Астрономическая оптика - Мaксутов Д.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Р2 = Р1- (250)
Но если кривизны внутренних поверхностей объектива одинаковы, то линзы можно склеить, например, бальзамом или другим прозрачным веществом с показателем преломления, близким к показателю преломления стекол.
Склейка линз объектива интересна по многим причинам:
1) отражение света на склеенных поверхностях весьма мало, а потому в склеенном объективе мы уменьшаем потери света на отражение почти на 10%;
2) склейка значительно уменьшает волновые аберрации объектива, обусловленные ошибками формы склеиваемых поверхностей, а потому эти поверхности можно изготовлять с пониженными точностями;
3) склейка ликвидирует эффект от мелких царапин и мата на склеиваемых поверхностях и не оставляет места для появления новых царапин или для внутреннего запыления или запотевания объектива;
4) склейка увеличивает механическую жесткость линз, обеспечивает неизменность центрировки и простоту сборки объектива.
219
Но склейка обнаруживает и целый ряд отрицательных свойств, из которых главными являются:
1) неоднородность и свили в бальзаме;
2) натяжения и вызываемые ими деформации поверхностей линз, в большинстве случаев прогрессирующие с течением времени и не устраняемые вполне даже тщательным отжигом;
3) напряжения и деформации линз, связанные с переменами температуры и с неравенством коэффициентов теплового расширения крона, флинта и бальзама.
Если для малых объективов (/)^70) склейка линз допустима и даже желательна, то для объективов средних и тем более крупных она совершенно нерациональна.
Кроме склейки линз, возможна их посадка на оптический контакт, имеющая некоторые преимущества перед склейкой. Но и в одном, и в другом случае в силе остается условие (250).
В случае выбранных нами стекол К8 и Ф2 два решения для склеенного объектива лежат близко к комбинации Л + С, как это видно из кривых рис. 84 и из сопоставления \/2 и р'^ рис. 85 для первой комбинации. В общем случае произвольного выбора пары сортов стекла эти решения находятся следующим образом.
Вычерчиваем (рис. 86) кривую (Д/у)х0 для кроновой линзы, принимая за независимую переменную р?, а затем кривую (Д^)х0 для флинтовой линзы, принимая за независимую переменную р". Точки пересечения Р и () двух кривых и соответствуют двум случаям склеенного объектива. Склеенные объективы такого типа называются, по имени их автора, объективами Клеро.
220
Замечательно, что у двух объективов Клеро типа Р и одинаковы численные значения коэффициента комы, но, в то время как у типа Р кома отрицательна, у типа (} она положительна.
Поэтому между точками Р и и приблизительно на середине их расстояния находится некоторый горизонтальный уровень А'А", которому соответствует объектив с исправленной комой.
Так как все рассмотренные нами комбинации, во-первых, ахроматичны для лучей С и Р и, во-вторых, свободны от сферической аберрации третьего порядка, то объектив А'-\-А" рис. 86, кроме того, свободен от комы, а потому может быть назван визуальным апланатом.
Если визуальный апланат рис. 86 не может быть склеенным (Р27^р!)» то пРи надлежащем выборе сортов стекла может оказаться, что кривая (А/у)х0 касается кривой (Д^,)х0 в точке А", совпадающей с точкой А'. В этом случае р2=р1 и мы осуществляем склеенный визуальный апланат. Комбинация А-\~С рис 84 и рис. 85 не очень далека от этого случая.
Современный астрономический объектив должен быть не только ахроматичным и свободным от сферической аберрации, но и с исправленной комой. Мы видели уже, как сильно ограничивает кома поля резких изображений; поэтому даже в визуальном рефракторе кома может снижать качество изображения на краях поля зрения при пользовании слабыми окулярами.
Допустим, что объектив рефрактора имеет относительное отверстие А и что коэффициент комы Кп у него численно такой же, как у параболического зеркала (Ки=±0.25). В этом случае предельный угол и?тйх поля зрения определяется выражением (164).
Допустим далее, что нами применен слабый окуляр с зрачком выхода с1 = 5 мм. При таком окуляре мы используем объективное поле с углом юй, причем, как будет показано в дальнейшем,* для окуляров нормального типа
0.364 ,
т. е. при о1 = Ъ
1.82
(251
Приравнивая (251) выражению (164), находим
Атах = 1:22.4, (252)
и это независимо от диаметра объектива.
Так как относительное отверстие объективов обычно больше 1 : 22.4, то кома на краях поля зрения при слабых окулярах снижает качество изображения, если Хп^0.25.
* К сожалению, в дальнейшем Д. Д. Максутовым ото не показано, но то следует из того, что угол поля зрения окуляра обычно бывает около 20°. — Прим. ред.
221
С другой стороны, так как у произвольно выбранной комбинации А + С рис. 84 коэффициент комы может во много раз превышать ЛГп=+0.25, то в таких объективах помехи комы могут иметь место при значительно меньших зрачках выхода,_т. е. не только при слабых, но и при сильных окулярах.
Если кома нежелательна и даже вредна в визуальных объективах, то тем более она вредна и совершенно недопустима в объективах фотографических, в которых углы поля зрения и; измеряются многими десятками минут, а часто и несколькими градусами.
