Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Пространственный предмет, рассматриваемый через лупу, пусть состоит из
двух стрелок равной величины, причем одна из них (стрелка FP) лежит в
передней фокальной плоскости лупы. Прочертим ход главного луча,
проходящего через точку Р и через центр С' выходного зрачка лупы. Для
этого проведем вспомогательный луч через точку Р и через условно
совмещенные главные точки лупы. Параллельно этому лучу проводим главный
луч МС' в пространстве изображений. Через точки Р и М проводим теперь
главный луч в пространстве предметов. В точке С пересечения этого луча с
осью находится центр входного зрачка лупы. Через точки С и С' проводим
теперь второй главный луч Р,М,С', исходящий из внеосевого "конца второй
стрелки. При этом обнаруживается, что более далекая стрелка PF
представляется глазу наблюдателя
143
под углом MC'F, а более близкая стрелка - под углом M^C'F, причем MC'F <
M^C'F. С такой же закономерностью мы имеем дело и при рассматривании
предметов невооруженными глазами: из двух равных по величине предметов
более далекий мы видим под меньшим углом зрения, чем более близкий.
Перспектива, в которой действует это правило, называется энтоцентрической
или нормальной перспективой.
Пусть теперь зрачок глаза, а следовательно, и выходной зрачок лупы лежит
в ее задней фокальной плоскости (точки F' и С' совпадают, как показано на
рис. II. И, б). В этом случае центр С входного зрачка лежит на
бесконечности, а все главные лучи в пространстве предметов параллельны
оптической оси. При этом концы Р и Pi стрелок оказываются лежащими на
одном луче, а потому обе стрелки видны наблюдателю под одним и тем же
углом MC'F. В природных условиях такая перспектива не встречается; только
при рассматривании очень далеких предметов перспектива приближается к
этим условиям. Но в то же время мы хорошо знакомы с такой перспективой,
так как пользуемся ею в технических чертежах (ортогональная проекция).
Такую перспективу называют телецентрической, а параллельный ход главных
лучей называется телецентрическим ходом лучей.
144
Представим, себе теперь, что выходной зрачок лупы С' удален от нее дальше
ее заднего фокуса F' (рис. II. И, в). Проделав такое же построение хода
главных лучей, какое было проделано выше, убедимся, что центр С входного
зрачка теперь оказывается расположенным по другую сторону лупы. На
выполненном таким образом чертеже обнаруживается, что более близкий к
прибору предмет виден нз точки С' под меньшим углом, чем предмет более
далекий. Это совсем неестественная перспектива. Она наблюдается только в
некоторых оптических приборах. Мы называем эту перспективу
гиперцентрической. Если оптический прибор должен давать наблюдателю
правильное представление о пространственной форме предметов,
гиперцентрическая перспектива недопустима. Особенно недопустима оиа в тех
случаях, когда мы ожидаем получения художественного эффекта от
изображения (художественная фотография, кино).
Телецентрический ход лучей используется во многих измерительных
оптических приборах. Дело в том, что при неточной наводке иа резкость
изменяется несколько величина изображения, а это вносит ошибку в
измерение величины предмета. В то же время точно выполнить наводку на
резкость глаз человека не в состоянии: прн перемещении предмета в
некоторых пределах его изображение кажется почти одинаково резким.
Фотографы знают, что при наводке на резкость по матовому стеклу
существуют некоторые пределы перефокусировки, внутри которых невозможно
подметить изменения резкости. Однако в этих пределах существенно меняется
величина изображения. Поэтому в измерительных приборах наводка на
резкость связана обычно с потерей точности. Чтобы этого избежать, по идее
Аббе следует создать в пространстве предметов телецентрический ход лучей,
поместив для этого апертурную диафрагму АД (рис. II. 12) в задней
фокальной плоскости объектива. При этом перемещение предмета относительно
прибора (или прибора относительно предмета у), происходящее при
фокусировке, не вызовет изменения угла а', а следовательно, и величины у'
изображения. Таким образом, введение телецентри-ческого хода лучей
исключает ошибку измерения, вносимую неточной фокусировкой.
10 В. Н. Чурнловский 574
145
Б. ОПТИЧЕСКИЙ ПРИБОР КАК ПЕРЕДАТЧИК СВЕТОВОЙ ЭНЕРГИИ
§ 41. Основные фотометрические величины
При рассмотрении вопросов передачи световой энергии оптическими приборами
необходимо оперировать некоторыми понятиями и величинами фотометрии.
Поэтому здесь уместно кратко напомнить некоторые сведения о
фотометрических величинах и единицах их измерения.
I. Световой поток F - количество световой энергии, протекающее в
единицу времени через поперечное сечение пучка лучей и оцениваемое по
зрительному ощущению. Единица измерения светового потока - люмен (лм)
есть одна шестидесятая часть све-
тового потока, излучаемого черным телом при температуре затвердевания
платины 2042° К с площади в 1 см2.
• 2. Сила света I какого-либо источника света - углоаая плотность
