Зрительная Труба

Зрительная Труба, общее название оптических приборов, предназначенных для визуального наблюдения за удаленными предметами. К зрительным трубам относятся подзорные трубы, телескопы, бинокли, перископы, дальномеры, прицелы, геодезические трубы и другие приборы. 3рительные трубы известны с конца 16 - начала 17 вв. В 1609 зрительную трубу 32-кратного увеличения построил и впервые применил для астрономических исследований Г. Галилей. Отличный от галилеевского тип зрительной трубы предложил в 1610-11 И. Кеплер (впервые построена около 1630). Основные элементы зрительной трубы - объектив и окуляр. Объектив зрительной трубы представляет собой собирающую систему (обычно из двух склеенных линз, реже - многолинзовую или зеркально-линзовую). Он дает действительное уменьшенное и перевернутое изображение удаленного предмета вблизи своей фокальной плоскости. Это изображение рассматривают в окуляр, как в лупу, совмещая его с фокальной плоскостью окуляра. В наиболее употребительных зрительных трубах типа Кеплера (рис.1) окуляр также является собирающей системой и даваемое изображение оказывается перевернутым. Астрономические, геодезические и другие зрительные трубы, в которых ориентация изображения безразлична, построены по этой схеме. Если необходимо получить прямое изображение, между объективом и окуляром зрительной трубы Кеплера помещают оборачивающую систему - призменную (например, в биноклях) или линзовую (в старых подзорных трубах, перископах и вообще в системах, длина которых может быть велика).

a)
b)
Ход лучей в зрительной трубе: а - труба Кеплера; б - труба Галилея. Лучи, попадающие в объектив L₁ от удаленного предмета, практически параллельны. Объектив дает действительное перевернутое изображение предмета в своей фокальной плоскости FE. Расходящийся пучок лучей из точки Е падает на окуляр L₂; т. к. фокальная плоскость окуляра также проходит через точку Е, то выходящий из трубы пучок параллелен побочной оптической оси окуляра. Попадая в глаз А, лучи сходятся на его сетчатке и дают действительное изображение предмета (f₁ и f₂ - фокусные расстояния объектива и окуляра; w - угол, под которым предмет виден без зрительном трубы; w'- угол, под которым наблюдается изображение предмета в трубе, tg w'/tg w - угловое увеличение трубы).

Плоскость создаваемого объективом действительного промежуточного изображения в трубе Кеплера находится между объективом и окуляром, и в нее можно поместить измерительную шкалу, например перекрестие нитей, или фотопластинку. Поэтому при наблюдениях, связанных с точными измерениями, применяется только этот тип зрительной трубы. Окуляры современных кеплеровских зрительных труб, как правило, обладают большим полем зрения, доходящим до 90-100°; в них должны быть исправлены астигматизм, кривизна поля, кома и хроматическая аберрация. Поэтому обычно такие окуляры представляют собой сложные системы из двух и более линз. 3рительная труба типа Галилея (рис., б) дает прямое изображение. Ее окуляром служит рассеивающая линза, располагаемая перед плоскостью промежуточного действительного изображения. Подобные зрительные трубы обладают малым углом зрения и в настоящее время употребляются редко, главным образом в театральных биноклях. Угловое увеличение оптическое зрительной трубы для наземных наблюдений - не выше нескольких десятков, в больших телескопах - до 500 и выше. Угол поля зрения наиболее значителен у зрительных труб с оборачивающей системой.