Вказівки до виконання роботи. Для виконання роботи треба вивчити такий теоретичний матеріал: закони геометричної оптики; заломлення на сферичній поверхні; зображення предметів за допомогою

Для виконання роботи треба вивчити такий теоретичний матеріал: закони геометричної оптики; заломлення на сферичній поверхні; зображення предметів за допомогою лінз; оптичні системи.

Зорові труби (телескопи) озброюють око та дають можливість розглядати предмети, які знаходяться на великій відстані від спостерігача. Зорова труба – це оптична система, яка складається з об’єктива L ₁ (довгофокусна лінза) та окуляра L ₂ (короткофокусна лінза – лупа) (рис. 5.4.1). Дійсне (зменшене та обернене) зображення віддаленого предмета, яке утворює об’єктив, розглядаємо в окулярі. Для отримання чіткого зображення систему треба фокусувати, тобто пересувати окуляр відносно об’єктива.

Головними умовами роботи телескопічної системи є:

I. Промені від предмета мають потрапляти у об’єктив паралельно до головної оптичної осі (параксіальні промені), оскільки предмет знаходиться фактично на нескінченності від об’єктива. Тоді зображення утворюється у задній фокальній площині об’єктива (рис. 5.4.1).

II. Передня фокальна площина окуляра повинна співпадати з зображенням, яке утворює об’єктив, тому, що звичайне око у стані спокою сприймає паралельні промені.

Отже, задній фокус об’єктива зорової труби співпадає з переднім фокусом окуляра (рис. 5.4.1).

В реальних оптичних системах промені світла, які потрапляють у систему, обмежуються польовою та апертурною діафрагмами – непрозорими екранами з отвором. Польова діафрагма обмежує поле зору. Апертурна діафрагма обмежує кількість променів, які потрапляють в систему, тобто впливає на освітленість системи.

Головними оптичними характеристиками телескопічної системи є видиме збільшення Г, поле зору 2w', світлосила А (величина, яка залежить від діаметра вхідної апертурної діафрагми) та роздільна здатність .

Видиме збільшення телескопічної системи визначється як відношення тангенсів кутів w та w' (рис. 5.4.1):

.

Для знаходження видимого збільшення телескопічної системи можна використати зв’язок між фокусною відстаннюоб’єктива f ₁ та фокусною відстанню окуляра f ₂, або через діаметри вхідної (D _вх) та вихідної (D _вих) апертурної діафрагми (рис. 5.4.2):

Полем зору оптичного приладу називають ту частину простору предметів, світні точки якого можуть дати свої зображення.

Світлосилу оптичного приладу визначає квадрат відносного отвору приладу. Відносний отвір для об’єктива − це відношення діаметра вхідної апертурної діафрагми до фокусної відстані об’єктива:

.

Виходячи з головних умов роботи телескопічної системи (w 0, w¢ 0) та враховуючи, що вихідна апертурна діафрагма значно менша за вхідну (D _вих< < D _вх), світлосилу зорової труби можна визначити так:

А=(D _вих)². (5.4.2)

Роздільна здатність – це найменший кут, під яким можна бачити дві точки предмета окремо. При розрахунку роздільної здатності зорової труби треба враховувати оптичні властивості людського ока, стан атмосфери, недосконалості оптичної системи, освітленість. З урахуванням цього можна отримати емпіричну формулу для розрахунку роздільної здатності зорової труби:

. (5.4.3)