Вопрос №16 Ограничения пучков в оптических средах.

Различают ограничения пучков полевые и апертурные. При апертурных ограничениях уменьшается пучок лучей, выходя­щих из осевой точки предмета. Апертурные ограничения вызы­ваются в пространстве предметов оправами линз или призм, блендами, специальными вещественными диафраграмами, центри­рованными на оси, или их изображениями в пространстве пред­метов.

Чтобы определить, какая из имеющихся в приборе диафрагм является апертурной, в пространстве предметов находят поло­жение и величину изображений всех диафрагм, создаваемых предшествующими им частями системы.

Изображение (или сама диафрагма), которое видно под наименьшим углом из точки А предмета, лежащей на оптиче­ской оси, является входным зрачком, сама материальная диа­фрагма — апертурной диафрагмой; наименьший угол в точке А, под которым виден входной зрачок,— апертурным углом; изо­бражение входного зрачка всей системой — выходным зрачком.

Диафрагма, которая больше других диафрагм ограничивает поперечные размеры изображаемых объектов,— полевая диа­фрагма, определяющая угол поля системы. Изображение поле­вой диафрагмы впереди расположенной частью системы — входное окно, сзади расположенной частью системы — выходное окно. Телесный угол, под которым видна полевая диафрагма из центра входного зрачка, называется углом поля системы. Дру­гими словами, угол поля — это пространство предметов, которое можно видеть в систему при неподвижном ее положении.

В геометрической оптике доказывается, что в телескопиче­ских системах (в зрительных трубах) для получения равно­мерно освещенного и достаточно яркого изображения предмета полевую диафрагму целесообразно располагать в плоскости изображения объекта, совпадающей при наведении на бесконечн ость с передней фокальной плоскостью окуляра. Такая поле­вая диафрагма является диафрагмой сетки нитей. Ее размеры определяются потребной величиной и качеством изображения, на которые существенно влияет затемнение пучков лучей — виньетирование.

Под геометрическим виньетированием понимается явление срезания диафрагмой наклонных пучков, исходящих из точек предмета, не лежащих на оптической оси. Если на рис. 37, а перемещать точку А по перпендикуляру к оптической оси, на­пример, в положения точек А1 и А₂, то диафрагма ВС (входное окно) будет вызывать срезание пучка лучей — геометрическое виньетирование, т. е. затемнение изображения по мере его уда­ления от оптической оси (от точки А'). В плоскости изображе­ний будет наблюдаться следующая картина (рис. 38): в пло­щади кружка с радиусом от А',А'₁, до А₁А'₂ изображение будет наполовину затемнено, так как половина пучка лучей, входя­щего в отверстие MN, оказалась срезанной верхним краем виньетирующей диафрагмы ВС (см. рис. 37, а).

Если полевая диафрагма установлена в плоскости изобра­жений, то входное окно практически совпадает с плоскостью объектива. В этом случае все точки предмета (в пределах угла поля) изображаются без виньетирования.

На рис. 39 показано ограничение пучков лучей в зрительной трубе Кеплера. Апертурной диафрагмой 1 является оправа объ­ектива, полевая диафрагма 2 расположена в плоскости сетки, выходной зрачок 3 — за окуляром.