В настоящее время, пожалуй, нет такой области науки и техники, где бы не использовались оптические приборы. Производство их стало носить серийный, а во многих случаях массовый характер.
Для создания таких приборов и организации их массового производства нужны прежде всего высококвалифицированные инженерные кадры.
Учебное пособие «Прикладная оптика» представляет собой одну из книг, материал которой может служить для подготовки инженера-конструктора оптических приборов.
Характерными особенностями книги является не только соответствие ее содержанию программы курса «Теории оптических систем», изучаемого студентами приборостроительного факультета Московского Высшего технического училища имени Баумана, но и построение ее с учетом последовательности работ при проектировании оптических приборов. Основными этапами этой последовательности, связанными с разработкой оптической части прибора, являются: обоснование и составление технических условий на проектирование прибора, габаритный расчет наиболее рациональной оптической схемы прибора, светоэнергетический расчет с учетом свойств приемника излучения и аберрационный расчет оптической системы, обеспечивающий должное качество изображения. Изложены материалы и практические соображения, необходимые для выполнения этих этапов проектирования.
Кроме того, большое внимание в пособии уделено подбору примеров, иллюстрирующих рациональные методы проектирования приборов, что облегчает усвоение излагаемого материала.
Учебное пособие «Прикладная оптика» издается в двух книгах.
Первая книга, предлагаемая читателю, содержит основные сведения из геометрической оптики, общей теории оптических приборов (часть I) и методы расчета оптических схем телескопических приборов, луп и микроскопов (часть II).
Первая часть посвящена свойствам оптической системы и основным зависимостям между ее оптическими характеристиками.
Рассматриваются способы ограничения световых пучков в оптических приборах, даются понятия об апертурной диафрагме, зрач-
ках, полевой диафрагме и люках оптического прибора и излагаются отдельные характерные случаи их расположения.
Рассматриваются также вопросы, связанные с освещенностью изображения, образуемого оптической системой. Освещается вопрос о реакции приемника лучистой энергии на падающее оптическое излучение.
Первая часть содержит также сведения об основных свойствах глаза, которые необходимо учитывать конструктору при создании визуальных оптических приборов. Далее даются определения видимого увеличения разрешающей силы и глубины резкости наблюдаемого пространства в оптических приборах.
Вторая часть имеет прикладной характер. В ней излагаются методы расчета оптических схем различных зрительных труб, стереоскопических визуальных оптических систем и микроскопов. Рассматриваются зависимости между основными характеристиками оптической системы (увеличением, полем зрения, диаметрами зрачков, разрешающей силой) и даются предельные значения оптических характеристик объективов и окуляров.
В книге не рассматриваются расчеты особо-широкоугольных оптических систем, обстоятельное изложение которых можно найти в книге М. М. Русинова, «Габаритные расчеты оптических систем» (Госгеологтехиздат, 1963).
Во второй книге будут рассмотрены оптические системы фотографических, проекционных, осветительных и фотоэлектрических оптических-приборов, а также основные методы аберрационного расчета оптических систем.
Автор приносит благодарность заведующему кафедрой Прикладной оптики МИИГАиК канд. техн. наук, доценту Д. А. Романову и канд. техн. наук, доценту П. В. Шевалдину за ценные указания, сделанные ими при чтении рукописи.
Автор будет благодарен читателям, сообщившим свои замечания по книге.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие ........................ 3
Введение ........................... 5
§ 1. Изображение, образуемое оптической системой.......... 5
§ 2. Преломление и отражение световых лучей............ 9
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ И ТЕОРИИ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
Глава I Свойства оптических систем в параксиальной области
§ 1. 1. Оптическая система со сферическими поверхностями....... 12
§1.2. Изображение точки, образуемое сферической преломляющей
поверхностью ...... .................. 14
§ 1.3. Изображение в оптической системе, состоящей из ряда сферических поверхностей ..................... 19
§ 1.4. Фокусы, главные точки и фокусные расстояния оптической системы
в параксиальной области .................. 23
§1.5. Определение положения и величины изображения, образуемого оптической системой, у которой известны положения фокусов и главных точек........'..........."... 28
§ 1.6. Одиночная линза в воздухе................. 30
§ 1.7. Различные виды линз.................... 32
§1.8. Определение радиусов кривизны преломляющих поверхностей
при заданном ходе параксиального луча............ 35
§ 1.9, Вычисление радиусов кривизны с помощью условного вспомогательного луча.............'.......... 36
§ 1. 10. Прохождение лучей через плоскопараллельную пластинку .... 43
§ 1.11. Прохождение лучей через преломляющую призму и клин..... 47
§ 1. 12. Отражение пучка лучей от зеркальных поверхностей...... 48
§ 1. 13. Краткие сведения об аберрациях оптических систем....... 52
Глава II Основные свойства идеальной оптической системы
§ 2. 1. Идеальная оптическая система................ "2
§ 2. 2. Главные и фокальные плоскости, фокусы и фокусные расстояния
идеальной оптической системы................ *"
•§ 2.3. Построение хода луча через оптическую систему. Величина изображения бесконечно удаленного предмета............ ™
§ 2.4. Построение изображения точки. Формулы для определения линейного увеличения и положения изображения .......... "ь
§ 2. 5. Угловое увеличение и узловые точки . '............ °J
§2.6. Продольное увеличение. Зависимость между тремя увеличениями 70
§ 2.7. Расчет хода луча через сложную оптическую систему...... 70
§ 2.8. Определение фокусных расстояний и положения главных плоскостей и фокусов в сложной оптической системе .........
§ 2.9. Оптическая система из двух компонентов...........
§ 2. 10. Оптическая сила системы, состоящей из ряда компонентов, находящихся в воздухе..................... 7о
§ 2. 11. Определение оптических сил компонентов при заданном ходе луча 76 § 2. 12. Дополнительные свойства системы, находящейся в воздухе ... 78 § 2. 13. Сводка основных формул идеальной системы.......... 80
Глава III Зрачки и люки оптической системы
§ 3. 1. Ограничение пучков в оптическом приборе........... 81
§ 3.2. Зрачки оптической системы................. 82
§ 3. 3. Люки, главные лучи, поле зрения, виньетирование........ 84
§ 3.4. Некоторые частные случаи расположения зрачков и люков .... 87
Оптический прибор как передатчик энергии излучения
Поток излучения...................... 91
Фотометрические величины................. 93
Некоторые расчетные формулы . ............... 100
Прохождение потока излучения через светофильтр....... НО
Реакция приемника лучистой энергии на падающий поток излучения 115
Световые единицы ..................... 120
Освещенность изображения, образованного оптической системой 121
Потери света к оптической системе .............. 127
Глава V
Действие оптического прибора совместно с глазом
Краткие сведения о глазе .................. 130
Восприятие потока излучения глазом ............. 131
Адаптация глаза и требования к размерам зрачков оптического
прибора.......................... 135
§ 5.4. Разрешающая сила глаза и оптического прибора совместно с глазом 136 § 5.5. Аккомодация глаза и требования к оптическому прибору .... 138 § 5.6. Близорукий и дальнозоркий глаз. Коррекция близорукости и дальнозоркости глаза перемещением окуляра прибора....... 139
§ 5.7. Бинокулярное зрение. Стереоэффект............. 142
§ 5.8. Субъективная яркость изображения при наблюдении через оптический прибор....................... 144
§ 5.9. Видимое увеличение оптического прибора........... 146
§ 5. 10. Видимое увеличение лупы и микроскопа............ 147
§ 5.11. Видимое увеличение телескопической системы......... 151
§ 5. 12. Видимое увеличение при фотографировании или проекции на экране 153
§ 5. 13. Разрешающая сила оптической системы............ 155
§ 5. 14. Разрешающая сила микроскопа или лупы........... 155
§ 5. 15. Разрешающая сила телескопической системы......... 157
§ 5. 16. Разрешающая сила ландшафтного объектива.......... 158
§ 5. 17, Глубина резкости в пространстве предметов при наблюдении невооруженным глазом ...................... 159
§ 5. 18. Глубина резкости в пространстве предметов при наблюдении черен
лупу или микроскоп ..................... 162
§ 5. 19. Глубина резкости в пространстве предметов при наблюдении через
телескопическую систему.................. 165
§ 5.20. Глубина резкости в пространстве предметов для ландшафтного
объектива........................ 166
§5.21. Об искажении перспективы пространства, наблюдаемого через
оптический прибор..................... 169
ЧАСТЬ ВТОРАЯ ВИЗУАЛЬНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
Глава VI Габаритные расчеты оптических схем телескопических приборов
§ 6. I. О расчете оптических схем оптических приборов......... 172
§ 6.2. Типы объективов, применяемых в телескопических системах . . . 174
§ 6.3. Окуляры телескопических систем . . .........- 180
§6.4. О габаритном расчете оптических схем телескопических систем 189
§ 6.5. Расчет оптической схемы зрительной трубы Кеплера...... 191
§ 6. 6. Зрительная труба Кеплера с коллективом в фокальной плоскости 195
Стр.
§ 6.7. Зрительная труба Галилея................. 197
§ 6.8. Зрительная труба с оборачивающей линзовой системой..... 201
§6.9. Зрительная труба с симметричной оборачивающей системой при
заданном окуляре..................... 212
§ 6. 10. Зрительная труба с линзовой оборачивающей системой переменной
длины .... ......................
§ 6.11. Зрительные трубы переменного увеличения...........
§ 6. 12. Панкратическая зрительная труба с переменным фокусным расстоянием объектива ....................
§ 6. 13. Панкратическая зрительная труба с переменным увеличением оборачивающей системы -...................
§ 6. 14. Применение плоских зеркал и отражательных призм в телескопических системах...................... 237
§ 6. 15. Плоские зеркала..................... . 237
§ 6. 16. Отражательные призмы.................. 243
§ 6. 17. Редуцированная плоскопараллельная пластинка........ 259
§ 6. 18. Расчет призменного монокуляра............... 261
§ 6. 19. Перископическая зрительная труба с призменной оборачивающей
системой . . .-....................'. . 276
§ 6. 20. Панорамическая зрительная труб;].............. 287
§ 6. 21. Перископ............................. 293
Глава VII Стереоскопические телескопические приборы
§7.1. Наблюдение через бинокулярный стереоскопический' оптический прибор. Параллельность оптических осей и равенство увеличений в бинокулярном приборе ... ............... 299
§7.2. О расчете оптических схем стереоскопических телескопических
приборов......................... 303
§ 7.3. Стереоскопические дальномеры................ 305
§ 7. 4. Определение координат предметной точки по ее стереоскопическим
изображениям....................... 313
§ 7.5. Стереоскопические дальномеры с постоянной шкалой расстояний
в поле зрения ....................... 315
Глава VIII Оптические системы лупы и микроскопа
§ 8. 1. Лупа и ее оптические свойства.............., . 318
§ 8.2. Различные типы луп.................... 320
§8.3. Микроскоп, его оптическая схема и оптические характеристики 323
§ 8.4. Нормальные размеры в оптической схеме микроскопа...... 327
§ 8.5. Типы объективов и окуляров, применяемых в микроскопах . . . 328
§ 8.6. Оптические осветительные устройства микроскопов....... 335
Цена: 150руб.
