Астрономическая оптика - Мaксутов Д.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Другой вид неоднородностей может быть сосредоточен в ограниченном, сравнительно узком объеме приблизительно цилиндрической формы. Если сечение неоднородного включения измеряется несколькими миллиметрами (редко более 10—15 мм), то такое
* А Я
Рис. 41. Рис. 42.
включение мы назовем жилой неоднородности, если же оно измеряется долями миллиметра (редко более 2 мм), то такое включение мы назовем свилью.
На рис. 42 представлен идеализированный случай жилы или свили, а именно: предположено, что их сечение круглое и что показатель преломления внутри включения постоянен и на А/г превышает показатель преломления остальной массы стекла.
И в этом случае плоская волна /—/ преобразуется в деформированную волну II—II с вмятиной глубиной к. Только теперь волновая аберрация к зависит не от толщины стекла, а от диаметра й жилы или свили и выражается формулой
Л = ^Ди. (77)
Данная жила или свиль вызывает совершенно одинаковую волновую аберрацию как при толстом, так и при тонком стекле до той поры, пока одна из поверхностей изделия не пройдет через свиль
132
и не отсечет от нее некоторой части, снижая волновые аберрации пропорционально стрелке отсеченного объема свили.
Так как диаметр й в свилях сравнительно мал, то можно допускать значительную разность А/г без вреда для качества изображения. Но свиль по своей природе принадлежит к числу таких включений, в которых А/г всегда очень велико, а потому в большинстве случаев малость диаметра д, все же не спасает положения.
В действительности при установлении допуска на свили и жилы приходится руководствоваться не только величиной к волновой аберрации, но и отношением площади стекла, пораженной свилями, к площади остальной однородной части стекла. Площади измеряются как проекции объемов стекла в направлении проходящих через него лучей.
Если неоднородность больше допустимой, т. е. если к > )^/4, то сперва по мере роста к происходят некоторые искажения в дифракционном изображении: кольца теряют свою правильную форму, делаются более яркими, приобретают сгустки света в неожиданных местах и направлениях. При более грубых неоднородностях значительный процент энергии переходит из центрального ядра изображения в окружающие его ореол и хвосты, которые скоро начинают конкурировать в яркости с центральным ядром, а значит, снижают не только контрастность изображения, но и разрешающую силу, если только пораженные неоднородностями площади достаточно велики.
^§ Поясним сказанное на примере рис. 43. Пусть в стекле А заключена неоднородность В, занимающая 10% площади стекла и расположенная прямолинейно. Пусть С есть изображение звезды, построенное при посредстве такого стекла. Пока А/г неоднородности мало и волновые аберрации не превышают /г=У4, изображение С представляет собою совершенную дифракционную картину с круглыми, достаточно равномерно освещенными кольцами. При к > Х/4 на дифракционных кольцах изображения появляются сгустки света, ориентированные в направлении, перпендикулярном к направлению неоднородности. При еще большем значении А/г, а вместе с ним и к эти сгустки света образуют уже явно заметный и достаточно длинный хвост, в котором сосредоточено около 10% энергии изображения. Чем выше А/г, тем длиннее хвост, а значит, тем меньше его относительная яркость, так как неоднородность по-прежнему «выводит из строя» около 10% энергии и рассеивает ее в ореол (хвост) большей площади.
133
Здесь имеет место странное на первый взгляд свойство неодно-родностей, названное в свое время (1932 г.) парадоксом Максутова: если неоднородность занимает площадь, достаточную, чтобы вы-вести4из строя заметный процент лучистой энергии, то чем грубее она будет (чем больше будет Дтг), тем безвреднее окажется ее действие на качество изображения.
Самыми вредными оказываются протяженные плавные неоднородности" с малой, но достаточной для искажения изображения величиной Дгс: они приводят к резкому падению качества изображения и разрешающей силы.
На следующее место следует поставить потоки нежных свилей, поражающих заметные площади стекла.
Наконец, самыми безвредными неоднородностями оказываются одиночные свили, и чем они грубее (чем больше в них Дгс), тем это выгоднее, так как яркость производимых ими весьма длинных хвостов у изображения будет ничтожно малой и практически неощутимой.
Между тем существующий и принятый на производстве метод контроля стекла (метод точечной проекции) совершенно неспособен обнаружить в стекле плавные неоднородности, с трудом и не во всех случаях он обнаруживает потоки нежных свилей и отлично выявляет грубые свили. Этот метод порочен потому, что он бракует стекло по наименее вредным неоднородностям и пропускает стекло как годное при наличии в нем наиболее вредных и роковых для качества изображения неоднородностей.
Понятно, что лаборатория, руководимая автором, отказалась от такого общепринятого метода еще в 1930 г., при ее возникновении, и перешла на теневой метод контроля, который постепенно стал прививаться и в промышленности, по крайней мере на тех участках, где осознали его бесспорные преимущества и побороли консерватизм.
