第19課[典型光學(xué)系統(tǒng)-望遠(yuǎn)鏡]

1、第七章第七章 典型光學(xué)系統(tǒng)典型光學(xué)系統(tǒng)7-4 望遠(yuǎn)系統(tǒng)一、望遠(yuǎn)系統(tǒng)的成象原理一、望遠(yuǎn)系統(tǒng)的成象原理物鏡（入瞳）視場(chǎng)光闌目鏡出瞳F1F21、重要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：物鏡的像方焦點(diǎn)應(yīng)與目鏡的物方物鏡的像方焦點(diǎn)應(yīng)與目鏡的物方焦點(diǎn)重合，焦點(diǎn)重合，光學(xué)間隔光學(xué)間隔=0。 使入射的平行光束仍能保持平行地射出的光學(xué)使入射的平行光束仍能保持平行地射出的光學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)稱為稱為望遠(yuǎn)系統(tǒng)或望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)系統(tǒng)或望遠(yuǎn)鏡。1611年，開普勒望遠(yuǎn)鏡年，開普勒望遠(yuǎn)鏡 1609年：伽利略望遠(yuǎn)鏡年：伽利略望遠(yuǎn)鏡2 2、兩種基本結(jié)構(gòu)形式、兩種基本結(jié)構(gòu)形式: :3、放大率：、放大率：fftgtgtgtg210DD1fDfD2122與物體位置無關(guān)，

2、僅取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)與物體位置無關(guān)，僅取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)二、望遠(yuǎn)系統(tǒng)的分辨率及工作放大率3214060.DD正常放大率正常放大率（有效放大率）（有效放大率）滿足分辨要求的最小視覺放大率滿足分辨要求的最小視覺放大率為了減輕操作人員的疲勞，設(shè)計(jì)望遠(yuǎn)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)用大于正常分辨率的工作為了減輕操作人員的疲勞，設(shè)計(jì)望遠(yuǎn)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)用大于正常分辨率的工作分辨率來作為望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視角放大率。分辨率來作為望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視角放大率。工作放大率工作放大率常常為正常放大率為正常放大率的的1.53倍倍。若取若取2.3倍，則倍，則=D。儀儀器的分辨角器的分辨角 j j60/60/6010在瞄準(zhǔn)儀器中，儀器的精度用在瞄準(zhǔn)儀器中，儀器的

3、精度用瞄準(zhǔn)誤差瞄準(zhǔn)誤差來來表示，它與瞄準(zhǔn)方式有關(guān)。表示，它與瞄準(zhǔn)方式有關(guān)。若是若是壓線瞄準(zhǔn)壓線瞄準(zhǔn)時(shí)：時(shí)：若是若是對(duì)線、雙線對(duì)線、雙線或或叉線瞄準(zhǔn)叉線瞄準(zhǔn)時(shí)：時(shí)：由此可見，望遠(yuǎn)鏡的視角放大率越大，其測(cè)由此可見，望遠(yuǎn)鏡的視角放大率越大，其測(cè)量精度越高。量精度越高。三、望遠(yuǎn)鏡的光束限制三、望遠(yuǎn)鏡的光束限制當(dāng)出瞳大于眼瞳時(shí)，當(dāng)出瞳大于眼瞳時(shí)，眼瞳眼瞳為孔闌，為孔闌，當(dāng)出瞳小于眼瞳時(shí)，當(dāng)出瞳小于眼瞳時(shí)，物鏡框物鏡框?yàn)榭钻@。為孔闌。 出瞳距應(yīng)考慮到人眼觀出瞳距應(yīng)考慮到人眼觀察的特點(diǎn)和使用情況，察的特點(diǎn)和使用情況，一般不小于一般不小于6mm。四、伽利略望遠(yuǎn)鏡和開普勒望遠(yuǎn)鏡四、伽利略望遠(yuǎn)鏡和開普勒望遠(yuǎn)鏡 伽

4、利略望遠(yuǎn)鏡伽利略望遠(yuǎn)鏡是由是由物鏡和負(fù)目鏡物鏡和負(fù)目鏡按光學(xué)間隔按光學(xué)間隔=0=0的方式組合而的方式組合而成。成。F1F2出瞳df1df1,具有筒長(zhǎng)短、體積小、重量輕等特點(diǎn)；具有筒長(zhǎng)短、體積小、重量輕等特點(diǎn)；這種望遠(yuǎn)鏡這種望遠(yuǎn)鏡沒有中間實(shí)像面沒有中間實(shí)像面，無法安置分劃板無法安置分劃板，不能直接作為瞄準(zhǔn)和精確定位之用。不能直接作為瞄準(zhǔn)和精確定位之用。 開普勒望遠(yuǎn)鏡的光路圖開普勒望遠(yuǎn)鏡的光路圖：物鏡（入瞳）目鏡視場(chǎng)光闌出瞳被目鏡攔掉部分v目鏡的口徑如果足夠大，開普勒望遠(yuǎn)鏡中的光束將目鏡的口徑如果足夠大，開普勒望遠(yuǎn)鏡中的光束將沒有漸暈現(xiàn)象。沒有漸暈現(xiàn)象。開普勒望遠(yuǎn)鏡開普勒望遠(yuǎn)鏡 伽利略望遠(yuǎn)鏡伽利略

5、望遠(yuǎn)鏡開普勒望遠(yuǎn)鏡開普勒望遠(yuǎn)鏡伽利略望遠(yuǎn)鏡伽利略望遠(yuǎn)鏡倒像倒像需要轉(zhuǎn)像系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)像系統(tǒng)透鏡：加長(zhǎng)光路透鏡：加長(zhǎng)光路棱鏡：縮短筒長(zhǎng)并轉(zhuǎn)折光路棱鏡：縮短筒長(zhǎng)并轉(zhuǎn)折光路正像：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單正像：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單機(jī)械筒長(zhǎng)較長(zhǎng)機(jī)械筒長(zhǎng)較長(zhǎng)較短較短可以在中間實(shí)象平面內(nèi)設(shè)置分化板（視場(chǎng)光可以在中間實(shí)象平面內(nèi)設(shè)置分化板（視場(chǎng)光闌）用于測(cè)量或瞄準(zhǔn)闌）用于測(cè)量或瞄準(zhǔn)視場(chǎng)光闌不在物面或像面視場(chǎng)光闌不在物面或像面有清晰視場(chǎng)邊界，可以無漸暈有清晰視場(chǎng)邊界，可以無漸暈有漸暈有漸暈可以比較大可以比較大不太大（原因不太大（原因P128）可以用于激光擴(kuò)束，避免實(shí)焦點(diǎn)燒傷可以用于激光擴(kuò)束，避免實(shí)焦點(diǎn)燒傷場(chǎng)鏡棱鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)五、望遠(yuǎn)物鏡五、望遠(yuǎn)物鏡

6、2、像差校正、像差校正：球、正弦、位置色差（小視場(chǎng)、大孔徑）：球、正弦、位置色差（小視場(chǎng)、大孔徑）3、類別：、類別：折射式、反射式、折反射式折射式、反射式、折反射式1 1、折射式物鏡長(zhǎng)焦距平行光管長(zhǎng)焦距平行光管反射式物鏡折反射式物鏡7.5、目鏡目鏡 目鏡是望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的重要組成部分。目鏡是望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的重要組成部分。主要光學(xué)參數(shù)視場(chǎng)角視場(chǎng)角2 2 焦距焦距 f決定其放大倍率鏡目距鏡目距p p 相對(duì)鏡目距相對(duì)鏡目距p/ftgtgtgtg物鏡物鏡目鏡目鏡正常眼正常眼近視眼近視眼遠(yuǎn)視眼遠(yuǎn)視眼F眼眼F眼眼F眼眼目前，常用的望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的目鏡有惠更斯目鏡、冉斯目前，常用的望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的目鏡有惠更斯目鏡、冉斯登（登（Ramsden)目鏡、凱涅爾目鏡、凱涅爾(Kellner)目鏡、對(duì)稱目鏡、目鏡、對(duì)稱目鏡、無畸變目鏡、廣角目鏡等等。無畸變目鏡、廣角目鏡等等?；莞鼓跨R惠更斯目鏡冉斯登目鏡冉斯登目鏡凱涅爾目鏡凱涅爾目鏡無畸變目鏡無畸變目鏡長(zhǎng)出瞳目鏡長(zhǎng)出瞳目鏡例題為看清4km處相隔150mm的兩個(gè)點(diǎn)（設(shè)1=0.0003rad），若用刻卜勒望遠(yuǎn)鏡，則（1）求刻卜勒望遠(yuǎn)鏡的工作放大倍率；（2）若筒