивалентной двум Д и L2. Продолжим луч AtA2 до пересечения с оптической осью, получим точку F' — задний фокус первой линзы.

На рис. 6.6 имеем две пары подобных прямоугольных треугольников: ДА, O,F — AA-OJ7'. и ДА OF' — AA„O„F' , откуда получим:

111 Z Z 1 ЭКВ Z Z экв * *

^P2_f^-d х

~аД~—'' ~ао~7^

Левые части равенств равны, значит, равны и правые части:

х _fi~d

(6.7)

^экв А

В уравнении (6.7) два неизвестных х и Гкв; чтобы его решить, воспользуемся уравнением тонкой линзы для отрицательной линзы 12, обратное фокусное расстояние которой 1 //' известно и равно

  • 1 _ 1 fx'-d
  • (6.8)

t; х f/

где 1/х — обратное расстояние до предмета;

— обратное расстояние до изображения.

Величину х из выражения (6.7) подставим в формулу (6.8) и получим фокусное расстояние эквивалентной линзы:

f = ——. экв f^-d

Такие объективы, состоящие из положительной и отрицательной систем и L2, называются телеобъективами. Из рис. 6.6 следует, что при большом фокусном расстоянии Гкв эти системы отличаются трубами небольших размеров O^F'^.

Рассуждая аналогично, можно получить эквивалентное фокусное расстояние системы из трех, четырех и более линз, т. е. несколько линз можно заменить одной линзой, эквивалентной данным, тогда ход лучей в трубе с внутренней фокусировкой сводится к ходу лучей в трубе Кеплера (см. рис. 6.3).

Из уравнения (6.9) следует, что при одних и тех же компонентах в зависимости от расстояния d между этими компонентами фокусное расстояние телеобъектива будет изменяться, т. е. при перемещении отрицательной линзы вдоль оптической оси изменяется Гкв.

Конструкция зрительной трубы с внутренней фокусировкой показана на рис. 6.7. Здесь L, и ?2 — положительный и отрицательный компоненты телеобъектива, ф — окуляр, 3 — сетка нитей. Объектив ?] и сетка нитей 3 закреплены в одном корпусе трубы 5, так что расстояние между ними постоянно и равно длине телеобъектива. Окуляр помещен в трубке 2, вращая которую можно изменить расстояние между окуляром и сеткой нитей и тем самым устанавливать сетку нитей по глазу наблюдателя.

Схема зрительной трубы с внутренней фокусировкой

Рис. 6.7. Схема зрительной трубы с внутренней фокусировкой

Отрицательная линза Ь2 установлена в патрубке 4, который при вращении кремальеры 1 перемещается вдоль корпуса трубы, изменяя фокусное расстояние телеобъектива. Вращая кремальеру 1, можно добиться совмещения плоскости изображений рассматриваемого предмета с плоскостью сетки нитей 3, т. е. установить трубу по предмету. Поэтому линза Ь2 называется фокусирующей.

К достоинствам трубы с внутренней фокусировкой относятся: большое фокусное расстояние объектива Гкв при небольшой оптической длине трубы OF' (см. рис. 6.6), герметичность трубы и стабильность визирной оси при перефокусировке.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >