Призменный бинокль

В 1854 году у итальянца Порро возникла идея расположить между объективом и окуляром специальные призмы, которые делали изображение прямым, и кроме того, способствовали сильному уменьшению длины трубы телескопа. И по сей день основанный на этой идее телескоп малого размера, точнее, пара таких соединенных воедино телескопов, получившая название призменного бинокля, применяется для наземных наблюдений не слишком далеко расположенных объектов.

Благодаря применению призм трубы в бинокле Порро имеют ломаную форму, и линзы объективов оказываются разнесенными на большее расстояние (имеют большую «базу»), чем межглазное расстояние. Поэтому изображение приобретает стереоскопическую объемность, что являетя определенным преимуществом при наблюдениях наземных объектов.

Хотя при наблюдениях далеких небесных объектов стереоскопический эффект практически не достигается, тем не менее подобная оптическая система благодаря возможности увеличить диаметры объе ... Читать дальше »

Возможности телескопа системы кеплера

В телескопе системы Кеплера коэффициент увеличения также определяется отношением фокусных расстояний объектива и окуляра. Для телескопов с одинаковыми диаметрами объектива меньшая кратность увеличения соответствует большей яркости изображения (поскольку то же количество света, собранного объективом, приходится на меньшую площадь изображения.— Прим. ред.).

При использовании телескопа в дневное время для наблюдений наземных объектов выходной зрачок делают равным всего лишь 3 миллиметрам. Если диаметр объектива составляет, например, 24 миллиметра, то кратность увеличения равна 8. Поскольку в дневное время зрачок глаза обычно не раскрывается более чем на 3 миллиметра, то делать большим выходной зрачок было бы бессмысленно. С наступлением сумерек после захода Солнца зрачок глаза раскрывается до 6—7 миллиметров, и выходной зрачок телескопа, используемого для наблюдений в такое время, лучше всего сделать равным 7 миллиметрам. В этом с ... Читать дальше »

Телескоп системы кеплера

При использовании выпуклой линзы в качестве окуляра телескопа получается перевернутое изображение, однако при этом можно достичь более широкого поля зрения. А если между объективом и окуляром поставить дополнительную выпуклую линзу, можно вновь получить прямое изображение. Впервые описание подобной оптической схемы было дано в книге Кеплера «Диоптрика», изданной в 1611 году. В связи с этим телескоп подобного устройства получил название телескопа системы Кеплера, хотя сам Кеплер и не построил действующего телескопа своей конструкции.

Изготовил астрономический телескоп такого типа Шейнер в 1613 году. Он спроецировал солнечное изображение на белую бумагу и определил величину темных пятен на диске Солнца и их передвижение. Это были первые астрономические измерения, осуществленные с помощью телескопа. Появление телескопа системы Кеплера было важным и приятным событием для астрономов, так как в отличие от системы Галилея здесь обеспечивалось ... Читать дальше »

Проблема увеличения диаметра объектива

Может показаться, что кратность увеличения может быть повышена до сколь угодно большой величины, если соответствующим образом увеличивать фокусное расстояние объектива. Однако при этом достигается определенный предел, вызванный тем, что свет имеет волновую природу и на входном зрачке телескопа возникает явление, носящее название дифракции.

Возможно, явление дифракции будет легче понять, если припомнить, как выглядят волны при прохождении воды в шлюзе. Когда ширина шлюза достаточно велика по сравнению с длиной набегающей волны, волна, прошедшая шлюз, распространяется дальше почти точно в пределах ширины шлюза. Если же шлюз узок по сравнению с длиной волны, волна по выходе из шлюза будет двигаться радиально во все стороны. Это явление называется дифракцией волны.

То же происходит, когда свет проходит через маленькое отверстие, каким является входной зрачок телескопа. При наблюдении звезды в телескоп ее свет претерпевает д ... Читать дальше »

Возможности телескопа системы галилея

Отношение углов, под которыми предмет виден в телескоп и без него, называется угловым увеличением или кратностью телескопа. Как видно из рис. 13, кратность равна отношению фокусных расстояний объектива и окуляра. Далеко расположенный объект пропорционально увеличивается, и поэтому он нам кажется приближенным. Благодаря увеличению возрастает и разрешающая способность, то есть способность различать две близкие друг к другу точки. Разрешающая способность невооруженного глаза, как уже говорилось, равна угловому расстоянию в 1', с помощью же первого телескопа Галилея стало возможным различать угловое расстояние около 6". Иначе говоря, стало возможным различать предметы размерами 3 сантиметра на расстоянии 1 километра.

Для повышения кратности увеличения необходимо увеличить фокусное расстояние линзы объектива и уменьшить фокусное расстояние линзы окуляра. Однако при возрастании расстояния между двумя линзами, если при этом не увеличи ... Читать дальше »

Телескоп системы галилея

Галилео Галилею повезло в том, что в его время стекло наивысшего качества изготовлялось в Венеции. В июле 1609 года он узнал о новом голландском изобретении и построил телескоп собственной конструкции, в котором окуляром служила вогнутая линза. Телескоп подобного типа до сих пор называют телескопом системы Галилея. Диаметр линзы объектива в его телескопе равнялся 42 миллиметрам, длина трубы — 2,4 метра, кратность (угловое увеличение) — 9. После того как он продемонстрировал действие своего телескопа высокопоставленным сановникам Венеции, ему была пожалована профессорская должность в университете в Падуе.

Галилей впоследствии создал наиболее крупный для своего времени телескоп, который имел следующие характеристики: диаметр объектива 56 миллиметров, фокусное расстояние 1,7 метра, кратность 30. Используя этот телескоп для астрономических наблюдений, он и сделал ряд важных открытий. Галилей был буквально завален заказами со стороны астрономов ... Читать дальше »

Изобретение телескопа

Фактически изобретателем первого телескопа был голландец Липперсгей, который занимался изготовлением очков. Рассказывают следующий эпизод, якобы произошедший в то время. Однажды к Липперсгею пришел незнакомый ему посетитель и заказал большое число выпуклых и вогнутых линз. Когда этот посетитель пришел в назначенный день для получения заказа, он тут ясе в мастерской стал подбирать из приготовленной партии линз по одной выпуклой и вогнутой линзе. Держа их в руках, он смотрел сквозь них, меняя при этом расстояние между ними. Наконец, удовлетворенно кивнув головой и расплатившись, он покинул мастерскую.

Липперсгей, удивленный поведением посетителя и его манипуляциями с линзами, пос- 1 ле его ухода сам попытался посмотреть сквозь линзы тем же способом. И, как рассказывают, обнаружил при этом, что далекие предметы стали ему видны, как близкие. Разместив две линзы в трубе так, чтобы их можно было передвигать внутри, Липперсгей подарил это устройство ... Читать дальше »

Общие представления о линзах

Слово «линза» в переводе с латинского означает «чечевица», то есть плод бобового растения, который имеет форму утолщенного в середине диска диаметром около 5 миллиметров. В оптике это слово стало применяться из-за сходства формы линзы с плодом чечевицы.

Было выяснено, что еще в Карфагене в VIII веке до новой эры использовался прозрачный камень, формой напоминающий вы-луклую линзу, который, как полагают, применялся в качестве украшения. Имеются данные о том, что уже в Древнем Риме было известно, что, если сквозь прозрачный стеклянный сосуд, наполненный водой, смотреть на какой-либо предмет, он выглядит увеличенным. Наиболее раннее письменное свидетельство того факта, что сквозь шарообразное стеклянное тело предметы выглядят увеличенными, относится к X веку. Это оставленные Альгазеном (Ибн Аль-Хайсамом) из Александрии записки по оптике, которые в XIII веке в виде книги были переведены на латинский язык и имели широкое хождение среди монах ... Читать дальше »

Близорукость; дальнозоркость и другие дефекты зрения

Наибольшую озабоченность, связанную со зрительными способностями у людей, чаще всего вызывают близорукость и дальнозоркость. Когда мы имеем дело с фотокамерой, то фокусирование достигается передвижением в ту или иную сторону объектива, благодаря чему изменяется расстояние между объективом и фотопленкой. В человеческом глазе необходимый эффект получается благодаря сокращению мышц, связанных с «объективом» глаза — хрусталиком. Вследствие этого изменяются кривизна и фокусное расстояние этой «линзы», и изображения предметов, находящихся на различных расстояниях, фокусируются на сетчатке в четком виде.

Наиболее близко расположенные предметы, четко различимые благодаря такой регулировке фокусного расстояния, находятся на расстоянии, называемом ближайшей точкой ясного видения, а самые дальние — на расстоянии, называемом наиболее удаленной точкой ясного видения. Наиболее удаленная точка ясного видения для человека с норм ... Читать дальше »

Способность цветоразличения

Одной из важных способностей глаза является его способность различать цвета. При восприятии глазом не черно-белого, а какого-либо цветного изображения необходимо выделить такие три характеристики, как сам цвет, его чистота и яркость. Цвет определяется длиной световой волны, степень чистоты — степенью перемешивания с белым светом, а яркость изменяется в зависимости от количества лучистой энергии.

Цветоразличение является характеристикой субъективного характера, здесь много индивидуальных различий. Обычная средняя длина волны желтого цвета равна 585 нанометров (1 нанометр в миллиард раз меньше 1 метра и равен 10 А), голубого — примерно 490 нанометров. Светочувствительность глаза максимальна при восприятии желто-зеленого цвета с длиной волны 555 нанометров, однако с уменьшением количества воспринимаемой лучистой энергии наивысшая чувствительность смещается в сторону голубого цвета с более короткой длиной волны: максимум чувствительност ... Читать дальше »