Фотоаппарат.

Фотоаппарат служит для получения действительного уменьшенного (иногда увеличенного) изображения предмета, находящегося в большинстве случаев за двойным фокусным расстоянием от объектива. Объектив - это система линз или, в простейшем случае одна собирающая линза. Объектив вставляется в переднюю стенку камеры. У задней стенки камеры помещается фотопластинка или фотопленка, покрытые тонким слоем чувствительной к свету фотоэмульсии (светочувствительный слой). На них возникает изображение A₁B₁ предмета AB. Световые потоки, падающие от различных точек предмета на фотоэмульсию, вызывают разное разложение бромистого серебра, покрывающего фотопластинку, в разных местах. Полученный снимок далее обрабатывается (проявляется, фиксируется и промывается водой) специальными реактивами для получения видимого изображения с различным почернением.

Световой поток, падающий на светочувствительный слой, регулируется фотографическим затвором, который открывает свету доступ на время, называемое временем экспозиции t. Оптимальное t зависит от освещенности фотопластинки (фотопленки) и ее чувствительности. Освещенность зависит от светового потока, поступающего через объектив диаметром d. При достаточной удаленности предмета от объектива фотопластинка находится вблизи фокальной плоскости объектива (плоскости, проведенной через фокус линзы перпендикулярно главной оптической оси) и удалена от него на расстояние f. Освещенность фотопластинки пропорциональна величине d²f²называемой светосилой объектива. Качество объектива оценивается по величине относительного отверстия d/f. На оправах объективов обозначаются их фокусные расстояния f и относительные отверсия в виде 1 : f/d.

Проекционный аппарат.

Проекционные аппараты предназначены для получения на экране увеличенных изображений объектов. На рисунке показана схема устройства проекционного фонаря для диапроекций. Объектив Об - система линз, действующих как одна собирающая линза, - дает на экране MN увеличенное изображение диапозитива D, располагающего вблизи фокальной плоскости Об. Короткофокусная система линз - конденсатор K служит для того, чтобы направлять в объектив весь свет, поступающий от источника к диапозитиву. Конденсатор устанавливается так, чтобы он давал изображение источника света S на объективе.

Проецирование прозрачных объектов (диафильмов, диапозитивов) называется диапроекцией, непрозрачных объектов (рисунков, фотографий) - эпипроекцией. Для эпипроекций проецируемый предмет сильно освящается сбоку при помощи лампы и зеркал и проецируется объективом на экран. Проекционные аппараты, в которых скомбинировано устройство для диа- и эпипроекций, называется эпидиаскопами.

Есть и иной вид проецирования непрозрачных предметов на экран без сохранения их цветности - это теневое проецирование. Его можно достаточно просто осуществлять, например, при помощи советителя с ланпой 6В. В теневом изображении становятся хорошо видимыми многие явления, например испарение эфира, конвекция в жидкости, начало кипения воды, движение малых частей анкерного механизма часов.

Призменный бинокль.

В трубе Кеплера изображение рассматриваемого предмета перевернутое, однако для астрономических наблюдений это и не так существенно, но для наземных наблюдений это явно неудобно. Поэтому, если труба Кеплера используется для наземных наблюдений, ее снабжают оборачивающей системой (дополнительной линзой или системой призм), которое делает изображение прямым.

В начале прошлого столетия стали входить в практику наземных наблюдений бинокли из двух соединенных коротких труб Кеплера. Оборачивающий системой в каждой трубе служили две прямоугольные стеклянные стеклянные поворотные призмы, установленные между объективом и окуляром и расположенные одна про-тив другой с некоторым сдвигом. На рисунке показано, как свет от предмета, проходя щий сквозь объектив (Об), прежде чем достичь окуляра (Ок), проходит сквозь обе призмы, причем испытывает в каждой призме два раза внутреннее отражение. После выхода из окуляра образуется прямое, увеличенное изображение наблюдаемого предмета. Итак, вместо одной зрительной длинной трубы для одного глаза в бинокле используют сразу две короткие грубы для обоих глаз. Благодаря сдвигу призм объективы бинокля раздвинуты на расстояние большее, чем расстояние между глазами наблюдателя, поэтому изображение, например пейзажа, воспринимается более рельефно, чем одним глазом в зрительную трубу. Призменный бинокль портативен и удобен.

Труба Галилея. Театральный бинокль.

Зрительная труба Галилея, изготовленная им в 1609 г., является телескопом-рефрактором с малым полем зрения и с небольшим увеличением в пределах примерно от 2 до 30 раз. Однако Галилей, первый применивший телескоп к астрономическим наблюдениям, при помощи своей трубы достиг многого в течение одного года: увидел горы и кратеры на Луне, обнаружил четыре спутника Юпитера, заметил пятна на Солнце и спроецировал их на экран, наблюдал Венеру в виде серпа и ее фазы.

Объектив оптической системы трубы Галилея представляет собой двояковыпуклую (собирающую) линза с фокусным расстоянием примерно равным 20-24 см. Окуляром служит рассеивающая линза с отрицательным фокусным расстоянием, примерно -2, -3 см. Рассматриваемый в эту трубу предмет (АВ) всегда расположен перед объек-тивом (Об) на расстоянии значительно большем 2F. В этом случае, как известно, изображение бывает действительным, уменьшенным и перевернутым между F_об и 2F_об, вблизи F_об. Но это изображение в трубе Галилея не получается, потому что на пути пучка сходящихся лучей ставят рассеивающую линзу (Ок). и сходящийся пучок, пройдя сквозь нее, становится расходящимся. Он и входит в глаз. Наблюдателю будет казаться, что лучи исходят из точек удаленного предмета, в частности из точки А₁. Ему представится предмет в увеличенном и прямом виде (А₁А₂).

Длина трубы Галилея равна   L= F_об+(-F_оr). В нашем примере L=22 см. Труба Галилея весьма удобна для наблюдения предметов на земной поверхности на небольших расстояниях, поскольку она дает прямое изображение предметов.

Две трубы Галилея, соединенные параллельно, составляют бинокль, называемый обычно театральным. Благодаря Галилею линзы и оптические приборы стали мощным орудием научных исследований. Зрительная труба Галилея была несовершенной. С увеличением размеров объектива и окуляра искажения в зрительной трубе Галилея увеличивались. Это обстоятельство побудило Ньютона отказаться от изготовления таких труб и перейти к устройству телескопа, основной частью которого было вогнутое зеркало (параболическое).

 

...На предыдущую страницу

На следующую страницу...