Lentilă acromatică

Lentila acromatică , acromat  - o lentilă în care aberația cromatică este corectată pentru raze de lumină de două lungimi de undă diferite și aberația parțial sferică [1] . Sistemele optice cu corecție pentru trei sau mai multe culori (lungimi de undă) sunt numite apocromate . Cu o corecție geometrică mai completă - aplanats .

În cel mai simplu caz, este un dublet lipit împreună din două lentile , dintre care una pozitivă, iar cealaltă negativă. În astfel de cazuri, se folosesc lentile din ochelari optici cu diferite dispersii . Adezivul optic este folosit pentru a lipi lentilele (de exemplu, balsam canadian, balsam de bradsau balsam). Lipirea lentilelor în sine nu afectează în niciun fel proprietățile acromatice, cu toate acestea, face posibilă reducerea reflexiei luminii de pe suprafețele lentilelor, reducerea cerințelor pentru precizia fabricării suprafețelor lipite și facilitarea instalării ulterioare. Lentilele de dimensiuni relativ mari (cu un diametru mai mare de 10 cm), de regulă, nu sunt lipite, deoarece, datorită diferenței dintre coeficienții de dilatare termică a lentilelor pozitive și negative, cu o creștere a dimensiunii lor, probabilitatea a unei încălcări a integrității lipirii care apare atunci când temperatura ambientală se modifică.

Apariția lentilelor acromatice

Isaac Newton a încercat, de asemenea, să corecteze aberația cromatică , care a stabilit cauza încețoșării imaginii în sistemele optice din acea vreme . Cu toate acestea, ca urmare a unei erori în timpul experimentelor, în special din cauza utilizării zahărului de plumb ( acetat de plumb ) [2] :25 , Newton a ajuns la concluzia că este imposibil să se elimine acest efect nedorit în sistemul de lentile. . Opinia lui Newton a fost autoritară și pentru o lungă perioadă de timp nimeni nu a încercat să o conteste. Abia în 1733 Chester Hall a propus o metodă de corectare a aberației cromatice folosind două tipuri de sticlă. O mare lucrare privind crearea lentilelor acromatice a început după ce ideea posibilității de a corecta aberația cromatică a fost propusă de Leonard Euler în 1747. Unul dintre primele seturi de structuri acromatice pentru telescoape a fost realizat de John Dollond și Peter Dollond în 1758-1761 .  [3]

Caracteristici de design

Lentilele acromate sunt fabricate din diferite tipuri de sticlă optică în ceea ce privește dispersia luminii. Cea pozitivă este din sticlă cu una mai mare (de obicei coroană ), iar cea negativă este din sticlă cu un coeficient mediu de dispersie mai mic (de obicei silex ). Au existat experimente în istorie cu ochelari mai grei care conțin până la 30% din masa de toriu. Aceste lentile au fost produse din anii 1940 până în anii 1970. [patru]

În același timp, nu există nicio diferență fundamentală în ce ordine vor fi lentilele - combinațiile sunt posibile atunci când împrăștierea ( silex ) este „înainte” de colectare ( coroană ). Această opțiune a fost propusă de Thomas Grubb în 1857. Sunt posibile și combinații cu trei lentile. De exemplu, acromat lui Peter Dollond, în care o lentilă de silex negativă este închisă între două lentile de coroană pozitive.

În cazul general, lentilele sunt selectate astfel încât pentru oricare două lungimi de undă de lumină vizibilă , cromatismul de poziție să fie eliminat complet, iar în rest, cromatismul de poziție să fie eliminat în mod semnificativ .

Pentru cazul general, condiția pentru acromatizarea unui obiectiv (sau a unei componente) cu două lentile va fi egalitatea rapoartelor puterilor optice și a coeficienților de dispersie ai lentilelor individuale:

,

Unde

Alegerea lungimilor de undă de acromatizat este determinată de scopul obiectivului. Deci, pentru sistemele de observare vizuală, fasciculele roșii C (λ=656,3 nm ) și albastre F (λ=486,1 nm) sunt „conectate”. Aceasta este așa-numita corecție „vizuală”.

Corecția „fotovizuală” este utilizată în obiectivele pentru fotografierea cu focalizare vizuală (fotografie „veche” și unele lentile astronomice), „conectând” raze galbene D (λ= 589,3 nm) și albastre G’ (λ=434,1 nm).

Lentilele fotografice moderne tind să se acromatizeze de la regiunea albastră (G’) la cea roșie (C) a spectrului .

Corectarea altor aberații se datorează și utilizării acromatului. Deci, pentru sistemele optice care nu necesită câmpuri mari de vedere (obiective lunete, telescoape refractoare , binoclu , lunete optice etc.), de regulă, aberația sferică și coma sunt corectate .

Acromati „noi” („anomali”)

În jurul anilor 70 ai secolului al XIX-lea, datorită lucrării lui Ernst Abbe și Otto Schott, au apărut ochelarii optici de tip coroană cu un indice de refracție ridicat .

Acest lucru a dus la crearea așa-numitelor acromate „noi” (sau „anomale”). Într-un astfel de acromat „nou” („anomal”), indicele de refracție al sticlei coroanei este mai mare decât cel al sticlei cu silex. În timp ce cel „vechi” (sau „normal”), dimpotrivă, are un indice de refracție mai mare al silexului decât coroana. Acest lucru a făcut posibilă reducerea abruptului razelor de suprafață ale acromatelor „noi” în comparație cu cei „vechi” (la aceeași putere optică ), ceea ce, la rândul său, a facilitat foarte mult corectarea aberației sferice.

În plus, pentru acromații anormali, suma Petzval, care caracterizează curbura câmpului imaginii , are valori mai mici . Această caracteristică a „noilor acromatici” s-a dovedit a fi atât de utilă pentru calcularea sistemelor optice cu câmpuri largi de vedere (de exemplu, lentile fotografice), încât a determinat practic domeniul de aplicare a acestora (doar pentru corectarea astigmatismului și/sau curburii câmp imagine). Drept urmare, majoritatea „noilor acromati” și-au pierdut complet proprietățile acromatice, deși continuă să fie numiți „acromati” (în special, în literatura de specialitate în limba engleză). De exemplu, un astfel de „acromat” care nu are proprietăți acromatice este lentila din spate a obiectivelor Tessar .

Obiectiv „Peisaj” („peisaj”)

În 1839, meniscul acromatic a fost propus de opticianul francez Charles Chevalier ca obiectiv fotografic.

Având același aspect ca și monoculul Wollaston , acest obiectiv avea un astigmatism suficient de corectat și un câmp de imagine relativ plat. Cu toate acestea, raportul de deschidere scăzut (F : 15), dată fiind sensibilitatea scăzută la lumină a materialelor fotografice din acea vreme, a limitat domeniul de aplicare al unui astfel de obiectiv exclusiv la fotografia de peisaj. Acesta este motivul denumirii sale ca „lentile de peisaj” ( lentille à paysage ).

Vezi și

Note

  1. ↑ Fotokinotehnică, 1981 , p. treizeci.
  2. ↑ Lebedev Yu.A. Al doilea vânt al maratonistului (despre plumb). - M . : Metalurgie, 1990. - 144 p. — ISBN 5-229-00435-5 .
  3. ↑ Gurikov V.A. Primele telescoape acromatice // Pământul și Universul . - 1980. - Nr 4 . - S. 68-71 .
  4. ↑ [1] Arhivat pe 12 octombrie 2017 la Wayback Machine Radioactive Lens

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii