Xo'sh, durbin qanday ishlaydi?
Ushbu keng qamrovli qo'llanmada men durbindagi optika qanday qilib yorug'likni to'plashi haqidagi fanni ko'rib chiqaman va keyin sizning oldingizda ko'rinishning kattalashtirilgan tasvirini taqdim etaman. Kelgusi maqolalarda, shuningdek, diqqat markazida va ko'z chashka mexanizmlari qanday ishlashi ortidagi asosiy mexanikani va mavjud bo'lgan turli xil variantlarni ko'rib chiqishni rejalashtirmoqdaman.
Shunday qilib, men ishonchim komilki, uning oxirida siz durbin qanday ishlashini tushunasiz va shuning uchun o'zingizning ehtiyojlaringiz uchun to'g'ri asbobni tanlashda ancha yaxshi tayyorgarlik ko'rasiz va keyin u kelgandan keyin uni to'g'ri sozlash va undan foydalanish imkoniyatiga ega bo'lasiz. uni ishlatishdan eng yaxshi natijaga erishasiz. Keling, boshlaymiz:
Ikki teleskop
Eng oddiy shaklda durbinlar to'plami asosan yonma-yon joylashgan ikkita teleskopdan iborat. Shunday qilib, boshlash va narsalarni biroz soddalashtirish uchun keling, durbinimizni yarmiga kesib olaylik va birinchi navbatda teleskop qanday ishlashini bilib olaylik, keyin ularni oxirida birlashtiramiz:
Linzalar, yorug'lik va sinishi
Asosan, durbin qanday ishlashi va ko'rinishni kattalashtirishi yorug'likning sinishi deb nomlanuvchi linzalardan foydalanishdir:
Kosmosdagi vakuum orqali yorug'lik to'g'ri chiziq bo'ylab tarqaladi, lekin u turli materiallardan o'tganda tezlikni o'zgartiradi.
Shunday qilib, yorug'lik shisha yoki suv kabi qalin muhitdan o'tganda, u sekinlashadi. Bu odatda yorug'lik to'lqinlarining egilishiga olib keladi va yorug'likning bu egilishi sinishi deb ataladi. Yorug'likning sinishi - bu bir stakan suvda bo'lganida somonning egilgandek ko'rinishiga olib keladi. u juda ko'p foydali maqsadlarga ega va siz ko'rayotgan narsangizni kattalashtirishning kalitidir.
Linzalar
Teleskop, durbin va hatto o'qish ko'zoynagi kabi asboblar oddiy tekis choyshab yoki oyna blokidan foydalanish o'rniga, yorug'lik to'lqinlarining egilishini yaxshiroq boshqarishga qodir bo'lgan bir qator individual linza elementlaridan tashkil topgan maxsus shaklli shisha linzalardan foydalanadi. .
Ob'ektiv ob'ektiv
(siz ko'rayotgan ob'ektga eng yaqin) durbinda Qavariq shaklga ega, ya'ni uning markazi tashqi tomondan qalinroq. Birlashtiruvchi linza sifatida tanilgan, u uzoqdagi ob'ektdan yorug'likni ushlaydi, so'ngra sinishi orqali, shishadan o'tayotganda yorug'likning egilishiga va birlashishiga (konversiyaga) olib keladi. keyin yorug'lik to'lqinlari ob'ektiv orqasidagi nuqtaga qaratiladi.
Ko'zoynak linzalari
keyin bu fokuslangan yorug'likni oladi va uni kattalashtiradi, keyin u ko'zlaringizga o'tadi.
Kattalashtirish
Birinchidan, yorug'lik ob'ektdan va haqiqiy tasvirdan tarqaladiAob'ektiv ob'ektiv tomonidan ishlab chiqariladi. Keyin bu tasvir okulyar linzalar yordamida kattalashtiriladi va virtual tasvir sifatida ko'riladiB. Natijada, kattalashtirilgan ob'ektlar sizning oldingizda va ob'ektga qaraganda yaqinroq ko'rinadi.
6x, 7x, 8, 10x yoki undan ko'p.
Tasvirni kattalashtirish miqdori ob'ektiv linzaning fokus uzunligining ko'zoynak linzasining fokus uzunligiga bo'lingan nisbati bilan aniqlanadi.
Shunday qilib, masalan, 8 kattalashtirish koeffitsienti ob'ektdan 8 baravar kattaroq ko'rinadigan virtual tasvirni yaratadi.
Qancha kattalashtirish kerakligi maqsadli foydalanishga bog'liq va ko'pincha quvvat qanchalik baland bo'lsa, durbin shunchalik yaxshi bo'ladi deb o'ylash xato bo'ladi, chunki yuqori kattalashtirish ham ko'plab kamchiliklarni keltirib chiqaradi. Qo'shimcha ma'lumot uchun ushbu maqolani ko'rib chiqing: Kattalashtirish, barqarorlik, ko'rish maydoni va yorqinlik
Yuqoridagi diagrammada ham ko'rib turganingizdek, virtual tasvir teskari. Quyida nima uchun bu sodir bo'layotganini va uni qanday tuzatish kerakligini ko'rib chiqamiz:
Teskari tasvir
Bu juda zo'r va agar siz shunchaki astronomiya kabi foydalanish uchun teleskop yasasangiz, hikoya shu erda tugashi mumkin.
Aslida, siz ikkita linzani olib, ularni yopiq trubka bilan ajratib, oddiy teleskopni osongina yaratishingiz mumkin. Darhaqiqat, birinchi teleskop aynan shunday yaratilgan.
Biroq, uni ko'rib chiqishda siz ko'rgan narsa, siz ko'rgan tasvir teskari va aks ettirilgan bo'ladi. Buning sababi shundaki, konveks linzalari yorug'likni birlashtirganda kesib o'tishga olib keladi.
Darhaqiqat, agar siz lupani qo'llaringiz uzunligida ushlab tursangiz va u orqali ba'zi uzoq ob'ektlarga qarasangiz, buni juda oson ko'rsatishingiz mumkin. Tasvir teskari va teskari aks ettirilishini ko'rasiz.
Uzoq yulduzlarni ko'rish uchun bu muammo emas va haqiqatan ham ko'plab astronomiya teleskoplari to'g'rilanmagan tasvirni ishlab chiqaradi, ammo er yuzida foydalanish uchun bu muammo. Yaxshiyamki, bir nechta echimlar mavjud:
Tasvirni tuzatish
Durbin va ko'pgina er usti teleskoplari uchun buni amalga oshirishning ikkita asosiy usuli mavjud: ko'zoynak uchun konkav linzalar yoki prizmalarni o'rnatuvchi tasvir:
Galiley optikasi
17-asrda Galileo Galiley tomonidan ixtiro qilingan teleskoplarda ishlatilgan Galiley optikasi an'anaviy tarzda qavariq ob'ektiv linzalardan foydalanadi, ammo uni ko'zoynak uchun konkav linzalar tizimiga o'zgartiradi.
Diverging linzalari sifatida ham tanilgan, konkav linzalari yorug'lik nurlarini bir-biridan ajratib turadi (diverge). Shunday qilib, agar qavariq ob'ektiv linzalardan to'g'ri masofada joylashgan bo'lsa, u yorug'likning o'tishini oldini oladi va shu bilan tasvirning teskari bo'lishini to'xtatadi.
Kam xarajatli va yasash oson, bu tizim hanuzgacha Opera va Teatr durbinlarida qo'llaniladi.
Ammo kamchiliklari shundaki, yuqori kattalashtirishni olish qiyin, siz juda tor ko'rish maydoniga ega bo'lasiz va tasvirning chetlarida yuqori darajadagi xiralashgan tasvirni olasiz.
Aynan shu sabablarga ko'ra ko'pchilik uchun prizma tizimi yaxshiroq alternativ sifatida ko'riladi:
Prizmalar bilan Kepler optikasi
Okuyarda konkav linzalardan foydalanadigan Galiley optikasidan farqli o'laroq, Kepler optik tizimi ob'ektiv ob'ektivlar bilan bir qatorda ob'ektiv uchun qavariq linzalardan foydalanadi va odatda Galiley dizaynidagi yaxshilanish deb hisoblanadi.
Biroq, tasvir hali ham tuzatilishi kerak va bunga prizma yordamida erishiladi:
Teskari tasvirni to'g'rilang
Ko'zgu kabi ishlaydigan zamonaviy durbinlarning ko'pchiligi yorug'likni aks ettiradigan va shu tariqa yo'nalishni o'zgartiradigan, tasvirni tuzatuvchi prizmalardan foydalanadi.
Oddiy oyna ertalab o'zingizga qarash uchun juda mos bo'lsa-da, durbinda yorug'lik shunchaki 180 daraja aks ettirilsa va u kelgan joyiga qaytsa yaxshi bo'lmaydi, chunki siz tasvirni hech qachon ko'ra olmaysiz.
Porro prizmalar
Bu muammo birinchi navbatda Porro prizmasi yordamida hal qilindi. Italiyalik ixtirochi Ignazio Porro nomi bilan atalgan, bitta Porro prizmasi oyna kabi yorug'likni 180 daraja va o'zi kelgan yo'nalish bo'yicha orqaga aks ettiradi, lekin uni to'g'ridan-to'g'ri bir xil yo'l bo'ylab emas, balki tushayotgan nurga parallel qiladi.
Shunday qilib, bu haqiqatan ham yordam beradi, chunki bu ikkita Porro prizmasini bir-biriga to'g'ri burchak ostida joylashtirishga imkon beradi, bu esa o'z navbatida siz yorug'likni aks ettirishingiz mumkin, shunda u nafaqat teskari tasvirni qayta yo'naltiradi, balki uni davom ettirishga ham imkon beradi. xuddi shu yo'nalishda va ko'zoynaklar tomon.
Darhaqiqat, to'g'ri burchak ostida joylashgan bu ikkita Porro prizmasi durbinga o'zining an'anaviy, ikonik shaklini beradi va shuning uchun ularning ko'zoynaklari ob'ektiv linzalarga qaraganda bir-biriga yaqinroqdir.
Tomning prizmalari
Porro prizmasi bilan bir qatorda bir qator boshqa dizaynlar ham mavjud bo‘lib, ularning har biri o‘ziga xos afzalliklarga ega.
Ulardan ikkitasi, Abbe-Koenig prizmasi va Shmidt-Pechan prizmasi hozirda durbinlarda keng qo'llaniladigan tom prizmalarining turlaridir.
Ulardan Shmidt-Pechan prizmasi eng keng tarqalgan, chunki u ishlab chiqaruvchilarga maqsadlarga mos keladigan ko'zoynaklar bilan yanada ixcham, ingichka durbin ishlab chiqarish imkonini beradi. Salbiy tomoni shundaki, ular umumiy ichki aks ettirishga erishish va fazalarni almashtirish deb nomlanuvchi hodisani bartaraf etish uchun bir qator maxsus qoplamalarni talab qiladi.
Nima uchun durbin teleskoplardan qisqaroq
Prizmalardan foydalanishning ikkinchi foydasi shundaki, yorug'lik prizmadan o'tganda ikki marta teskari bo'lib, o'z-o'zidan qaytib ketganligi sababli, uning bu bo'shliqda bosib o'tadigan masofasi ortadi.
Shu sababli, durbinning umumiy uzunligini qisqartirish mumkin, chunki ob'ektiv linzalar va okulyar o'rtasidagi talab qilinadigan masofa ham qisqaradi va shuning uchun durbinlar prizma yo'qligi kabi bir xil kattalashtirishga ega sindiruvchi teleskoplarga qaraganda qisqaroqdir.