Диафрагма

Диафрагма (от греч. diaphragma -перегородка) в оптике, непрозрачная преграда, ограничивающая поперечное сечение световых пучков в оптических системах (в телескопах, дальномерах, микроскопах, спектроскопах, кино- и фотоаппаратах и др.). Роль диафрагмы часто играют оправы линз, призм, зеркал и других оптических деталей, зрачок глаза, границы освещенного предмета, в спектроскопах - щели. Размеры и положение диафрагмы определяют освещенность и качество изображения, глубину резкости и разрешающую способность оптической системы, поле зрения.

Рис. 1. Q₁Q₂ - апертурная диафрагма; ее изображение в предшествующей части оптич. системы L₁есть входной зрачок P₁P₂; изображение в последующей части L₂- выходной зрачок Р'₁Р'₂. Лучи, выходящие из точки О объекта АВ, сильнее всего ограничиваются входным зрачком P₁P₂; выходящие из точки О' изображения А'В' - выходным зрачком P'₁P'₂.

Диафрагма, наиболее сильно ограничивающая световой пучок, называется апертурной или действующей. Изображение апертурной диафрагмой в предшествующей ей части оптической системы определяет входной зрачок системы, изображение в последующей части - выходной зрачок. Входной зрачок ограничивает угол раскрытия пучков лучей, идущих от точек объекта; выходной зрачок играет ту же роль для лучей, идущих от изображения объекта (рис. 1).

С увеличением диаметра входного зрачка (действующего отверстия оптической системы) растет освещенность изображения. В фотографических объективах для плавного изменения действующего отверстия чаще всего применяют т. н. ирисовую диафрагму. Отношение диаметра действующего отверстия к главному фокусному расстоянию называется относительным отверстием объектива, оно характеризует светосилу объектива (оптической системы). На оправу объектива обычно наносится шкала, содержащая числа, обратные значениям его относительного отверстия. Использование в светосильных оптических системах широких пучков света сопряжено с возможным ухудшением изображения за счет аберраций оптических систем. Уменьшение до известного предела действующего отверстия оптической системы (диафрагмирование) улучшает качество изображения, т. к. при этом из пучка лучей устраняются краевые лучи, на ходе которых в наибольшей степени сказываются аберрации. Диафрагмирование увеличивает также глубину резкости (глубину изображаемого пространства). В то же время уменьшение действующего отверстия снижает из-за дифракции света на краях диафрагмы разрешающую способность оптической системы. В связи с этим апертура оптической системы должна иметь оптимальное значение.

Рис. 2. L₁L₂ - диафрагма поля зрения, она сильнее всего ограничивает лучи, идущие от точек объекта АВ, удаленных от оси; Р₁Р₂ - входной зрачок.

Другие диафрагмы, имеющиеся в оптической системе, главным образом препятствуют прохождению через систему лучей из точек объекта, расположенных в стороне от главной оси оптической системы. Наиболее эффективная в этом отношении диафрагма называется диафрагмой поля зрения. Она определяет, какая часть пространства может быть изображена оптической системой. Из центра входного зрачка диафрагма поля зрения видна под наименьшим углом (рис. 2). Диафрагму, находящуюся перед оптической системой кино- и фотоаппаратов, называют светозащитной блендой или просто блендой.