Akromatisk linse

Akromatisk linse , akromat - en linse , hvor kromatisk aberration er korrigeret for lysstråler med to forskellige bølgelængder og delvist sfærisk aberration [1] . Optiske systemer med korrektion for tre eller flere farver (bølgelængder) kaldes apochromater . Med en mere komplet geometrisk korrektion - aplanater .

I det enkleste tilfælde er det en dublet limet sammen af to linser , hvoraf den ene er positiv og den anden er negativ. I sådanne tilfælde anvendes linser lavet af optiske briller med forskellige dispersioner . Optisk lim bruges til at lime linser (for eksempel canadisk balsam , granbalsam eller balsam). Limning af linser i sig selv påvirker ikke de akromatiske egenskaber på nogen måde, men det gør det muligt at reducere reflektionen af lys fra linsernes overflader, reducere kravene til nøjagtigheden af fremstillingen af de limede overflader og lette efterfølgende montering. Linser af relativt store størrelser (med en diameter på mere end 10 cm) limes som regel ikke, fordi på grund af forskellen i de termiske ekspansionskoefficienter for de positive og negative linser, med en stigning i deres størrelse, er sandsynligheden af en krænkelse af limningens integritet, der opstår, når den omgivende temperatur ændres.

Fremkomsten af akromatiske linser

Isaac Newton forsøgte også at korrigere kromatisk aberration , som etablerede årsagen til billedsløring i datidens optiske systemer . Men som følge af en fejl under forsøgene, især på grund af brugen af blysukker ( blyacetat ) [2] :25 , kom Newton til den konklusion, at det var umuligt at fjerne denne uønskede effekt i linsesystemet . Newtons mening var autoritativ, og i lang tid forsøgte ingen at udfordre den. Det var først i 1733, at Chester Hall foreslog en metode til at korrigere kromatisk aberration ved hjælp af to typer glas. Stort arbejde med at skabe akromatiske linser begyndte efter ideen om muligheden for at korrigere kromatisk aberration blev foreslået af Leonhard Euler i 1747. Et af de første sæt akromatiske strukturer til teleskoper blev lavet af John Dollond og Peter Dollond i 1758-1761 . [3]

Designfunktioner

Achromat linser er lavet af forskellige typer optisk glas med hensyn til lysspredning. Den positive er lavet af glas med en større (normalt krone ), og den negative er lavet af glas med en lavere gennemsnitlig spredningskoefficient (normalt flint ). Der har været eksperimenter i historien med tungere glas indeholdende op til 30% af massen af thorium. Disse linser blev produceret fra 1940'erne til 1970'erne. [fire]

Samtidig er der ingen grundlæggende forskel på, hvilken rækkefølge linserne vil være - kombinationer er mulige, når spredningen ( flint ) er "foran" opsamlingen ( krone ). Denne mulighed blev foreslået af Thomas Grubb i 1857. Tre-linse kombinationer er også mulige. For eksempel Peter Dollonds achromat, hvor en negativ flintlinse er indesluttet mellem to positive kronelinser.

I det generelle tilfælde vælges linser således, at for to bølgelængder af synligt lys elimineres positionskromatisme fuldstændigt, og for resten er positionskromatisme væsentligt elimineret .

For det generelle tilfælde vil betingelsen for akromatisering af et to-linseobjektiv (eller komponent) være ligheden mellem forholdene mellem optiske styrker og spredningskoefficienter for individuelle linser:

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

hvor

$\Phi$ - optisk effekt i dioptrier,
${\displaystyle \nu _{\lambda ))$ — spredningskoefficient ( Abbe-nummer ).

Valget af bølgelængder, der skal akromatiseres, bestemmes af formålet med objektivet. Så for visuelle observationssystemer er røde C (λ=656,3 nm ) og blå F (λ=486,1 nm) stråler "forbundne". Dette er den såkaldte "visuelle" korrektion.

"Fotovisuel" korrektion bruges i linser til fotografering med visuel fokusering ("gamle" foto og nogle astronomiske linser), "forbindelse" af gule D (λ= 589,3 nm) og blå G' (λ=434,1 nm) stråler.

Moderne fotografiske linser har en tendens til at akromatisere fra det blå (G') til det røde (C) område af spektret .

Korrektion af andre aberrationer skyldes også brugen af achromat. Så for optiske systemer, der ikke kræver store synsfelter (objekter, der spotter kikkerter, brydende teleskoper , kikkerter , optiske sigter osv.), korrigeres som regel sfærisk aberration og koma .

"Nye" ("anomale") achromater

Omkring 70'erne af det 19. århundrede, takket være Ernst Abbe og Otto Schotts arbejde, dukkede optiske briller af krontype med et højt brydningsindeks op .

Dette førte til skabelsen af såkaldte "nye" (eller "anomale") achromater. I sådan en "ny" ("anomal") achromat er brydningsindekset for kroneglas højere end for flintglas. Mens den "gamle" (eller "normale") derimod har et højere brydningsindeks for flinten end kronen. Dette gjorde det muligt at reducere stejlheden af overfladeradier af de "nye" akromater sammenlignet med de "gamle" (ved samme optiske effekt ), hvilket igen i høj grad lettede korrektionen af sfærisk aberration.

For unormale achromater har Petzval-summen, som karakteriserer billedfeltets krumning, desuden lavere værdier . Denne egenskab ved de "nye achromater" viste sig at være så nyttig til at beregne optiske systemer med brede synsfelter (for eksempel fotografiske linser), at den praktisk talt bestemte omfanget af deres anvendelse (kun til at korrigere astigmatisme og/eller krumning af billedfelt). Som et resultat har de fleste af de "nye achromater" fuldstændigt mistet deres akromatiske egenskaber, selvom de fortsat bliver kaldt "achromater" (især i den engelsksprogede speciallitteratur). For eksempel er en sådan "achromat", der ikke har akromatiske egenskaber, baglinsen på Tessar -objektiver .

"Landskab" ("landskab") linse

I 1839 blev den akromatiske menisk foreslået af den franske optiker Charles Chevalier som en fotografisk linse.

Med det samme layout som Wollaston -monoklen havde denne linse tilstrækkeligt korrigeret astigmatisme og et relativt fladt billedfelt. Imidlertid begrænsede det lave blændeforhold (F : 15), på grund af den lave lysfølsomhed af fotografiske materialer på den tid, omfanget af et sådant objektiv udelukkende til landskabsfotografering. Dette er grunden til dets navn som "landskabslinse" ( lentille à paysage ).

Se også

Noter

↑ Photokinotechnics, 1981 , s. tredive.
↑ Lebedev Yu.A. Maratonløberens anden vind (omkring føring). - M . : Metallurgi, 1990. - 144 s. — ISBN 5-229-00435-5 .
↑ Gurikov V.A. De første akromatiske teleskoper // Jorden og universet . - 1980. - Nr. 4 . - S. 68-71 .
↑ [1] Arkiveret 12. oktober 2017 på Wayback Machine Radioactive Lenses

Litteratur

E. A. Iofis . Fotografisk teknologi / I. Yu. Shebalin. - M.,: "Sovjetisk Encyklopædi", 1981. - S. 30 . — 447 s.

D. S. Volosov . Fotografisk optik. - 2. udg. - M.,: "Kunst", 1978. - S. 154-159. — 543 s.

Slyusarev GG Beregning af optiske systemer. L., "Engineering", 1975.

R. Kingslake. A History of Photographic Lens, Academy Press, 1989

Yashtold-Govorko V.A. Fotografering og forarbejdning. Skydning, formler, udtryk, opskrifter. Ed. 4., forkortelse. M., "Kunst", 1977.

Links

Achromatic // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk norsk Brockhaus og Efron