Телескоп. 
Основы оптики. 
Теория изображения

Телескоп переносит изображение бесконечно удалённого предмета в бесконечность в пространстве изображений, т. е. преобразует параллельный пучок в параллельный.

Телескоп Кеплера

Простой двухкомпонентный телескоп состоит из объектива и окуляра. В телескопе Кеплера окуляр положительный, т. е. собирающий. С плоскостью /yjg совмещена передняя фокальная плоскость окуляра F_0K (рис. 4.6). Пучок, параллельный оси, из бесконечно удалённой осевой точки А предмета собирается в точке A'(F^, F_OK) промежуточного действительного изображения, а затем преобразуется окуляром в параллельный пучок (точка А' в со). Из подобия треугольников MPA' и A’OS

где MN, RS — диаметры параллельных пучков на входе и выходе телескопа.

Пусть диаметр глазного зрачка D_nl >/?.!>. Тогда пучок, проходящий в телескоп, ограничивается оправой объектива, являющейся в этом случае апертурной диафрагмой АД и входным зрачком D телескопа:

откуда.

Параллельный пучок из внеосевой точки предмета с углом наклона к оси со сходится во внеосевой точке совместной фокальной плоскости В' а затем преобразуется окуляром в наклонный параллельный пучок. Максимальный размер промежуточного изображения у, т. е. радиус полевой диафрагмы ПД, связан с полевым углом в пространстве предметов.

Ход лучей в пучке, преобразованном окуляром, определим по вспомогательному лучу В’О . Из треугольника А’В’О найдём полевой угол о/ в пространстве изображений.

Тогда из (4.9), (4.10), (4.11) и формулы видимого увеличения (4.2) получаем видимое увеличение телескопа Кеплера.

Увеличение телескопа Кеплера отрицательно. Телескоп Кеплера — оборачивающая система. На рис. 4.6 падающий пучок распространяется сверху вниз, а преломлённый — снизу вверх. Для получения прямого изображения в бинокле на основе телескопа Кеплера между объективом и окуляром, точнее, между объективом и плоскостью промежуточного изображения помещают дополнительную оборачивающую систему, призменную или линзовую.

Определим положение выходного зрачка телескопа, вначале при D' < D_Tn. В этом случае, как показано выше, оправа объектива является апертурной диафрагмой. Из центра АД, центра входного зрачка точки Р, проходят два луча — осевой и наклонный РВ'. Точка Пересечения сопряжённых лучей за окуляром — центр выходного зрачка. Два луча из края входного зрачка, МА' и МВ', преобразуются окуляром в действительные лучи, пересекающиеся в точке М' плоскости, проходящей через Р' перпендикулярно оси. Аналогично точка N сопряжена с точкой N'. Таким образом, M’N' — выходной зрачок, действительное изображение апертурной диафрагмы, расположенное за задним фокусом окуляра. Если осветить объектив бинокля Кеплера, а за окуляром поместить экран, то на нём будет виден освещённый кружок.

Рис. 4.6.

Рис. 4.7.

Если ?>_гл меньше диаметра выходного зрачка телескопа, определяемого оправой объектива, то тогда глазной зрачок является апертурной диафрагмой системы «телескоп — глаз». Изображение зрачка глаза через телескоп служит входным зрачком системы, причём действующий диаметр зрачка при этом меньше диаметра объектива (рис. 4.7). В формуле (4.12) D' = ?>,._л, а диаметр входного зрачка D = | Г_т | D_{rjI об}. Увеличение, равное |Г_Т| = D₀g / D_rjI, при котором глазной зрачок заполнен пучком, прошедшим весь световой диаметр объектива, называется полезным увеличением телескопа.

Если глазной зрачок не совпадает с плоскостью D', наблюдается виньетирование (см. разд. 3.7). При ?>_гл > D' виньетирующей диафрагмой является глазной зрачок.

Если же глазной зрачок является апертурной диафрагмой, то виньетирующая диафрагма — оправа объектива. Для устранения виньетирования оправы окуляров конструируют так, чтобы зрачок глаза, упирающегося в оправу, совпадал с плоскостью выходного зрачка телескопа.