Hogyan működik a távcső
A távcső az optikai törvények elvei szerint működik, pontosan kihasználva a fény tulajdonságait és viselkedését, ahogyan az áthalad a különböző médián. Vegyünk szét egyet, hogy lássuk, hogyan működik a távcső, mik a távcső lényeges részei, és hogyan működnek együtt?
A távcső három működő optikai részből áll:
Okulár vagy okulár: a kivetített virtuális kép fókuszálása és nagyítása
Prizmák: a kép tájolásának javítása – a kép függőleges és vízszintes elfordítása
Objektív lencse: összegyűjti a beeső fényt, és a fókuszpontba koncentrálja, általában 2 vagy több lencséből álló lencserendszer az aberráció kompenzálására
A távcső működésének egyszerű magyarázata
A távcső alkatrészeinek és funkcióinak megértéséhez a legjobb, ha szétszedi a távcsövet, és megnézi a belsejét. Így láthatja az egyes összeállításokat, és jobb képet kaphat a távcső működéséről. Van egyoptikai rendszer és mechanikai rendszernézni.
Távcső optikai részei
A távcső három optikai egységből áll, amelyek megtörik és fókuszálják a fényt, hogy kinagyítsanak egy távoli tárgyat, és közelebbinek tűnjenek. Ez a három alapvető összetevő az objektívlencse, a prizmarendszer és a szemlencse. Nézzük meg közelebbről ezeket az alkatrészeket, hogy megértsük funkcióikat és a távcső nagyítását.
Objektív lencse
Acélkitűzésannak nagygyűjtőlencsea távcső elülső vagy alsó végén található, attól függően, hogyan néz rá. A gyűjtőlencse az érdeklődés tárgyát, aztrögzíti a fényt.
Minél nagyobb anyílás– a lencse átmérője, minél nagyobb a fénygyűjtő ereje a távcsőnek, így annál világosabb lesz a kép. Emiatt a vadászok vagy a csillagnéző rajongók a nagy lencseátmérőjű távcsöveket választják. A könnyű, kompakt távcsövek, amelyek kiválóan alkalmasak túrázásra vagy alkalmi használatra, sokkal kisebb, körülbelül 25 mm-es nyílásúak lehetnek. A rekesznyílás méretét a távcső értékelésének második számában fejezzük ki, pl. 8x42
Az objektív lencséje által létrehozott virtuális köztes kép fejjel lefelé van tükrözve. Ennek kijavítására a prizmákat a távcső belsejében használják.
A prizma rendszer
Prizmák nélkül a távcsőben a megfigyelő fordított képet látna. A prizmák ezt korrigálják, és némileg csökkentik a távcső hosszát is.
Aprizmákkoronaüvegből éskorrekciós tükörként szolgálnak. Ahogy a fénysugár áthalad a prizmákon, a többszörös visszaverődés megfordítja az objektív lencséje által kivetített, fejjel lefelé fordított képet, így a megfigyelő normális kinézetű képet láthat.
A távcsövekben két fő prizmatípust használnak. Ezek a Porro prizmák és a különböző tetőprizmák.
Porro prizmák
A Porro prizmás távcsövekben két prizmát használnak, ezek egymásra merőlegesen vannak felállítva.
A fénysugarakat a belső felületek visszaverik, és az egyik prizmában felülről lefelé, a másik prizmában balról jobbra fordítják.
A Porro prizmarendszerű távcsövek előnye, hogy ezek a prizmák sokkal könnyebben és olcsóbban gyárthatók, és kis helyet igényelnek, mivel egymás mellett vannak felállítva.
A Porro prizmás távcsövek gyakran rövidebb felépítésűek, mint a tetőprizmás távcsövek.
Tetőprizma
Ez a prizmarendszer általában két prizmából áll, amelyek közül legalább az egyik tetőél alakú.
A prim üvegtest egyik oldalát bevonni kell, hogy kompenzálja a különböző hullámhosszok fáziseltolódását és csökkentse a színfoltokat, ami egy kicsit drágábbá teszi a tetőprizmát, mint a Porro prizmát.
A tetőprizmás távcsövek képkorrekciója bonyolultabb sugárpályát követhet, mint a Porro esetében, de az objektív lencséjéből a fejjel lefelé fordított és a tükrözött kép megfordítása ugyanaz.
A tetőprizmák sokkal karcsúbb, kompaktabb építésű távcsöveket tesznek lehetővé. Az ilyen prizmájú távcsövek egy kicsit keskenyebbek és elegánsabbak a Porro prizmás modellekhez képest, de általában drágábbak, mivel bonyolultabb gyártás szükséges.
Szemlencsék
Aszemlencsék, más névenszem, a távcső elején találhatók, és ez az a két lencse, amelybe a megfigyelés során közvetlenül belenézünk.
A szemkagylókat (gumi hosszabbítók a szemhéjon) gyakran használják a szemlencse és a szem megfelelő távolságának megőrzésére, és bizonyos védelmet nyújtanak a zavaró ferde szórt fény ellen.
A szemlencse általában két vagy több lencséből áll.
Ha a távcső megfelelően fókuszált, lehetővé teszi az emberi szem számára, hogy lássa az objektívlencse és a prizmarendszer által kivetített képet.
Távcső mechanikus részei
Dioptria beállítás
Sok embernek nincs egyforma erős látása mindkét szemében. A távcsővel való fáradtságmentes megfigyelés érdekében aaz eltérő látást kompenzálni kellígy mindkét szem láthatja a fókuszált képet.
Általában a jobb szemlencse finomhangolható a dioptria különbségének kompenzálására a szemlencsék fókuszának beállításával.
A beállításhoz csukja be a jobb szemét, és a bal szemmel (dioptriakompenzáció nélküli szemlencse) fókuszáljon egy tárgyra a középső fókuszkerék forgatásával, amíg a kép éles és tiszta nem lesz. Ezután finomítsa be a második okulár élességét a Dioptria-beállítás segítségével.
Fókusz kerék
Ahhoz, hogy éles és tiszta képet kapjon, amikor különböző távolságban lévő tárgyakat néz, mindig be kell állítani a távcső fókuszát. Az élességállító gomb (vagy az élességállító kerék) elfordítása kinyomja vagy behúzza a szemlencséket (vagy csak az egyik okulárlencsét), így a szemlencsék fókuszpontja konvergál az objektív lencséjének fókuszpontjával.
Hordó-Híd zsanérral
A távcső egyszerűen két teleszkóp, amelyek egymás mellé vannak szerelve. Pontosan ugyanabba az irányba kell mutatniuk, hogy a megfigyelő egyszerre lásson át rajtuk. A hordóhíd tartja aa távcső csövei párhuzamosan vannak elrendezveegymással, így az optikai tengely párhuzamos (a fénysugárkollimált).
A hídhoz csatlakozó zsanérok lehetővé teszik, hogy a szemlencsék távolságát a néző egyéni szemtávolságához igazítsuk.
Hordó vagy Cső
A hordó az a ház, amely az összes optikai részt összetartja. A ház védi és stabil helyzetben tartja az optikai alkatrészeket, így nem mozdulnak el a mechanikai ütéstől vagy leejtéstől.
Sok jobb távcső O-gyűrűs tömítéssel rendelkezik, hogy távol tartsa a vizet és a nedvességet. Számos magas árú modellben a belseje is inert gázzal van feltöltve, hogy még víz alá merítve is biztosítva legyen a vízállóság.
Fényút Porro Prism Távcsőben
Hogyan fordítják meg a prizmák a képet
A megtekintett objektum képe vízszintesen és függőlegesen megfordítva jelenik meg
Az első prizma függőlegesen megfordítja a képet
A második prizma vízszintesen megfordítja a képet
Az objektív gyújtótávolságának végére egy kis képet vetít a rendszer
Az okulár felnagyítja a képet, és bemutatja a szemnek
Hogyan kerül a kép fókuszba
A fókuszált és éles kép megjelenítéséhez a szemlencse fókuszpontjának konvergálnia kell az objektívlencse fókuszpontjával.
A távcső nagyításának kiszámítása
A távcső nagyítása, amelyet „teljesítményként” is emlegetnek, fontos minősítési tényező, amely segít a műszer rendeltetésszerű használatának eldöntésében. Megmutatja, hogy egy kép hányszor jelenik meg nagyítva, ha távcsövön keresztül nézi, összehasonlítva a szabad szemmel való nézettel.
A nagyítási szám a lencse gyújtótávolságának és a szemlencse gyújtótávolságának hányadosa. A fenti példában ez lenne240 / 24 = 10
A távcső nagyítása a távcső értékelésének első számában van kifejezve, pl.8x42
A legnépszerűbb nagyítási tényezők a 8x és 10x. 10-szeres nagyításnál a 100 méterrel távolabb lévő tárgyak úgy jelennek meg, mintha 10 méterrel lennének.
Összefoglaló A távcső alkatrészei és funkcióik
Csendes érdekes, hogyan működnek a távcsövek, és hogyan állnak össze három optikai rész nagyon egyszerű elrendezéséből: szemlencse, prizma és objektív.
AObjektív lencsea nagyméretű lencse a távcső elején, a nézett tárgy felé néz. Az objektívlencse átmérőjét az únnyílás.Az objektív mérete határozza meg a felbontást (élességet) és azt, hogy mennyi fényt lehet begyűjteni. Az objektívről rögzített kép tükröződik és fejjel lefelé történik.
Prizmáka kép javítására szolgálnak. Amikor a fordított kép fénysugarai áthaladnak a prizmákon, visszaverődnek a prizma belső felületeiről, és normál, valóságos képként távoznak. A prizmatípusok Porro prizma és tetőprizma.
ASzemlencsevagy okuláris az a rész, amelybe a felhasználó belenéz. Az objektív lencséje által összegyűjtött és a fókusztávolság végén vetített képet az okulár felnagyítja, és a néző szeme elé tárja.