望远镜系统
望远镜的一般特性
放大率仅由结构参数确定。孔阑一般与物镜框重合,场阑设在中间实像面,孔阑经目镜所成像即出瞳。
光焦度等于零则不偏折。
开普勒式望远系统是无焦系统。
视场光阑限制成像范围。
Γ=tanω1/tanω=γ=-f1/f2=-D/D1=1/β
Г>0,像是正立的,Г<0,像是倒立的。
根据瑞利判断
φ=a/f0=0.61λ/f0n0sinu=140”/D
斜入射要用道威判据来判断
φ=120”/D
望远镜的正常放大倍率和工作放大率
视觉放大率和分辨率的关系为:
Гφ≥60”
有效放大率(正常放大率)Г≥D/2.3
工作放大率:实际使用的放大率是有效放大率的二到三倍。常取2.3倍,则Г=D
对观察仪器的精度要求是其分辨角,得:φ=60”/Г
望远镜的视场
开普勒望远镜
望远镜的物方视场角
tanω=y1/f1
像方视场ω’
tanω’=Гtanω
另一方面,像方视场取决于目镜的视场角,它与目镜的结构有关。
伽利略望远镜的最大视场(渐晕K=0)时,是由通过入射窗(物镜框)边缘和相反方向的入瞳边缘的光线决定的
物镜直径确定后,视觉放大率越大,视场越小。伽利略望远镜的放大率一般不超过6到8倍,以获得较大视场。
伽利略望远镜的优点:结构简单,筒长短,轻便,光能损失少,观察物体时成正像;缺点:没有中间实像面,不能设置分划板,不能用于瞄准与测量。
双胶合物镜
通过合理选择,是能够同时校正球差、正弦差和位置色差的最简单形式, 结构简单,制造方便、光能损失小。胶合面曲率很大,产生较大的高级球差,其孔径受限制,不能校正轴外像差,故视场一般不超过8到10°
双分离物镜
正负透镜分开,可利用其中微小间隔作为校正像差的变数,可减小孔径高级球差,选择有更大的余地;所能达到的相对孔径比双胶合物镜大。
缺点:正负透镜分离,使装配和校正难度增大。
外调焦:以目镜与物镜之间相对位置的变化实现调焦作用。该系统结构简单、像质好;但外形尺寸较大,密封性能很差。
内调焦:由正负两组透镜组成,正透镜组在前为主物镜, 负透镜组在后为调焦镜,当观察不同距离物体时,调整调焦镜位置,使像重新回到物镜的像方焦面上。
特点:该系统结构紧凑、密封性好;但结构复杂,对加工要求严格。
焦距: 当接受器的尺寸一定时,物镜的焦距越短,则其视场角越大;焦距越长,视场角越小,对应的物镜分别称作广角物镜和远摄物镜。
相对孔径决定像面照度和分辨率,相对孔径越大,像面照度越大,物镜分辨率越高,而视场角决定了成像的空间范围,它由底片大小决定。
摄影系统的分辨率用能分辨的两点间最小距离的倒数, 即单位长度内所能分辨的黑白相间的线条数N表示。
摄影物镜的类型
摄影物镜分类:普通摄影物镜、大孔径摄影物镜、广角摄影物镜、远摄物镜和变焦距物镜。
当在明视距离观察照片时,焦距越长,入瞳直径越大,景深越小;拍摄距离越大,景深越大。因此,在使用照相机拍摄时,选用光圈数(F数)越大,则景深也越大。
投影系统
投影物镜的结构形式
普通摄影物镜倒置使用,可用作投影系统。宽银幕物镜是在普通的摄影物镜和投影物镜前加一变形镜组成。
变形镜可由柱面透镜或棱镜构成, 柱面透镜一面是平面, 另一面是柱面。其子午焦距为无限大, 而弧矢焦距为有限值。
光学系统的像评价
斯托列耳准则
用有相差的艾里斑的亮度比无像差的艾里斑的亮度相比大于0.8时 认为光学系统是完善的