 Пользователь |
|
|
|
 Обновления |
|
|
|
 Доска объявлений |
|
|
|
|
 Оборудование |
Обзоры оборудования
Ковалевский В.В. - Оптические средства наблюдения неба доступные астроному-любителю
Дата публикации: 13-08-2003
Источник: http://www.isc.kharkov.com/asterion/kovalev/optika.html
|
 |
|
ОПТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА НАБЛЮДЕНИЯ НЕБА
доступные астроному-любителю
Ковалевский В.В.
Вступление
В последнее время появилось большое количество прекрасных оптических приборов, ориентированных на астрономов-любителей. Это телескопы, объективы, окуляры производства отечественных фирм. Нужно отметить продукцию частных фирм, возникающих на базе любительских коллективов: Интес, Интес-микро, Интер Оптик (Москва), а также приборы, выпускаемые традиционными оптическими заводами стран СНГ: Ленинградским оптико-механическим объединением (ЛОМО), Лыткаринским заводом оптического стекла, Загорским оптико-механическим заводом (ЗОМЗ), Новосибирским приборостроительным заводом, Изюмским оптико-механическим заводом, Киевским заводом «Арсенал» (приборы «АРСАТ») и др.
Астрономы-любители стран СНГ получили так же доступ к оптическим приборам и иностранного производства. Но ориентация отечественных производителей оптики на иностранных покупателей, упадок оптико-механического производства в странах бывшего СССР, высокая стоимость иностранных приборов приводят к тому, что для большинства любителей оптики и астрономии эти приборы стали недоступными.
В этой ситуации целесообразно вспомнить старые отличные оптические приборы , выпускавшиеся в СССР для различных целей. Эти приборы иногда встречаются в частной продаже за доступную цену, и могут послужить базой для создания неплохих телескопов для наблюдения и фотографирования звездного неба.
Школьные телескопы
Менисковый школьный телескоп Максутова ТМШ.
Диаметр свободного отверстия объектива D=70мм, фокусное расстояние объектива F=704мм, увеличение Г=25х,70х. Оптическая схема телескопа показана на рис.1. В телескопе использованы окуляр Кельнера (25х) и трехлинзовый с удаленным зрачком (70х). Окуляры укреплены на подвижной траверсе, позволяющей менять увеличение. Имеются зенитные призмы. Монтировка телескопа азимутальная на настольном штативе. Телескоп дает прекрасного качества изображение. Телескоп выпускался в 60 гг. Ленинградским оптико-механическим заводом треста «Русские самоцветы». На рис.2 показаны некоторые товарные знаки советских оптических заводов.
Большой школьный телескоп-рефрактор РТ.
Объектив - двухлинзовый несклеенный ахромат Фраунгофера, D=80мм, F=800мм. Используются окуляры Кельнера с фокусным расстоянием f=28мм; 20мм и симметричный окуляр f=10мм. Телескоп смонтирован на параллактический монтировке. Увеличения телескопа Г=28х; 40х; 80х.
Малый школьный телескоп-рефрактор.
Выполнен на той же элементной базе. Имеет объектив D =60мм; F=600мм. Телескопы дают отличного качества изображение. Выпускались заводом №6 школьного приборостроения в г. Загорске в 70 гг.
Телескоп ЮА-1 «Юный астроном».
Оптическая схема телескопа приведена на рис.3. Диаметр объектива 40 мм, увеличение - 45х. Телескоп имеет встроенную зенитную призму 3. Создан на элементной базе зрительной трубы нивелира. Крепится на фотоштативе, имеет визир, очень компактный (длина 236мм, масса 700г.), качество изображения хорошее. Телескоп был выпущен в 1987г. небольшой партией в харьковским заводом «Точприбор».
Описанные выше телескопы чисто визуальные и не позволяют фотографировать объекты наблюдения.
Зрительные трубы
Отличаются от телескопов наличием линзовых или призменных оборачивающих систем. Для наблюдения неба наиболее подходят светосильные трубы с увеличением выше 20х.
Зрительная труба ЗТР-452.
Выполнена по классической схеме: объектив двухлинзовый склеенный ахромат D=75мм, F=600мм. Окулярная часть - половинка бинокля БП 8х30 со снятым объективом. Оборачивающая система - призменная. Порро первого рода, окуляр - пятилинзовый широкоугольный Эрфле второго типа f=15мм. Увеличение трубы Г=40х. Труба дает высокое качество изображения. Предназначалась в основном для наблюдения мишеней в стрелковых тирах. Выпускалась Казанским ОМЗ в 60-х годах.
Зрительная труба ЗТР-457.
Оптическая схема аналогична трубе ЗРТ-450: объектив -двухлинзовый склеенный ахромат D=70мм; F=450мм, оборачивающая система - призменная Порро первого рода, окуляр пятилинзовый. Линзовый блок окуляра может переворачиваться на 180 градусов, чем достигается изменение фокусного расстояния окуляра в два раза (см. рис.4). Труба имеет увеличение Г=30х;60х. Качество изображения при Г=30х несколько хуже. Имеется удобный компактный объектив и металлический укладочный ящик. Труба предназначалась для наблюдений мишеней в тирах и на стрельбищах. Выпускалась казанским ОМЗ вместо ЗТР-452 после 60-х гг.
Зрительная труба ЗРТ-454.
Оптическая схема трубы представлена на рис.5. Труба представляет собой зеркально-линзовую менисковую систему с линзовой оборачивающей системой. D=130мм; F=1000мм; Г=25х;50х 80х;(100х),смена увеличений осуществляется последовательным подключением трех окуляров, смонтированных на револьверной головке. Увеличение 25х достигается при помощи окуляра Кельнера, остальные увеличения при помощи широкоугольных окуляров с удаленным зрачком (см. рис.5). Особенностью трубы является применение зеркал Манжена с внутренним покрытием. Такое зеркало представляет собой комбинацию зеркала и отрицательной линзы. Вторичное зеркало 3 закрывает всего 4% площади входного зрачка. Труба очень компактна, смонтирована на азимутальной вилочной установке. Имеет литой настольный штатив или полевой штатив-треногу. Перемещения по осям осуществляются при помощи шестеренчатой и червячной передач. Окулярная головка перемещается при помощи кремальеры. Окуляры имеют диоптральную наводку. Система обладает высокой разрешающей способностью и дает прямое изображение объекта. Труба выпускалась казанским ОМЗ в 70-х годах.
Зрительная труба ЗРТ-460.
Построена по классической схеме: имеет двухлинзовый склеенный объектив D=50мм; F=300мм, призменную оборачивающею систему Порро первого рода, широкоугольный пятилинзовый окуляр Эрфле второго типа с f=15мм. Увеличение трубы 20х.труба имеет удобную рукоятку или может быть установлена на фото штативе с резьбой 3/8". Имеет металлический укладочный ящик или пластмассовый чехол. Выпускается казанским ОМЗ. Качество изображения высокое.
Зрительная труба (телескоп) ТЗТ-90х-0,5.
Особенность трубы - большое увеличение (Г=90х) при минимальных габаритах (D=51мм,минимальная длина 310мм). Поэтому объектив выполнен по схеме телеобъектива, состоящего из трех склеенных блоков по две линзы в каждом (см. рис.6) с эквивалентным фокусным расстоянием порядка 600-700мм. Оборачиваемая система - призма Аббе с крышей, окуляр - трехлинзовый с удаленным зрачком. Труба оснащена портативным настольным штативом или может устанавливаться на фото штативах с присоединительной резьбой 1/4" или 3/8". Труба дает хорошее качество изображения. Заметен голубой хроматизм. Низкая светосила (диаметр выходного зрачка d=0,6мм), поэтому труба может использоваться для наблюдений ярких объектов. Труба выпускалась Изюмским ОМЗ в 80...90гг.
Зрительная трубаТЗП-36х-1,20.
Объектив - двухлинзовый склеенный ахромат, D=45мм; F=290мм, оборачивающая система - призма Аббе, окуляр - симметричный четырехлинзовый с f=8мм. Труба дает высокое качество изображения с увеличением Г=36х. Недостатком является заметная засветка изображения бликующими блестящими внутренними поверхностями трубы. Необходима установка противоореольных диафрагм. Особенность трубы - минимальный вес 300г, т.к. все детали (кроме оптических и крепежа) выполнены из пластмассы. Имеет бронзовое гнездо 8/3" для крепления к штативу, выпускалась в 80...90гг. изюмским ОМЗ.
Зрительная труба ЗТЗО «МИККО».
Объектив - шестилинзовый телеобъектив, состоящий из шести линз. Оптическая схема схожа с рис.6. Световой диаметр объектива - 40мм. Оборачиваемая система - призма Аббе, окуляр - широкоугольный пятилинзовый Эрфле второго типа. Увеличение трубы Г=30х. Качество изображения высокое. Труба выполнена на основе элементной базы маркшейдерских инструментов, поэтому она очень компактна (длина - 175мм). Наводка на резкость - перемещением отрицательного блока 3 телеобъектива (рис. 6). Труба имеет штативное гнездо 1/4". Выпускалась труба в 80...90гг. уральским ОМЗ, г. Екатеринбург.
Зрительная труба АРСАТ 30х75.
Оптическая схема так же схожа с рис.6. В состав телеобъектива входит положительная линза - фокусный преобразователь, которая включается в ход лучей при рассматривании близких предметов. Труба портативная раздвижная. Диаметр объектива 75мм, увеличение трубы Г=30х. Оборачивающая система - призменная с крышей, типа Аббе, окуляр широкоугольный. Труба светосильная с высоким разрешением. Имеет штативное гнездо 1/4", 3/8". Труба появилась в 90-х годах, производитель - киевский ОМЗ "Арсенал".
Описанные выше зрительные трубы чисто визуальные и не приспособлены для фотографирования объектов наблюдения. В качестве портативных телескопов можно использовать зрительные трубы нивелиров и теодолитов. Приборы прошлых лет выпуска не имеют оборачивающих систем Порро второго рода или призмы типа Аббе. Наиболее часто встречаются трубы производства Харьковского завода «Точприбор» и изюмского ОМЗ.
Фотографические телеобъективы
Наиболее просто построить телескоп на основе хорошего фотографического телеобъектива с фокусным расстоянием cвыше 200мм и относительным фокусным расстоянием F/D > 4. Для этой цели пригодны объективы, предназначенные для цветной фотографии и имеющие соответствующие сорта стекла и просветление. Мало пригодны старые объективы с сильным просветлением, предназначенные для черно-белой фотографии, т.к. в проходящем свете они дают заметную желтую окраску объектов наблюдения для этой цели также мало подходят инфракрасные объективы, т.к. они имеют сниженное разрешение и дают заметную желтизну изображаемых объектов. Они хороши для специальных исследований инфракрасный спектров астрономических объектов. Из фотографических телеобъективов прошлых лет выпуска можно рекомендовать следующие.
Фотообъективы типа «Телемар», «Ленинград».
Оптическая схема этих объективов приведена на рис.7. По этой схеме выполнены фотообъектив «Телемар-22» (F=200мм; F/D=5,6), «Телемар-2», «Телемар-17» и др., предназначенные для аэрофотосъемки. Объективы дают высокое качество изображения. Объектив «Телемар-22» предназначен для фотопленки с размером кадра 24x36мм, аэрофотообъективы кроют кадр 300x300мм.
Фотообъективы типа «Индустар».
Объектив «Тессар» разработан фирмой «К.Цейс» в 1920г. (см. рис.8). В СССР выпускался под названием «Индустар». Интерес представляют аэрофотообъективы «Индустар-52» (те же параметры), выпускавшиеся в 60гг.
Для полиграфической промышленности создана серия апохроматических репродуктивных объективов «Apotessap» (Германия). В СССР в 60 гг. ЛОМО была выпущена серия аналогичных апохроматов «Индустар-11М» с фокусными расстояниями F= 300; 450; 600; 750; 900; 1200мм и относительным фокусным расстоянием F/D=9. Объективы имеют высокое разрешение, качество изображения, ортоскопичны. Снабжены ирисовыми диафрагмами с относительными отверстиями D/F =1:9-1:32. В комплекте имеются высококачественные плоские оборотные зеркала с наружным покрытием, которые также с успехом могут быть использованы в телескопостроении.
Фотообъективы типа «О-2», «РФ», «ПМ-1».
Несколько позже (70гг.) в СССР взамен объективов «Индустар-11М» ЛОМО была выпущена серия более совершенных репродукционных апохроматов «О-2» (F=600мм; 750мм; F/D=10), «РФ-3», «РФ-4», «РФ-5» с фокусными расстояниями соответственно 300, 360, 450мм и F/D=10, «ПМ-1» с фокусными расстояниями 900,1200мм, F/D=15. Оптические схемы этих объективов приведены на рис.9,10. Видно, что объективы выполнены по симметричным схемам.
Максутовские телеобъективы МТО-500; МТО-1000
Спроектированы советским оптиком Максутовым Д.Д. и начали выпускаться в 50...60гг.красногорским ОМЗ. Оптическая схема этих объективов подобна схеме, приведенной на рис.1. Эти объективы получили большой приз на международной выставке в Брюсселе в 1958г. вместе с другими отечественными фотообъективами. Предназначались они для зеркальных фотокамер с присоединительной резьбой М39x1. Фокусные расстояния объективов соответственно F=500мм; F/D=8; F=1000мм; F/D=10. Среди объективов красногорского завода, снабженных надписью «Grand Prix», Брюссель, 1958г», встречаются весьма качественные, которые могут быть достойной основой для изготовления телескопа. Позже качество этих объективов МТО-1000 несколько ухудшилось, хотя среди объектов МТО-500 можно встретить хорошие экземпляры. Далее рассматриваемые объективы были реконструированы и стали выпускаться под обозначением «ЗМ» (зеркально-менисковые). Для телескопов они тоже "мягковаты".
Фотообъективы типа «Таир».
К ним относятся фотообъектив «Таир-3» для узкой пленки (F=300мм; F/D=4,5), киносъемочный объектив «ОКС1-300-1» (F=300мм; F/D=3,5), аэрофотообъективы «Таир-30» (F=300мм; F/D=4,5), «Таир-16» (F=500мм; F/D=4,5), «Таир-10» (F=750мм; F/D=4,5). Оптическая схема объективов «Таир» приведена на рис.11. Объектив «Таир-3» загорского завода также удостоен «Grand Prix» в Брюсселе, 1958г. Используется в зеркальных фотокамерах и фоторужье «Фотоснайпер», присоединительная резьба М39x1; М42x1. Все указанные объективы «Таир» дают высокое качество изображения и могут быть хорошей основой для любительского телескопа. Большинство из них снабжены ирисовыми диафрагмами.
Фотообъективы типа «Юпитер».
Оптическая схема большинства телеобъективов этого типа приведена на рис.12. к ним относятся телеобъективы «Юпитер-11» (F=135мм; F/D=4), «Юпитер-21» (F=200мм; F/D=4), «Юпитер-36» (F=250мм; F/D=3,5). Эти объективы спроектированы на основе немецкой серии объективов «Зоннар», выпускались красногорским ОМЗ, заводом «Арсенал», обладают высоким разрешением и качеством изображения. Предназначались для зеркальных фотокамер с присоединительной резьбой М39x1; М42x1, а также для широкопленочных зеркальных аппаратов типа «Киев-6С», «Киев-60», «Pentacon six».
Фотообъективы других типов.
Хорошие результаты получаются при использовании трансфокаторов (зумов) завода «Арсенал» «Грант=11» (F=80...200мм; F/D=4,5), спроектированных для узкой пленки, а также «МС Телестар-5Б» (F=250мм; F/D=5,6), предназначенных для широкой пленки, выпускаемых киевским заводом «Арсенал». Широкопленочные объективы с байонетным хвостиком типа «Б» удобны также тем, что они имеют адаптеры к фотокамерам с резьбой М42x1 и байонетам фотоаппаратов «Киев-19». Безусловно, если позволяют средства, можно использовать длиннофокусные качественные телеобъективы иностранных фирм.
Использование телеконвертеров и окулярных приставок
Фокусное расстояние описанных выше телеобъективов можно увеличить в два раза, если присоединить к ним двукратные телеконвертеры, выпускавшиеся Харьковским заводом «Точприбор» и Киевским заводом «Арсенал». Телеконвертер представляет собой высококачественную четырех-шестилинзовую отрицательную оптическую систему, устанавливаемую за объективом и увеличивающую его фокусное расстояние. Следовательно, он представляет собой вариант линзы Барлоу, которая используется в телескопостроении. Выпущены двукратные телеконвертеры МС К-1 киевским заводом «Арсенал» с присоединительной резьбой М42х1, телеконвертеры МС К-6Б для широкопленочных фотообъективов с байонетом типа «Б». Эти телеконвертеры также выпущены киевским заводом «Арсенал».
Любой фотообъектив с присоединительной резьбой М42х1 может быть превращен в компактную зрительную трубу (телескоп) при помощи окулярных приставок, выпущенных харьковским заводом «Точприбор» и лыткаринским заводом оптического М42х1 стекла.
Окулярная приставка харьковского завода «Точприбор» представляет собой призменную оборачивающую систему Парро второго рода, соединенную с четырехлинзовым симметричным окуляром, имеющим фокусное расстояние f=8мм. Приставка очень компактна, дает прекрасное качество изображения. Она выполнена на элементной базе маркшейдерских приборов. Недостаток - малое поле зрения. Присоединительная резьба к объективу - М42х1. Лыткаринский завод оптического стекла выпустил окулярную насадку «Турист-ФЛ» с присоединительной резьбой к объективу М42х1. Насадка представляет собой оборачивающую линзовую систему, состоящую из двух склеенных блоков, и симметричного четырехлинзового окуляра с эквивалентным фокусным расстоянием f=9мм. Насадка дает хорошее качество изображения и большое поле зрения.
Можно изготовить окулярную приставку самому, используя готовые окуляры. Наиболее подходящими являются симметричные окуляры. Наиболее подходящими являются симметричные окуляры к биологическим микроскопам 15С с увеличением 15х. Они имеют большое поле зрения. Лучше всего иметь комплект окуляров Кельнера с увеличением Г=6х; 8х; 12,5х; и окуляр Эрфле второго типа с увеличением Г=14х, которые применяются в микроскопах МБС-1, МБС-2 старого выпуска (ЛОМО) и современных микроскопах МБС-9; МБС-10 (Лыткаринский завод оптического стекла).
Трубы коллиматоров. Коллиматор - проекционный прибор, проектирующий изображение звезды или миры в бесконечность. Это изображение рассматривается при помощи исследуемого объектива, и по его аберрациям делается вывод о качестве объектива. В силу этого, качество объектива коллиматора должно быть идеальным. Такие объективы подбираются из астрономических ахроматов и апохроматов. Труба коллиматора с кремальерой и окулярами представляет собой готовый телескоп. Необходимо лишь изготовить монтировку (штатив), т.к. труба коллиматора крепится горизонтально на оптической скамье.
Наиболее подходящими являются трубы больших коллиматоров оптических скамей ОСК-2 и ОСК-3. Скамья ОСК-2 оснащена коллиматором с двухлинзовым несклеенным ахроматическим объективом Фраунгофера D=150мм, F=1600мм. Скамья ОСК-3 имеет аналогичный объектив D=100мм, F=1000мм. Наиболее распространены коллиматоры с фокусным расстоянием F=600; 1000; 1200; 1600; 2500; 3000мм. Объективы коллиматоров дают высокое качество изображения.
Итак, приобретя за доступную цену или используя списанный подходящий объектив, можно на его основе построить неплохой телескоп для наблюдения и фотографирования звездного неба.
Бинокли
Бинокль представляет собой сдвоенную зрительную трубу, позволяющую наблюдать с увеличением удаленные предметы двумя глазами и создающую объемное изображение предметов. Небольшой, легкий, светосильный с большим полем зрения, дающий высокое качество изображения бинокль доставляет удовольствие в туристическом походе, в театре помогает в научной экспедиции, необходим в боевых условиях как наблюдательный и дальномерный прибор. Бинокль также с успехом может использоваться для наблюдения звездного неба.
Бинокль появился сразу же после изобретения зрительной трубы, т.е. в начале 17 века. Первые зрительные трубы, состоящие из длиннофокусной положительной линзы объектива короткофокусной рассеивающей линзы окуляра, появились в Голландии. Такая труба более известна как труба Галилея, т.к. она спроектирована, изготовлена и описана этим итальянским ученым для наблюдения звездного неба. Бинокль, состоящий из двух таких труб известен как галилеевский или простой.
Галилеевские бинокли
Качество зрительных труб, в том числе и галилеевских биноклей, существенно возросло в 18 веке, когда английский мастер-оптик Д. Доллонд опытным путем создал двухлинзовый ахроматический объектив, состоящий из положительной и отрицательной линз разной оптической силы и дисперсии (способности различать белый свет в спектр). Теория зрительных труб развивалась таким известными учеными разных стран как Г. Галилей, И. Кеплер, Р. Декарт, Х. Гюйгенс, И. Ньютон, Л. Эйлер, М. В. Ломоносов, Й. Фраунгофер, В. Гершель, К. Гаусс, О. Френель, Х. Аббе, П. Рудольф и др. Оптико-механическая промышленность ведущих стран на базе этих научных и инженерных разработок создала серию прекрасных оптических приборов, в том числе и биноклей.
На рис.1 показана оптическая схема трубки галилеевского бинокля. Бинокль состоит из духлинзового собирающего свет склеенного объектива и однолинзового рассеивающего окуляра Увеличение бинокля равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Геометрическая длина трубки равна разности фокусных расстояний объектива и окуляра. Свет из окуляра бинокля выходит узким параллельным пучком и попадает в глаз. Бинокль дает прямое увеличенное изображение удаленного предмета, что создает иллюзию приближения. Изображение, создаваемое биноклем Галилея, нельзя спроектировать на экран, матовое стекло, в него нельзя внедриться измерительной сеткой, чтобы измерить наблюдаемые предметы, т.е. такое изображение мнимое, и строится в нашем мозгу благодаря глазу.
Бинокль Галилея имеет ряд положительных качеств. Это простота, дешевизна и компактность конструкции. Минимальное количество оптических деталей обуславливает потери света на отражение и поглощение в стекле. Благодаря этому изображение, даваемое хорошим галилеевским биноклем, очень яркое, четкое "бриллиантовое". Поэтому часто галилеевские бинокли используются в качестве сумеречных, ночных во флоте. Но бинокли Галилея имеют малое поле зрения, т.к. изображение объектива, рассматриваемое через окуляр, мнимое, находиться глубоко внутри бинокля, его нельзя совместить со зрачком глаза. Наблюдение в галилеевский бинокль напоминает наблюдение через замочную скважину, когда обзор очень ограничен. Чем больше увеличение бинокля, тем глубже изображение объектива, тем меньше поле зрения. Поэтому трубы и бинокли Галилея не дают больших увеличений (не более 6х…8х). Мнимое изображение не позволяет использовать в бинокле измерительных сеток, т.е. использовать его как измерительный прибор.
Совершенствование Галилеевских биноклей ведут в направлении увеличения их светосилы, поля зрения. Для этого усложняют объектив, окуляр, используют малые увеличения (2х…4х), т.е. пытаются приблизить "замочную скважину" к глазу без ухудшения качества изображения. Делают бинокли с внутренней фокусировкой, т.е. наводка на резкость обеспечивается внутренними подвижными линзами окуляра. Это позволяет снизить габариты и массу бинокля, выполнить его герметичным, пылезащищенным.
На рис.2 показана оптическая схема галилеевского бинокля БГФ2 4х36(бинокль галилеевский с внутренней фокусировкой, вторая модель, увеличение 4х, диаметр объектива – 36мм) производства лыткаринского завода оптического стекла, а на рис.3 – оптическая схема широкоугольного бинокля БГШ 2,3х40 производства загорского оптико-механического завода. Наводка на резкость бинокля рис.2 осуществляется перемещением внутренней линзы окуляра. Бинокль рис.3 отличается высоким качеством изображения и большим углом поля зрения (28°).Хорошими оптическими характеристиками обладает и бинокль БГФ2 4х36, Оба бинокля просветлены.
Зрительные трубки Галилея часто используют в качестве средства изменения увеличения микроскопов, больших зрительных труб, где они используются как большие оптические узлы.
Призменные бинокли
Эти бинокли, имеющие большие увеличения и поля зрения, создаются на основе антипода трубе Галилея – трубы Кеплера. Оптическая схема трубы Кеплера показана на рис.3. Перевернутое, действительное изображение предметов, создаваемое объективом 1 в фокальной плоскости, рассматривается при помощи сильной лупы – окуляра 2. В изображение предметов можно внедриться измерительной сеткой и измерить размеры этих предметов, причем сетка будет четко видна на фоне предметов. Термодатчик внедренный в изображение предмета, позволяет измерить температуру предмета, и т.д., т.е. труба Кеплера может быть использована как измерительный прибор.
Из окуляра свет выходит параллельным пучком и попадает в глаз. Этот пучок круглый и представляет собой уменьшенное изображение объектива, даваемое окуляром. Это изображение реально, оно может быть спроектировано на экран, матовое стекло, измерено. Это изображение называется выходным зрачком трубы (входной зрачок - световой диаметр оправы объектива). Выходной зрачок как бы повисает в воздухе на определенном расстоянии от поверхности последней линзы окуляра. Это расстояние называется удалением выходного зрачка и определяется конструкцией окуляра. Удаленный выходной зрачок трубы должен быть совмещен со зрачком глаза. Совмещение зрачка глаза с выходным зрачком трубы равноценно помещению глаза в объектив, т.е. глаз наблюдает за предметами непосредственно через оправу объектива, без помех. Эффекта "замочной скважины" нет в отличие от трубы Галилея. Это сильно увеличивает поле зрения, наблюдатель как бы попадает в пространство изображений и видит удаленные предметы вблизи, как в волшебном мире. К сожалению, человек не научился делать широкоугольные окуляры, эквивалентные по полю зрения и качеству изображения человеческому глазу. Поэтому в фокальной плоскости окуляра приходится устанавливать полевую диафрагму, обеспечивающие высокое качество изобретения по всему полю зрения, доставляют большое удовольствие при наблюдении в оптический прибор.
Увеличение трубы Кеплера равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра, или отношению диаметра объектива к диаметру выходного зрачка. Оптическая длина трубы Кеплера равна сумме фокусных расстояний объектива и окуляра, т.е. труба Кеплера длиннее трубы Галилея при всех прочих равных условиях.
Труба Кеплера в виде, изображенном на рис.4, используется в телескопах и микроскопах, где допускается перевернутое изображение. Действительно, при наблюдении звезды не имеет значения, что она перевернута. При наблюдении в микроскоп проще перевернуть сам предмет, находящийся, как правило, на предметном стекле. При наблюдении наземных предметов необходимы оборачивающие оптические системы, превращающие трубу Кеплера в зрительную трубу, бинокль.
Существуют линзовые и призменные оборачивающие системы. Наиболее древние и простые – линзовые. На рис.5 показана труба с линзовой оборачивающей системой.Действительно, объектив 1 и первый компонент 2 оборачивающей системы составляют первую зрительную трубу Кеплера, дающую перевернутое изображение предметов. Компонент 3 (объектив) и окуляр 4 - вторая зрительная труба, еще раз переворачивающая изображение. В результате труба дает прямое увеличение изображения предметов, т.е. является земной зрительной трубой. Явным недостатком такой трубы является ее большая длина. Бинокли на базе таких труб встречаются редко из-за их больших размеров.
В биноклях чаще применяются призменные оборачивающие системы, использующие эффект полного внутреннего отражения света в спектральных призмах. Многократно отражаясь в призмах, изображение оборачивается на 180°, т.е. становиться прямым. Наибольшее распространение в биноклях получили призменные системы, предложенные Французским оптиком Порро и русским оптиком Малафеевым, а также немецким оптиком Э. Аббе.
На рис.6 показана призменная оборачивающая система Порро первого (а) и второго (б) рода. Прямоугольные призмы, составляющие систему, установлены или с воздушным зазором между ними, или склеены в призменный блок. Оборачивающая система устанавливается в сходящемся световом пучке между объективом и окуляром. Из-за сложного пути светового пучка в призмах заметно уменьшается длина зрительной трубы. Видно, что световой луч после прохождения оборачивающей системы сдвигается параллельно сам себе, т.е. такая ограничивающая система зрительной трубе создает перископичность, когда объектив и окуляр сдвинуты друг относительно друга. Это придает призменному биноклю с оборачивающей системой с оборачивающей системой Порро характерный вид, когда объективы разведены шире окуляров (на величину перископичности). В этом случае говорят, что глаза объективов (расстояние между осями объективов) больше базы окуляров. Бинокль с такими характеристиками дает повышенную объемность изображения, или имеет повышенную пластинку. Бинокль с повышенной объемностью хорош при наблюдении природы в полевых условиях (полевой бинокль). Наоборот, в театре повышенная объемность восприятию событий на сцене. В этом случае трубки бинокля соединяются шарниром так, чтобы база объективов была меньше базы окуляров. Это уменьшает объемность, создаваемую биноклем (театральный бинокль), и делает бинокль более компактным.
Наиболее часто встречаются бинокли с призмами Порро. Такие бинокли впервые массово начала производить немецкая фирма Карла Цейсса, поэтому они часто называются цейссовскими. Призменные бинокли выпускаются с увеличениями, находящимися в широких пределах. Увеличения до 6х считаются малыми, 6х…10х – средними, выше 10х – большими. Встречаются бинокли с увеличением 25х и выше.
Для повышения объемности изображения увеличивают базу объективов, для чего применяют призменные системы с большой перископичностью. К таким системам относятся оборачивающие системы с призмами Лемана. Такая система показана на рис.7. Известем пятикратный складной бинокль "Стенор" с повышенной пластинкой фирмы К.Цейсс, в котором использованы призмы Лемана. Такая призма имеет "крышу", т.е. две грани, расположенные друг к другу под углом 90?, напоминающие двухскатную крышу дома.
В настоящее время модны компактные призменные бинокли средних увеличений, база объективов и окуляров у которых одинакова, т.е. трубы у таких биноклей прямые. В таких биноклях используются оборачивающие призмы с крышей, не создающие перископичности. Таким свойством обладают оборачивающие призмы Аббе, изображенные на рис.8, или подобные им. Такие бинокли часто выполняются герметичными с внутренней фокусировкой, когда наводка на резкость осуществляется перемещением внутреннего компонента окуляра.
Модными стали бинокли с бесступенчатым переменным увеличением (8х…20х; 12х…60х и др.), т.е. трансфокаторы или "зуммы". Переменное увеличение достигается плавным перемещением линзового блока, помещенного между призменной системой и окуляром. Эти блоки двух трубок бинокля кинематически связаны при помощи шестерен и перемещаются синхронно. Недостатком таких биноклей является необходимость установки их на штатив при использовании больших увеличений, что не всегда предусмотрено. Наблюдение с рук при таких увеличениях затруднительно из-за дрожания бинокля и изображения предметов. Кроме того, не при всех увеличениях обеспечивается высокое качество изображения и большое поле зрения.
Существуют бинокли, у которых предусмотрена механическая или оптическая компенсация дрожания изображения предметов. При механической компенсации бинокль устанавливается на гироскопическую платформу, удерживаемую в руках. При вращении гироскопов платформа стабилизируется и работает как штатив. Эта система более старая, громоздкая. При оптической стабилизации выполняется подвижным один из компонентов оборачивающей призменной системы, который под управлением микропроцессора дрожит в противофазе дрожанию изображения. В результате изображение в поле зрения бинокля стабилизируется. Эти бинокли очень сложны и дороги.
Эксплуатация биноклей в полевых условиях показала, что оптимальным увеличением является 6х…8х. Поэтому сейчас в войсках нет большого разнообразия биноклей, как это было раньше Военные бинокли в поле зрения имеют дальномерные и другие сетки, снабжены инфракрасными светофильтрами, позволяющими засекать объекты тепловых излучений, имеют электронно-оптические преобразователи (ЭОП), позволяющие наблюдать в темноте. Морские бинокли имеют большую светосилу (большие диаметры объективов) при средних увеличениях (7х…10х). Большие увеличения бинокля требуют стабилизации бинокля, т.к. при колебании палубы с рук невозможно. Морские и полевые бинокли обрезинены. Резиновый слой защищает бинокли от влаги, ударов. Часто такие бинокли выполняют герметичными, заполнены сухим азотом, имеют устройства для поглощения влаги. Эти мероприятия предотвращают запотевание, обмерзание оптики при снижении температуры, сохранение бинокля при попадании в воду (до 5м глубины). Окуляры биноклей имеют большие поля зрения при сильно удаленном выходном зрачке, что позволяет наблюдать в противогазе, очках.
Особенности биноклей производства советских и постсоветских заводов
Наиболее известны бинокли производства лыткаринского завода оптического стекла (галилеевские театральные с увеличениями 2,5х…4х), харьковского завода "Точприбор" (галилеевские театральные с увеличением 2,5х), загорского оптико-механического завода под Москвой (призменные с призмами Порро первого рода БПВ 7х50; БПБ 12х40; БПБ 15х50; БПЦ 12х40; БПЦ 20х60), казанского оптико-механического завода (призменные с призмами Порро первого рода БПТ 4х20; БПШ 6х24; БПП 8х30; БПЦ5 8х30; БПЦ 10х40; БПЦ 12х45 и др., призменные типа "фотон" с призмами с крышей БКФЦ 5х25; БКФЦ 7х35; БКФЦ 8х40; БКФЦ 10х40 и др.), салаватовского (Башкирия) оптико-механического завода (призменные с призмами Порро первого рода типа "Беркут" БП 7х35; БПЦ 10х50; БПЦ 10х50; БПЦ 12х40; БПЦ 15х50; БПЦ 20х50; БПЦ 25х70 и др.), изюмского оптико-механического завода (БОС-1 7х12; БОС-2 5,2х12; БМ7х; БМ5,2х соответствено7х12 и 5,2х12).
Буквенно-цифровые обозначения в биноклях имеют следующий смысл. Первая буква Б - бинокль, вторая Г - галилеевский или П – призменный бинокль, третья К – компактный, четвертая буква – назначение или особенность бинокля (П - полевой, Т – театральный, С – спортивный, В – высокосветосильный, Б – большого увеличения, Ш – широкоугольный, Ц – с центральной фокусировкой, Ф – с внутренней фокусировкой), последу.щая цифра означает номер модели бинокля этого типа: БПЦ5 – пятая модель. Дальнейшие цифры обозначают увеличение бинокля и диаметр объектива в мм: 25х70 – увеличение 25 крат, диаметр объектива – 70мм.
Бинокли всех названных заводов обладают высоким качеством изображения, оснащены широкоугольными 4…6 – линзовыми окулярами, надежны в эксплуатации, ремонтноспособны, просветлены, умерены по цене. Казанские бинокли "Фотон" имеют многослойные просветленные оптики, компактны, имеют внутреннюю центральную фокусировку. При центральной фокусировке наводка на резкость производится перемещением обоих окуляров при вращении центрального маховика, смонтированного на шарнирной оси бинокля. Подстройка правого окуляра позволяет корректировать настройку бинокля в случае, когда глаза имеют разную диоптрийность. Центральная фокусировка удобна при наблюдении быстро движущихся объектов, но она требует высокой точности выполнения механических узлов наводки на резкость. Со временем в узлах возникают заметные люфты, приводящие к двоению изображения. Раздельная фокусировка, когда каждый окуляр наводится на резкость индивидуально, более стабильна во времени и при жестких условиях эксплуатации.
На рис.9 представлена оптическая схема биноклей типа "Фотон". Видно, что оптическая ось трубки бинокля не сдвигается, т.е. призменный блок не создает перископичности. В бинокле использованы широкоугольные окуляры Эфле второго рода. Наводку на резкость осуществляется перемещением подвижного блока линз окуляра, как показано на схеме. Бинокли этой серии выполнены по схеме, аналогичной немецким биноклям фирмы Leitz, но заметно дешевле немецких при сохранении высоких качеств.
Бинокли загорского ОМЗ отличаются высокой светосилой. В них использованы большие призмы, пропускающие широкие световые пучки. в большинстве биноклей салаватовского ОМЗ использованы малые призмы, обеспечивающие компактность конструкции. Бинокли изюмского завода отличаются предельной миниатюрностью. Бинокли БОС-1 и БОС-2 (бинокль-очки стереоскопический) выполнены в виде очков. Но малый диаметр выходного зрачка и его небольшой вынос не всегда обеспечивают удобство наблюдений с заушниками. Поэтому удобно заушники снять и наблюдать как в обычный бинокль. В биноклях использованы призменные оборачивающие системы Порро второго рода, двухлинзовый склеенный ахроматический объектив, окуляр с вынесенным выходным зрачком и большим полем зрения. Качество изображения великолепное. Наводка на резкость осуществляется объективами. Объективные узлы наводки безлюфтовые, подпружиненные. Бинокли БМ7х, БМ5,2х (бинокли миниатюрные) выполнены по схеме когда, база объектива меньше базы окуляров, в результате чего получены очень маленькие бинокли (85х50х30 мм). Вероятно, меньших размеров делать бинокли нецелесообразно. Бинокли БМ выполнены на элементной базе биноклей БОС.
Особенности биноклей иностранных фирм
Оптические заводы Германии, Японии, Франции, Англии выпускают большое количество разных биноклей разного уровня качества и стоимости. Большое количество заводов, мастерских Китая, Кореи, Филиппин, Индокитая выпускают бинокли конструкций ведущих фирм, но собственной сборки. Несомненно, высоким качеством обладают бинокли производства известных производителей: немецких заводов К.Цейсса, Герца, Шнайдера, Лейца и др., японских фирм Кэнон, Пентакс, Никон, Олимпус, Минольта и др., французской фирмы Гуэ (Huet), некоторых английских и американских фирм. Дешевые бинокли по внешнему виду почти не отличаются от дорогих, но имеют внутренние оптические детали, выполненные из оптических пластмасс, что снижает качество и долговечность прибора.
Иностранные бинокли по качеству изображения не выше советских и российских, но превосходят их по качеству выполнения механических узлов и чистоте сборки. У многих советских биноклей отсутствуют полевые диафрагмы в окулярах, заметна осыпка краски на оптических деталях, имеются ворсинки от ваты, мелкая стружка, наблюдается засветка изображения внутренними блестящими поверхностями, не затененными матированием и установкой противоореольных диафрагм.
Обозначения на биноклях имеют следующие значения:
- UCFmini - ультракомпактные;
- UCF V - компактные, призмы Порро;
- DCF – компактные с ROOF-призмой (с крышей);
- CF – стандартный размер, призмы Порро;
- PCF III – стандартные бинокли, призмы Порро;
- WP – водонепроницаемые до глубины 1м;
- PIF – дорогие бинокли в водонепроницаемом исполнении, глубина 5м, заполненные сухим азотом, многослойные просветленные, раздельная фокусировка;
- EXPS – бинокли высокой категории;
- HR – качественные;
- IF – со шкалой дистанции;
- BD – с лазерным дальномером;
- IS – стабилизация изображения (оптическая);
- AF – автофокус.
Цифровые обозначения аналогичны советским биноклям: 8х30 – кратность 8, диаметр объектива 30 мм.
Многие бинокли обрезинены, имеют внутреннюю и центральную наводку на резкость, рубиновое просветление. Это просветление в отраженном свете красное, т.е. оно в проходящем свете обогащает изображение холодными, голубоватыми тонами, приятными для глаза, в отличие от обычного розового и синего просветления, которое в проходящем свете дает желтизну.
Рекомендации по выбору биноклей
Выбор бинокля – чисто индивидуальный процесс, который определяется желанием, стоимостью, особенностями применения и т.д. Но есть общие соображения, которые стоит изложить.
Можно рекомендовать советские бинокли прошлых лет выпуска (60…80г.г.) и современные российские из-за их высокого качества и доступной цены. Эти бинокли не имеют пластмассовых деталей. К сожалению, светосильные бинокли на Украине пока не производятся.
Особенностью рынка иностранных биноклей на Украине (да и в России) является то, что коммерческие структуры завозят дешевые образцы, которые здесь предлагают по цене, в два и выше раза дороже цены производителей, т.е. по цене дорогих моделей. Это делает не целесообразным приобретение таких биноклей. Признаками таких биноклей являются малые габариты, злоупотребление большой кратностью, часто переменной, большим количеством надписей, раскраски и т.д. Но главное – это нерезкие изображения, окраска изображения, засветка изображения разлитым белым светом, особенно на краю поля зрения. Такие бинокли не удается навести на резкость (все время не резко), иногда заметно двоение изображения. Лучше такие бинокли не приобретать, т.к. это отрицательно сказывается на зрении при длительных наблюдениях. Но качественные бинокли ведущих производителей дорогие (200, 300 и выше долларов США).
Бинокли фиксированной кратности по оптическим характеристикам выше зумов, т.к. сделать бинокль высокого качества изображения при всех увеличениях не удается. Увеличения выше 12х без штатива или стабилизации изображения использовать не удается, т.к. дрожание рук и изображения не позволяют рассмотреть предмет, особенно его мелкие детали.
Большое значение имеет светосила бинокля, которая определяется диаметром выходного зрачка. Он должен быть соизмерим с диаметром зрачка человеческого глаза, который изменяется от 2мм (яркий солнечный день) до 8мм (ночью). Поэтому рациональная комбинация увеличения и диаметра объектива биноклей, которые преимущественно используются днем, должна обеспечивать выходной зрачок не менее 2мм; для ночных наблюдений – 7…8мм. Например, для дневных наблюдений хороши параметры биноклей 6х12; 8х16; 10х20; 20х40; 30х60 и т.д. для ночных – соответственно: 6х42; 8х56; 10х70; 20х140; 30х210 и т.д. В этом случае весь свет, попавший в объектив, используется глазом. Минимальное значение выходного зрачка бинокля (телескопа) допускается 0,7 мм, т.к. при дальнейшем уменьшении выходного зрачка (росте увеличения) начинается дифракция света на выходном зрачке, что ухудшает резкость изображения. Некоторые люди с качественным зрением хорошо воспринимают изображение при выходном зрачке 0,3 …0,4 мм. При выходном зрачке 0,7мм комбинация "увеличение х диаметр объектива" оптического прибора следующие: 6х4,2; 8х5,6; 10х7; 20х14; 30х21 и т.д.
Для ночных наблюдений звездного неба хороши бинокли 7х50; 10х50, позволяющие исследовать созвездия, слабые туманности. Для изучения структуры этих объектов нужны светосильные бинокуляры, телескопы больших увеличений. Для наблюдений больших объектов (Луна, планеты) подходят бинокли больших увеличений: 15х50; 20х60; 25х70, средних увеличений: 8х30; 10х50; 12х40 и др. Могут быть использованы хорошие зумы, например 12…60х70 немецкой фирмы "Солигор" и др. Наблюдать поверхность солнца в бинокль можно лишь установив на объективы полные нейтральные светофильтры, выполненные из стекла или засвеченной черно-белой фотопленки. В противном можно сжечь глаза и ослепнуть.
Представляют интерес самодельные бинокли неплохих параметров, которые изготовляют некоторые любители. Наиболее простой путь – соединить два монокуляра, например МП8х30; МП7х50; МП20х60 и т.д. Но более плодотворный путь – заменить в стандартном бинокле окуляры или объективы, получив новый бинокль желаемых параметров.
Автору на основе биноклей БПВ7х50; БП7х35 удалось получить высококачественные бинокли БПШ8х50; БПВ6х35 с великолепным качеством изображения путем замены штатных окуляров симметричными, широкоугольными окулярами от приборов ночного видения механика водителя среднего танка Т-54, Т-55 ранних выпусков. Окуляры выполнены по симметричной схеме, имеют фокусное расстояние 25 мм, световой диаметр линзовых блоков – 27 мм. Постановка в бинокле БПП8х30 вместо штатных короткофокусных (фокусное расстояние 8мм) симметричных окуляров от теодолитов позволила получить бинокль БПБ15х30 с прекрасным качеством изображения. Поле зрения бинокля небольшое.
Замена объектов также позволяет полечить хорошие результаты. На основе замены объектов в биноклях БПБ12х40 автору удалось получить бинокли БПБ15х50 и БПБЦ20х60 отличного качества. Во всех этих переделках использовались бинокли загорского завода (БПВ7х50, БПБ12х40, БПЦ12х40), казанского завода (БПП8х30), саловатовского завода (БП7х35).
Автор спроектировал и изготовил миниатюрный бинокль БПБМ17х20 на основе трехлинзовых объективов Доб=25мм, Fоб=80мм, склеенных призменных оборачивающих блоков типа Порро второго рода и окуляров с фокусными расстояниями Fок=4,7мм. Окуляры собраны в корпусах микрообъективов по типу усложненных окуляров Кельнера. Глазная линза – тройной склеенный блок 20х лупы казанского ОМЗ, коллективная линза – двойной блок из разнесенных положительной и отрицательной линз. Окуляры – пятилинзовые с широким полем зрения. Бинокль дает хорошее качество изображения. Наводка на резкость осуществляется перемещением окуляров по гладким цилиндрическим поверхностям с фиксацией прижимным винтом. Предусмотрена возможность постановки окуляров с Fок=7,4 мм и изменение увеличения до 11х.
|
|
Обсуждение материала
|
| Последние сообщения
|
 |
|
Сообщение из темы: Новая Тема |
| Автор | Сообщение |
Сергей Владимирович
Гость
|
 Добавлено: 01-02-2009 22:21:05 Заголовок: Новая Тема |
|
|
Лучший сайт по Обмену Валют в России и Украине! Только у нас Вы сможите обменять любую электронную валюту по самым выгодным условиям.Лучше учсловия чем у нас на сайте Вы не найдёте!!! Заходите на сайт http://torgservis.ucoz.com
|
|
|
|
|
|
Сообщение из темы: Бинокли |
| Автор | Сообщение |
ML
Администратор
Зарегистрирован:
17-12-2002
Сообщения: 605
|
| Добавлено: 02-02-2005 03:14:37 Заголовок: |
|
|
гость писал(а):
Господа, скажите что-нибудь про бинокль Celestron 25\100
Звучит круто, но я в него не глядел. Без штатива не понаблюдаешь...
|
|
|
|
|
|
Сообщение из темы: Так какой бинокль лучше? |
| Автор | Сообщение |
андрей
Гость
|
| Добавлено: 28-01-2005 14:17:07 Заголовок: |
|
|
Объектив - на мой взгляд, чем больше, тем лучше, (в продаже на рынке РФ, однако, нет свыше 100 мм, но и этого более, чем достаточно)
увеличение - оптимально 7-25,
стоимость - опять же, чем выше, тем надежнее. Посмотри, например на сайтах :
www.celestron.ru
www.astronomy.ru
Но если бинокль большой, то необходим штатив (еще от 100$ и головка к нему)
А если интересно, что вообще в мире продается:
www.bigbinoculars.com
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обзоры оборудования