Akromaattinen linssi

Akromaattinen linssi , akromaatti - linssi , jossa kromaattista poikkeamaa korjataan kahden eri aallonpituuden valonsäteillä ja osittain pallomaisella aberraatiolla [1] . Optisia järjestelmiä, joissa on korjaus kolmelle tai useammalle värille (aallonpituudelle), kutsutaan apokromaatiksi . Täydellisemmällä geometrisella korjauksella - aplanats .

Yksinkertaisimmassa tapauksessa se on dupletti , joka on liimattu yhteen kahdesta linssistä , joista toinen on positiivinen ja toinen negatiivinen. Tällaisissa tapauksissa käytetään optisista laseista valmistettuja linssejä, joiden dispersio on erilainen . Linssien liimaamiseen käytetään optista liimaa (esimerkiksi kanadalaista balsamia , kuusen balsamia tai balsamia). Linssien liimaus itsessään ei vaikuta akromaattisiin ominaisuuksiin millään tavalla, mutta se mahdollistaa valon heijastumisen vähentämisen linssien pinnoilta, vähentää liimattujen pintojen valmistustarkkuuden vaatimuksia ja helpottaa myöhempää asennusta. Suhteellisen suurikokoisia (halkaisijaltaan yli 10 cm) linssejä ei pääsääntöisesti liimata, koska positiivisten ja negatiivisten linssien lämpölaajenemiskertoimien eron vuoksi niiden koon kasvaessa todennäköisyys liimauksen eheyden rikkomisesta, joka tapahtuu, kun ympäristön lämpötila muuttuu.

Akromaattisten linssien tulo

Isaac Newton yritti myös korjata kromaattista poikkeamaa , joka selvitti kuvan epäterävyyden syyn tuon ajan optisissa järjestelmissä . Kokeiden aikana tapahtuneen virheen seurauksena, erityisesti lyijysokerin ( lyijyasetaatin ) [2] :25 käytön vuoksi, Newton kuitenkin päätyi siihen johtopäätökseen, että tätä ei-toivottua vaikutusta linssijärjestelmässä oli mahdotonta poistaa. . Newtonin mielipide oli arvovaltainen, eikä kukaan pitkään aikaan yrittänyt kyseenalaistaa sitä. Vasta vuonna 1733 Chester Hall ehdotti menetelmää kromaattisen poikkeaman korjaamiseksi käyttämällä kahta lasityyppiä. Suuri työ akromaattisten linssien luomiseksi alkoi sen jälkeen, kun Leonard Euler ehdotti ajatusta mahdollisuudesta korjata kromaattinen poikkeama vuonna 1747. John Dollond ja Peter Dollond tekivät yhden ensimmäisistä kaukoputkien akromaattisista rakenteista vuosina 1758-1761 . [3]

Suunnitteluominaisuudet

Achromat-linssit on valmistettu erilaisista optisista lasista valon hajoamisen suhteen. Positiivinen on valmistettu lasista, jossa on suurempi (yleensä kruunu ), ja negatiivinen on valmistettu lasista, jonka keskimääräinen hajontakerroin on pienempi (yleensä piikivi ). Historiassa on tehty kokeita raskaammilla laseilla, jotka sisältävät jopa 30 % toriumin massasta. Näitä linssejä valmistettiin 1940-luvulta 1970-luvulle. [neljä]

Samanaikaisesti linssien järjestyksessä ei ole perustavaa laatua olevaa eroa - yhdistelmät ovat mahdollisia, kun sironta ( piikivi ) on keräyksen ( kruunu ) "edessä". Tätä vaihtoehtoa ehdotti Thomas Grubb vuonna 1857. Myös kolmen linssin yhdistelmät ovat mahdollisia. Esimerkiksi Peter Dollondin akromaatti, jossa negatiivinen piikivilinssi on suljettu kahden positiivisen kruunulinssin väliin.

Yleensä linssit valitaan siten, että kahdella näkyvän valon aallonpituudella paikkakromatismi eliminoituu kokonaan ja muilta osalta paikkakromatismi eliminoituu merkittävästi .

Yleisessä tapauksessa kaksilinssisen objektiivin (tai komponentin) akromatisoinnin ehto on yksittäisten linssien optisten tehojen ja dispersiokertoimien suhteiden yhtäläisyys:

${\frac {\Phi '}{\Phi ''}}={\frac {\nu _{\lambda }'}{\nu _{\lambda }''}}$ ,

missä

$\Phi$ - optinen teho dioptereina,
${\displaystyle \nu _{\lambda ))$ — hajontakerroin ( Abbe-luku ).

Akromatisoitavien aallonpituuksien valinta määräytyy objektiivin tarkoituksen mukaan. Joten visuaalisissa havainnointijärjestelmissä punainen C (λ=656.3 nm ) ja sininen F (λ=486.1 nm) säde on "yhdistetty". Tämä on niin kutsuttu "visuaalinen" korjaus.

"Photovisuaalista" korjausta käytetään visuaalisella tarkennuksella ("vanha" valokuva ja jotkut tähtitieteelliset linssit), keltaisten D (λ= 589,3 nm) ja sinisten G' (λ = 434,1 nm) säteiden "yhdistämistä" varten tarkoitetuissa objektiiveissa.

Nykyaikaiset valokuvausobjektiivit pyrkivät akromaattisoitumaan spektrin sinisestä (G') punaiselle (C) alueelle .

Myös muiden poikkeamien korjaus johtuu akromaatin käytöstä. Joten optisissa järjestelmissä, jotka eivät vaadi suuria näkökenttiä (objektiivit kaukoputket , taittoteleskoopit, kiikarit , optiset tähtäimet jne.), pallopoikkeama ja kooma korjataan yleensä .

"Uusia" ("poikkeavia") akromaatteja

1800-luvun 70-luvulla Ernst Abben ja Otto Schottin työn ansiosta ilmestyi kruunutyyppiset optiset lasit , joilla on korkea taitekerroin .

Tämä johti niin kutsuttujen "uusien" (tai "poikkeavien") akromaattien luomiseen. Tällaisessa "uudessa" ("poikkeava") akromaatissa kruunulasin taitekerroin on korkeampi kuin piilasin. "Vanhalla" (tai "normaalilla") sitä vastoin piikiven taitekerroin on korkeampi kuin kruunulla. Tämä mahdollisti "uusien" akromaattien pintasäteiden jyrkkyyden vähentämisen "vanhoihin" verrattuna (samalla optisella teholla ), mikä puolestaan helpotti huomattavasti pallomaisen aberraation korjaamista.

Lisäksi poikkeaville akromaateille Petzval-summalla, joka kuvaa kuvakentän kaarevuutta , on pienempiä arvoja . Tämä "uusien akromaattien" ominaisuus osoittautui niin hyödylliseksi laajan näkökentän optisten järjestelmien (esimerkiksi valokuvauslinssien) laskemiseen, että se määritti käytännössä niiden käyttöalueen (vain astigmatismin ja/tai kaarevuuden korjaamiseen). kuvakenttä). Tämän seurauksena useimmat "uusista akromaateista" ovat täysin menettäneet akromaattiset ominaisuutensa, vaikka niitä kutsutaan edelleen "akromaateiksi" (erityisesti englanninkielisessä erikoiskirjallisuudessa). Esimerkiksi tällainen "akromaatti", jolla ei ole akromaattisia ominaisuuksia, on Tessarin objektiivien takalinssi .

"Maisema" ("maisema") linssi

Vuonna 1839 ranskalainen optikko Charles Chevalier ehdotti akromaattista meniskiä valokuvausobjektiiviksi.

Tämän objektiivin asettelu oli sama kuin Wollaston - monokkelissa , ja siinä oli riittävästi korjattu astigmatismia ja suhteellisen tasainen kuvakenttä. Kuitenkin alhainen aukkosuhde (F : 15), koska valokuvausmateriaalien valoherkkyys oli tuolloin alhainen, rajoitti tällaisen objektiivin soveltamisalan yksinomaan maisemakuvaukseen. Tästä syystä sen nimi on "maisemalinssi" ( lentille à paysage ).

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Photokinotechnics, 1981 , s. kolmekymmentä.
↑ Lebedev Yu.A. Maratonin juoksijan toinen tuuli (noin lyijyä). - M . : Metallurgia, 1990. - 144 s. — ISBN 5-229-00435-5 .
↑ Gurikov V.A. Ensimmäiset akromaattiset teleskoopit // Maa ja maailmankaikkeus . - 1980. - Nro 4 . - S. 68-71 .
↑ [1] Arkistoitu 12. lokakuuta 2017 Wayback Machine Radioactive Lensesissä

Kirjallisuus

E. A. Iofis . Valokuvaustekniikka / I. Yu. Shebalin. - M.,: "Neuvostoliiton tietosanakirja", 1981. - S. 30 . — 447 s.

D.S. Volosov . Valokuvausoptiikka. - 2. painos - M.: "Taide", 1978. - S. 154-159. — 543 s.

Slyusarev GG Optisten järjestelmien laskenta. L., "Engineering", 1975.

R. Kingslake. Valokuvaobjektiivin historia, Academy Press, 1989

Yashtold-Govorko V.A. Valokuvaus ja käsittely. Ammunta, kaavat, termit, reseptit. Ed. 4., lyhenne M., "Taide", 1977.

Linkit

Akromaattinen // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : 86 osana (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Hienoa norjalaista Brockhaus ja Efron