Kikkert

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 18. april 2021; checks kræver 4 redigeringer .

Kikkert ( fransk  kikkert fra latin  bini "to" + oculus "øje") - en optisk enhed bestående af to parallelle og forbundne teleskoper til at observere fjerne objekter med to øjne [1] : på grund af dette ser observatøren et stereoskopisk billede (som i modsætning til spotting scope ).

Af mulighederne for at konstruere kikkerter anvendes i praksis Galilean-rør (enkle enheder med højt blændeforhold og lille synsfelt) og Kepler-rør , som igen er opdelt afhængigt af den anvendte løsning for teleskopets design (aprismatisk, flere prismatiske klasser).

Kikkerter er specialiserede i deres anvendelse: der er teaterkikkerter (kompakte enheder med lav forstørrelse), astronomiske kikkerter (enheder til observation af astronomiske objekter), stationære kikkerter til udsigtsplatforme, såvel som sport, artilleri, marine og andre. Nogle modeller af kikkerter er udstyret med yderligere enheder (for eksempel kompas , afstandsmåler ), udstyret med gyrostabiliserende komponenter, nattesynsenheder .

Kikkert med galilæiske rør

I disse kikkerter har hvert spotting -skop et positivt objektiv og et negativt okular . Galileos rør producerer straks et lige (ikke omvendt) billede, så der er ingen andre optiske dele mellem objektivet og okularet. Fordelen ved Galileos kikkerter er deres kompakthed – de er kortere og lettere end alle andre typer kikkerter. Ulempen er en kraftig forringelse af billedkvaliteten ved forstørrelser større end fire gange. Galileo-kikkerter er almindeligt anvendt i teatre, koncerter og andre lignende arrangementer - de fleste teaterkikkerter er designet med galileiske rør.

Kikkert med Kepler-rør

I kikkerter med Kepler-teleskoper har hvert spotting-kikkert både en objektivlinse og et okular i form af en positiv linse. Som regel er begge linser sammensatte. Kepler -røret er i stand til at producere høj billedkvalitet ved høje forstørrelser. Men for dette skal lyset rejse en lang afstand mellem linsen og okularet. En anden (og hoved) ulempe ved Kepler-røret er det omvendte billede. For at korrigere inversion i en kikkert bruges fliplinser eller prismer.

Flip-linse kikkert (aprismatisk)

I aprismatiske kikkerter placeres et omvendt system af en eller to linser mellem objektivet og okularet, som gentagne gange vender billedet. Den centrale bjælke i hvert rør løber i en lige linje, uden pause. Afstanden mellem linsernes centre er lig med afstanden mellem okularernes centre (det vil sige afstanden mellem pupillerne). Derfor er det ikke muligt at bruge linser med en diameter større end 65 mm. Men den største ulempe ved sådanne kikkerter er deres lange længde.

Prismatisk kikkert

Prismekikkerter bruger prismer til at vende billedet igen (og forkorte også kikkerten). I praksis bruges Porro, Abbe og Schmidt-Pehan prismer. De sidste to typer prismer er kendt som "tag" ("tagformet"). .

Porro prisme kikkert

Den italienske optiker Ignazio Porro patenterede i 1854 et system af prismer, der både forkorter længden af ​​kikkerten og retter det omvendte billede. For første gang begyndte man at producere kikkerter med Porro-prismer af Carl Zeiss i slutningen af ​​1890'erne [2] . I Porro-prismer er der ingen tab på reflekterende overflader [3] , da der bruges total intern refleksion. Den centrale stråle i hvert rør ændrer retning fire gange. Afstanden mellem linserne er normalt større end mellem øjets pupiller. Dette gør det muligt at bruge linser med stor diameter, hvilket er vigtigt for astronomiske kikkerter og til store marinekikkerter. Derudover udvider de stereobasen, hvilket forstærker stereoeffekten . Produktion af kikkerter med Porro-prismer er noget billigere end andre prismer. Typisk bruges Porro-prismer i marinekikkerter og mange feltbriller. Ulempen ved Porro-systemet er den store bredde på kikkerten.

Kikkert med Abbe-prismer

Abbe-prismer er opkaldt efter opfinderen Ernst Abbe , en ansat i Carl Zeiss-firmaet. Der er tre typer af Abbe-prismer: en dispersiv [4] og to typer af inverterende Abbe-prismer: type 1 (Abbe-König-prisme) og type 2 . Moderne kikkerter med lige rør bruger Abbe-König prisme, som blev patenteret i 1905. Den centrale stråle i hvert rør skifter retning flere gange, men vender i slutningen tilbage til den oprindelige lige linje. Afstanden mellem linsernes centre er lig med afstanden mellem okularernes centre (det vil sige afstanden mellem pupillerne). Derfor er det ikke muligt at bruge linser med en diameter større end 65 mm. Abbe-König prisme ulemper blev også anset for at være tabet af lys på nogle reflekterende overflader og på klæbende overflader. Men i dyre kikkerter reducerer specielle teknologier tabene i høj grad. Derudover er der i Abbe-König prismer et faseskift mellem lysstråler, der passerer gennem forskellige dele af prismet, hvilket reducerer billedets lysstyrke og kontrast. Men dyre kikkerter har en fasekorrigerende belægning, der eliminerer denne ulempe. Fordelen ved Abbe-König prismer er kikkertens kompakthed. Det er også lettere at designe en forseglet enhed til sådanne prismer.

Kikkert med Schmidt-Pehan prismer

For forbrugeren er kikkerter med Schmidt-Pehan-prismer ikke til at skelne fra kikkerter med Abbe-prismer med to undtagelser: Sådanne kikkerter er meget billigere, og lystabet i dem er meget større.

Digital kikkert

Kikkert med digitalt videokamera, med digital zoom, der er ekstra digital kikkert med funktioner: GPS , med elektronisk kompas, højdemåler, der er kikkert med natoptagelsesfunktion. [5]

Grundlæggende parametre for kikkerter

Linsediameter

Normalt er disse parametre angivet på kikkertens krop, for eksempel " 10x40 ".

  • Det første tal "10" er multipliciteten , det fortæller os, at med denne kikkert er det muligt at se et billede af en genstand 10 gange større (i vinkelmål) end med det blotte øje.
  • Det andet tal "40" angiver objektivets indgangsåbning i millimeter eller , for at sige det enkelt, diameteren af ​​dens frontlinse. Jo større objektivet er, jo mere lys opsamler det og giver et lysere billede.

Udgangspupildiameter

Diameteren af ​​kikkertens udgående lysstråle er vigtig for observationer i skumringsforhold . Hvis kikkertens udgangspupil er mindre end den menneskelige pupil, vil det maksimale øjenfølsomhedspotentiale fra den bredere menneskelige pupil ikke blive brugt, hvilket resulterer i et mørkere billede end muligt. Og omvendt, hvis diameteren af ​​en persons pupil ikke udvider sig til værdien af ​​kikkertens udgangspupil, vil en del af dens lysflux gå tabt (dette er især kritisk for kikkerter med en pupil på 6 mm eller mere) og kikkerten vil kun arbejde en del af kraften, svarende til en kikkert med en mindre blænde, men med en lige stor pupil (sammenfald af størrelsen af ​​kikkertens pupille og en person) forstørrelse ved samme forstørrelse.

I løbet af dagen er pupildiameteren for en midaldrende voksen 3-4 mm, mens en persons pupille om natten udvider sig til 7 mm (op til 9 mm hos nogle unge på 15 år). Med alderen falder den maksimale menneskelige pupildiameter i gennemsnit til 6,5 mm ved 30 år, 5,5 mm ved 45 år og 4,5 mm ved 80 år [6] . Til visning fra en kikkert under dårlige lysforhold kræves derfor en kikkert med en udgangspupildiameter på mindst 4 mm, og om natten - 5-7 mm, afhængigt af alder.

Twilight Factor

Dette er en relativ værdi, der afhænger af kikkertens forstørrelse og objektivlinsens diameter. I dette tilfælde tages der ikke højde for kvaliteten af ​​optikken.

Skumringsfaktoren beregnes ved at gange forstørrelsen med diameteren af ​​frontlinsen og tage kvadratroden af ​​resultatet. Ved observation i lav- og skumringsforhold anbefales en kikkert med en højere skumringsfaktorkoefficient.

Fokus

De fleste prismekikkerter har et centralt fokus. I dette tilfælde justeres først skarpheden for det venstre okular (venstre øje) ved at dreje det centrale fokuseringshjul (hjulet); derefter, hvis det er nødvendigt (hvis observatøren har forskellig synsstyrke i venstre og højre øje), justeres højre okular. I fremtiden vil genfokusering af kikkerten på tættere eller fjernere objekter kun udføres af den centrale tromle. Der er kikkerter med individuel eller separat fokusering af hvert okular, det vil sige, at okularerne ikke er forbundet med et mekanisk system. I dette tilfælde kræver hver omfokusering af kikkerten justering af både venstre og højre okular. Ifølge denne ordning fremstilles kikkerter med afstandsmåler eller goniometerskala, marinekikkerter med forseglet hus, specialiserede astronomiske kikkerter.

Nogle kikkerter har ikke en fokuseringsmekanisme som sådan: det optiske system giver et betinget klart billede fra en vis afstand til uendelig, svarende til en fotografisk linse indstillet til hyperfokal afstand ( DOF ); tilpasning til fjerne og nærliggende genstande er kun mulig på grund af øjnenes naturlige evne til at rumme . Fordelene ved en kikkert med fast fokus inkluderer forenklingen af ​​designet og følgelig reduktionen i omkostningerne, stigningen i pålidelighed på grund af fraværet af bevægelige dele og vandtætheden af ​​sagen.

Nogle gange er man nødt til at se gennem en kikkert på genstande, der er tæt på, for eksempel en sommerfugl på en blomst. Sådanne observationer kræver en kikkert med en minimumsfokusafstand på højst 0,5-1,5 meter.

Oplysning af systemet

I kikkertens tekniske karakteristika findes data om kvaliteten af ​​optiske elementer sjældent, selvom den endelige billedkvalitet afhænger af dette:

  • en ubelagt linse reflekterer 4 - 5 % af lysstrømmen;
  • enkelt- coated linse  - omkring 1%;
  • multi-coated (MC) linse - kun 0,2% lys.

Da kikkertens design ikke bruger én, men flere linser, er lystabet i praksis endnu større. For eksempel vil lystabet for en kikkert bestående af 6 ubelagte elementer (12 overflader) være cirka 40 %, mens det for samme design med linser med multi-coated (MC) belægning kun er 2,4 % (det vil sige 17 gange mindre ) . Optisk belægning minimerer også interne refleksioner, hvilket forbedrer billedets klarhed, farvegengivelse og kontrast.

Du kan bestemme flerlagsbelægningen af ​​de ydre linser på kikkerten ved den violette eller grønne belægning af linserne i dagslys. Enkeltlagsoplysning er normalt blå, med en let lilla nuance, men der er undtagelser fra denne regel. En yderligere måde at bestemme dækningen på kan betragtes som intensiteten af ​​refleksion af punktlyskilder af overfladen af ​​linserne og synligheden af ​​en mørk baggrund (forskellen er især mærkbar, når man sammenligner side om side). Højkvalitets flerlagsbelægning giver en svagt skelnelig mørk refleksion med virkningen af ​​fravær af linser, og enkeltlagsbelægning giver et lysere og mere kontrasterende billede.

Separat er det værd at fremhæve de tilfælde, hvor linsebelægningen ligner et spejlrødt eller orange: dette er ikke en optikbelægning, men en belægning med en lysfilterfunktion. Typisk anvendes et lysfilter for at forbedre kvaliteten af ​​observation i tågede forhold. Et sådant filter afskærer mærkbart lys i den del af spektret fra rødt til gult og delvist blåt, blåt, violet spektre (det vil sige netop de områder, som øjet er mest modtageligt for) [7] .

Asfæriske elementer

Asfæriske linser bruges også i designet af mange kikkerter , de øger billedets klarhed og kontrast , hvilket minimerer optisk forvrængning .

Udvidet øjenpunkt

Mange kikkerter har et udvidet okulært punkt på grund af okularets store arbejdslængde . Det betyder, at det under observation er muligt at holde kikkerten i en vis afstand fra øjnene og stadig se det fulde billede. I dette tilfælde er det muligt at se gennem kikkerten med briller uden at forringe billedet.

Billedstabilisering

En billedstabilisator er blevet installeret i nogle enheder siden slutningen af ​​det 20. - begyndelsen af ​​det 21. århundrede; disse kikkerter bruger to gyroskoper , drevet af indbyggede batterier, som normalt holder i flere timer. De bruges, hvor observatøren normalt er på en bevægelig overflade (navigation, luftfart).

Noter

  1. ↑ Kikkert // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
  2. ↑ Kikkerthistorie. Sådan begyndte det hele Arkiveret 30. marts 2019 på Wayback Machine på zeiss.com
  3. ↑ Sveshnikova I. S., Zapryagaeva L. A., Guzeeva V. A., Filonov A. S. 2.3.3 Prismer // Fundamentals of Geometric Optics. - M. : Shiko, 2009. - 216 s. - ISBN 5-900758-42-7 .
  4. ↑ Spektralprismer // Fysisk encyklopædi  : [i 5 bind] / Kap. udg. A. M. Prokhorov . - M . : Soviet Encyclopedia (bd. 1-2); Great Russian Encyclopedia (bd. 3-5), 1988-1999. — ISBN 5-85270-034-7 .
  5. ↑ Digital kikkert - hvordan vælger man? . Hentet 16. juli 2019. Arkiveret fra originalen 16. juli 2019.
  6. ↑ Rob Roy. Aldrende øjne og pupilstørrelse //  Begivenhedshorisont. - Hamilton Amateur Astronomers, 1996. - April ( vol. 3 , nr. 6 ). - S. 8 . Arkiveret fra originalen den 28. september 2006.  
  7. ↑ Marks, WB, Dobelle, WH & MacNichol, E.F. Visuelle pigmenter af enkelte  primatkegler  // Videnskab. - 1964. - Bd. 143 .
  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger