Теория оптических приборов - Тудоровский А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Если призму повернуть вокруг ее центра так, чтобы грань QR была параллельна оси MN, то призма действует как простая прямоугольная, давая не вполне обращенное, зеркальное изображение пространства с тем различием, что про- Рис. 66.
стая призма для получения того же поля зрения должна была бы быть вдвое длиннее. В изображенном на рис. 66 положении призма дает изображение точки iS в направлении MN; при больших углах поворота призмы левая половина ее PQR будет пропускать меньшую часть всего пучка, чем правая, и при некотором угле все лучи, попадающие в объектив, будут отражаться правой половиною призмы. При повороте всей призмы влево обе половины призмы переменятся ролями. Это свойство двойной призмы дает возможность обозревать последовательно все части пространства над объективом в пределах угла, превышающего 180° без перерыва при переходе чрез зенит при помощи вращения призмы.
Недостатком этой призмы, и притом очень важным, является трудность ее изготовления, так как даже небольшие ошибки в углах обеих призм и непараллельность склеенных посеребренных граней QR ведет к заметному раздваиванию изображений особенно при больших увеличениях последующей части системы.
6) Второй способ применения прямоугольной призмы, как уже было указано в начале предыдущего пункта, состоит в том, что преломляющей поверхностью служит грань призмы, противолежащая
132
Глава IV. Преломление через плоскость и системы плоскостей
прямому углу, и преломленный луч претерпевает дважды полное внутреннее отражение от граней двугранного прямого угла. На рис. 67 показан ход луча в этом случае. Согласно теореме § 40 преломленный
луч A/'jP после Двух отражений от плоскостей АВ и АС, образующих
прямой угол, имеет направление QNit А параллельное PNt (поворот на угол
2х90°=180°); угол преломления в точке Nj равен углу падения в точке N.x, откуда вытекает равенство углов, образуемых лучами St и S2 с нормалями, т. е. параллельность этих лучей независимо от величины угла падения луча а следовательно и от положения призмы.
Рис. 68 служит для доказательства того, что действие призмы в рассматриваемом случае одинаково с действием плоско-параллельной пластинки. Посредством последовательного изображения падающего луча SINl и призмы ABC плоскими зеркалами АВ и АС или, проще, посредством поворота луча и призмы на 180° вокруг оси А, перпендикулярной плоскости рчеунка, мы получаем изображение падающего луча и грань С'В', изображающую грань ВС и ей параллельную; луч выходит из призмы так же, как должен был бы
пройти луч St"Nt" после преломления через плоско-параллельную пластинку С'В'ВС.
И в этом случае возможны такие углы падения луча что
луч NXP не будет испытывать полного внутреннего отражения; поэтому, если призма составляет часть оптической системы, в которой проходят пучки с очень большими углами расхождения лучей, тоу стекло призмы должно иметь достаточно большой показатель преломления; в противном случае грани призмы должны быть посеребрены.
в) Комбинации из двух или вообще из четного числа прямоугольных призм употребляются для получения вполне обращенных изображений; в соединении с объективом в зри-
тельных трубах такие комбинации дают уменьшенные необращенные изображения предметов и потому могут заменять обращающие системы из линз.
Если две призмы Довэ, изображенные на рис. 65 поместить одну за другой так, чтобы отражающие грани их ВС были взаимно перпендикулярны, то такая система дает вполне обращенное изображение и притом без смещения или излома линии визирования; при вращении
Рис. 68.
§ 48. Призма с полным внутренним отражением; обращающие призмы 133
такой системы, как твердого тела, вокруг линии визирования изображение останется неподвижным. На рис. 69 показан ход луча к обеих призмах системы вдоль линии визирования. Выше призм изображены: правая координатная система осей в пространстве предметов, ее изображение после первой призмы и ее изображение, даваемое всей системою; это
иоследнее получается из первой системы поворотом вокруг оси ОХ на 180°. Система изобретена Делаборном; она неудобна, во-первых, вследствие большой длины и, во-вторых, вследствие того, что углы падения очень велики (около 45°), и, следовательно, система эквивалентна толстой плоско-параллельной пластинке, поставленной с сильным наклоном к оси пучка; при таких условиях система вносит очень большие изменения в строение пучка непараллельных лучей и по- 2
тому может употребляться \
только перед объективом зри- х-~-р)о тельных труб. у
Гораздо более удобны комбинации прямоугольных яризм, предложенные Порро еще в 1850 г., но впервые примененные фирмой Цейсс в 1893 г. в призменных биноклях. Так называемая первая система Порро состоит из двух прямоугольных призм, каждая с двумя отражениями; ребра ноямых двугранных углов взаимно перпендикулярны.
На рис. 70 показан ход луча, испытывающего четыре отражения-, изображение правой координатной системы, даваемое первой призмои, по теореме § 40 получается поворотом этой системы вокруг ребра прямого угла, расположенного перпендикулярно плоскости рисунка, т. е. параллельно оси OY, на 1Ь0°; это изображение O'X' Y'Z' дано в правом верхнем углу рисунка.
