Dakle, kako funkcionira dvogled?
U ovom sveobuhvatnom vodiču proći ću kroz nauku koja stoji iza toga kako je optika u dvogledu u stanju prikupiti svjetlost i zatim vam predstaviti uvećanu sliku pogleda ispred vas. U budućim člancima, također planiram proći kroz glavne mehanike koji stoje iza načina rada mehanizama fokusa i čašice za oči i raspona različitih dostupnih opcija.
Na ovaj način, siguran sam da ćete do kraja shvatiti kako radi dvogled i tako biti daleko bolje pripremljen kada odaberete pravi instrument za svoje potrebe, a onda kada stigne, moći ćete ga pravilno postaviti i koristiti tako da da ćete izvući najbolje od upotrebe. hajde da počnemo:
Dva teleskopa
U svom najjednostavnijem obliku, komplet dvogleda se u suštini sastoji od dva teleskopa postavljena jedan pored drugog. Dakle, za početak i da stvari bude malo jednostavnije, hajde da prepolovimo naš dvogled i prvo naučimo kako teleskop radi, a onda ćemo ih na kraju ponovo sastaviti:
Leće, svjetlost i refrakcija
U osnovi, način na koji dvogled radi i uvećava pogled je korištenjem sočiva koja uzrokuju da svjetlost radi nešto poznato kao refrakcija:
Kroz vakuum svemira, svjetlost putuje pravolinijski, ali kako prolazi kroz različite materijale mijenja brzinu.
Dakle, kako svjetlost prolazi kroz gusti medij poput stakla ili vode, usporava se. Ovo općenito uzrokuje savijanje svjetlosnih valova i to savijanje svjetlosti se naziva refrakcija. Refrakcija svjetlosti je ono što uzrokuje da slamka izgleda kao da je savijena kada se nalazi u čaši vode. takođe ima mnogo korisnih svrha i ključna je mogućnost da uvećate ono što gledate.
Objektivi
Umjesto da koriste samo jednostavnu ravnu ploču ili blok stakla, instrumenti poput teleskopa, dalekozora, pa čak i naočala za čitanje koriste staklena sočiva posebnog oblika koja su često sastavljena od niza pojedinačnih elemenata sočiva koji bolje kontroliraju savijanje svjetlosnih valova. .
Objektiv
(onaj najbliži objektu koji gledate) na dvogledu je konveksnog oblika, što znači da je njegov centar deblji od vanjskog. Poznato kao konvergentno sočivo, ono hvata svjetlost udaljenog objekta, a zatim putem prelamanja uzrokuje da se svjetlost savija i spaja (konvergira) dok prolazi kroz staklo. svjetlosni talasi se zatim fokusiraju na tačku iza sočiva.
Sočivo okulara
zatim uzima ovu fokusiranu svetlost i uvećava je, gde ona onda prelazi u vaše oči.
Uvećanje
Prvo svjetlo putuje od subjekta i stvara se prava slikaAproizvodi sočivo objektiva. Ova slika se zatim uvećava sočivom okulara i posmatra se kao virtuelna slikaB. Rezultat je da uvećani objekti izgledaju kao da su ispred vas i bliže od subjekta.
6x, 7x, 8, 10x ili više.
Iznos koji se slika uvećava je određen omjerom žižne daljine sočiva objektiva podijeljene žižnom daljinom sočiva okulara.
Tako će faktor povećanja od 8, na primjer, proizvesti virtuelnu sliku koja izgleda 8 puta veća od subjekta.
Koliko vam je povećanje potrebno ovisi o namjeni i često je pogrešno pretpostaviti da što je veća snaga, to je dvogled bolji jer veća povećanja također donose mnoge nedostatke. Za više pogledajte ovaj članak: Uvećanje, stabilnost, vidno polje i svjetlina
Kao što možete vidjeti i na dijagramu iznad, virtuelna slika je invertirana. U nastavku ćemo pogledati zašto se to događa i kako se to ispravlja:
Naopako okrenuta slika
Ovo je sjajno i priča se ovdje može završiti ako jednostavno pravite teleskop za upotrebu poput astronomije.
U stvari, možete vrlo lako napraviti jednostavan teleskop tako što ćete uzeti dva sočiva i odvojiti ih zatvorenom cijevi. Zaista, otprilike ovako je nastao prvi teleskop.
Međutim, ono što ćete primijetiti kada ga pogledate je da će slika koju vidite biti okrenuta naopačke i preslikana. To je zato što konveksna leća uzrokuje da svjetlost prelazi preko dok se konvergira.
U stvari, to možete vrlo lako demonstrirati ako držite lupu na dužini ruke i gledate kroz nju neke udaljene objekte. Vidjet ćete da će slika biti okrenuta naopako i obrnuto.
Za gledanje udaljenih zvijezda, to zapravo nije problem i zaista mnogi astronomski teleskopi proizvode neispravljenu sliku, ali za zemaljsku upotrebu, to je problem. Srećom, postoji nekoliko rješenja:
Ispravka slike
Za dvoglede i većinu zemaljskih teleskopa (uzornika) postoje dva glavna načina za to, korištenjem konkavnog sočiva za okular ili prizme za podizanje slike:
Galilean Optics
Korišćena u teleskopima koje je izumeo Galileo Galilei u 17. veku, Galilejeva optika koristi konveksno sočivo objektiva na normalan način, ali ga menja u sistem konkavnih sočiva za okular.
Takođe poznato kao divergentno sočivo, konkavno sočivo čini da se svetlosni zraci šire (divergiraju). Dakle, ako se postavi na odgovarajuću udaljenost od sočiva konveksnog objektiva, može spriječiti prelazak svjetlosti i na taj način spriječiti da se slika izokrene.
Niska cijena i jednostavan za izradu, ovaj sistem se i danas koristi na dvogledima za operu i pozorište.
Međutim, nedostaci su što je teško postići veliko uvećanje, dobijate prilično usko vidno polje i visok nivo zamućenja slike na ivicama slike.
Iz ovih razloga se za većinu upotreba sistem prizme smatra boljom alternativom:
Keplerova optika sa prizmama
Za razliku od Galilejeve optike koja koristi konkavno sočivo u okularu, Keplerov optički sistem koristi konveksna sočiva za objektive, kao i sočiva okulara i općenito se smatra poboljšanjem Galileovog dizajna.
Međutim, sliku još treba ispraviti, a to se postiže upotrebom prizme:
Ispravite obrnutu sliku
Radeći kao ogledalo, većina modernih dvogleda koristi uspravne prizme koje reflektiraju svjetlost i tako mijenjaju orijentaciju, ispravljajući sliku.
Dok je standardno ogledalo savršeno za gledanje sebe ujutro, u dvogledu ne bi bilo dobro da se svjetlost jednostavno reflektira za 180 stepeni i vrati se tamo odakle je došla jer tada nikada ne biste mogli vidjeti sliku.
Porro Prisms
Ovaj problem je prvo riješen korištenjem para Porro prizmi. Nazvana po italijanskom pronalazaču Ignaziu Porrou, jedna Porro prizma, poput ogledala, takođe reflektuje svetlost za 180 stepeni i nazad u pravcu iz kojeg je došla, ali to čini paralelno sa upadnom svetlošću, a ne direktno duž iste putanje.
Dakle, ovo zaista pomaže jer vam omogućava da postavite dvije od ovih Porro prizme pod pravim uglom jedna u odnosu na drugu, što zauzvrat znači da možete reflektirati svjetlost tako da ne samo da ponovo orijentira obrnutu sliku, već i efikasno omogućava da se nastavi u istom pravcu i prema okularima.
Zaista, ove dvije Porro prizme postavljene pod pravim uglom daju dvogledima njihov tradicionalni, kultni oblik i zbog čega su njihovi okulari bliže jedan drugom od objektiva.
Roof Prisms
Osim Porro prizme, postoji niz drugih dizajna od kojih svaki ima svoje jedinstvene prednosti.
Dvije od njih, Abbe-Koenig prizma i Schmidt-Pechan prizma su vrste krovnih prizmi koje se danas najčešće koriste u dvogledima.
Od njih, Schmidt-Pechan prizma je najčešća jer omogućava proizvođačima da proizvedu kompaktniji, tanji dvogled s okularima u skladu s objektivima. Nedostatak je što im je potreban veliki broj specijalnih premaza kako bi se postigla potpuna unutrašnja refleksija i eliminisao fenomen poznat kao fazni pomak.
Zašto su dvogledi kraći od teleskopa
Druga prednost upotrebe prizmi je da se zbog toga što se svjetlost dvaput okrene unatrag dok prolazi kroz prizmu i tako se vraća na sebe, udaljenost koju putuje u tom prostoru se povećava.
Stoga se ukupna dužina dalekozora može skratiti jer se također smanjuje potrebna udaljenost između sočiva objektiva i okulara i zbog toga je dvogled kraći od refrakcionih teleskopa sa istim povećanjem jer im nedostaje prizma.