Бинокль для ближней дистанции и микроскоп для дальней
Переводим бинокль с отдаленных неподвижных предметов на ближние неподвижные. В какой-то момент теряется фокусировка. И нужно увеличить расстояние между окуляром и объективом (при фиксированном в пространстве окуляре на мм приблизить объектив к предмету), чтобы восстановить резкость, Делается это регулятором на окуляре. Еще более близкие предметы пытаемся рассмотреть - и снова надо удлинять бинокль, а фактически чуть подвигать объектив к этим предметам - повторяю, если считать окуляр жестко зафиксированным на месте. И еще ближе пытаемся что-то разглядеть - а регулятор на окуляре дальше не крутится. И, например, ближе 7 метров бинокль уже камушки на дороге не различает. А, если бы можна было и дальше его удлинять, то он работал бы и в ближней зоне. Но он ведь изначально сконструирован для разглядывания дальних предметов, а не расположенных, скажем, в комнате. Необычно звучит - на мм подвинуть объектив навстречу предмету, который находится в десяти метрах. Разве на таких больших дистанциях считают миллиметры? Это типично для микроскопов, а не для биноклей и телескопов.
Откладываем бинокль в сторону и берем трубку-микроскоп Юннат переменной кратности 10х-20х. Минимальная длина его трубки соответствует кратности 10х, а максимальная -20х. И тут получается та же самая закономерность, что и в бинокле - если нужно рассмотреть предмет под большим углом - чуть двигаем объектив ему навстречу, удлиняя трубку прибора. Только здесь уже до предмета будет не 7 метров, а несколько сантиметров. Помним - по условиям исследования, мы не можем перемещаться в пространстве, поэтому в микроскоп разглядываем лишь то, что очень близко. Снова интересно - а что будет видно в микроскоп за пределами этих 10-20 крат, куда регулятор уже не крутится? Ведь конструкторы создали его для наблюдения только близких к глазу предметов , а не тех, что за 5-10 метров или дальше.
Чтобы узнать, что видно за пределами регуляторов бинокля и микроскопа, остается самим превратиться в конструкторов. И обнаруживаем, что на основе вышеозвученных закономерностей можно создавать оптические приборы из самых разнообразных подручных линз. Например приложили к глазу 10х объектив от микроскопа, а в другой руке держим объектив от фотоаппарата. Подобрали расстояние между ними - и видим клавиатуру компьютера которая за 50 см, словно в бинокль, визуально чуть ближе (точнее видим под большим углом). Сохраняя это расстояние между окуляром и объективом, смотрим в дальний угол комнаты, который в 4 метрах. Конечно так нет резкости. Думаем -тут у нас объект наблюдения удалился (если взять за точку отсчета нашу последнюю рабочую оптическую конструкцию)- значит для восстановления резкости надо укоротить наблюдательную трубку. Получилось, есть резкость. Смотрим еще дальше - в окно. И тут снова приходится укорачивать тубус.
Для упрощения понимания мы всюду считаем, что наблюдатель жестко зафиксирован в пространстве и в его распоряжении только две линзы -объектив и окуляр фиксированной кратности. Тогда предметы могут быть на разном расстоянии от него (в динамике, от которой мы абстрагировались,еще могут быть как перемещения наблюдателя, так и перемещения предметов - но все они сводятся к изменению расстояния между наблюдателем и объектом. А значит наш учебный пример охватывает все возможные оптические варианты. Смену местами объектива и окуляра тоже пока не обсуждаем)
Итак, наблюдатель на месте, его голова на месте и окуляр тоже на месте, возле глаза. Ему лишь остается перемещать объектив дальше или ближе от себя. Чем ближе объект к нему, тем больше навстречу этому предмету выдвигается объектив. И, наоборот.
Но эта система из двух конкретных линз натыкается на два пределы своей работы. Так, ближе фокусного расстояния объектива уже ничего не будет видно. Ведь микроскоп, по определению - это когда объект наблюдается на расстоянии, чуть большем фокуса объектива. Второй предел - сближать вплотную объектив с окуляром при взгляде все дальше и дальше тоже нельзя, на каком-то расстоянии придется остановиться. А вот между этими двумя границами можно смотреть все, что угодно.
Только работа на пределах вносит специфику в устройство приборов. Линза объектива телескопа нужна большая, чтобы уловить побольше фотонов от звезд. Если же света много, то то для наблюдения сгодится и объектив от микроскопа, только не с форусом в пару мм. А объектив от телескопа 60 мм диаметром можно попробовать и в микроскопии. Только фокус-то у него скорее всего будет далеко, а значит не получится посмотреть на предмет ближе, чем смотрим глазами. Тут ориентируемся на фокусное расстояние линзы. Если оно короче, чем фокусное расстояние глаза, то линза может быть полезна для микроскопии. В фотоаппаратах такие стоят. И строят самодельные микроскопы для пайки из объективов фотоаппаратов на расстоянии десятков см от объектива до микросхем. Но у объектива Гелиос фокусное расстояние 58 мм, а микроскоп - это когда фокусировка около 65-70 мм. Что же это за прибор? И биноклей для наблюдения с расстоянии до метра не бывает. Вот в фотоаппаратах такую оптическую схему можно встретить.
Уяснив эту логику попробуем понять размеры разрядно-оптической обкладки Кирлиана. На схеме из его книг в ней указан 8-12 кратный объектив. Вероятно это указан диапазон применяемых объективов - или 8, или 10, или 12 крат. Остановимся на 8-кратном. Дальше вопро - куда вкручивается обкладка? Судя по рисунку - вместо объектива микроскопа. Но тогда она удлиняет тубус почти на 5,4-6,8 см. Что же получится - если окуляр оставить на месте, а объектив так приблизить к предмету? Большее увеличение, если не перескочить границу фокусного расстояния объектива. Если брать по схематическому рисунку, то фокус показан на расстоянии 1/3 длины корпуса объектива, т.е около 12-15 мм. Но это для среднего объектива 10х. Считаем - стекло 0,6-1 мм, вода не меньше 1 мм, стекло 0,13-0,14 мм, дно траверзы - мм 4-5 только на эти приспособления наберется.
Смотрим характеристики 8х объектива от микроскопа ШМ-1. Фокусное расстояние -18,2 мм при длине тубуса 160 мм. Но его рабочее расстояние только 8,91 мм. Объектив М-42 -фокусное 18,14, рабочее 8,57.Фокусное расстояние 10х объектива ОМ-5 -15,5 мм, рабочее -7,24 мм. Тесновато им в обкладке будет. А 12 кратного объектива из советских того времени вообще не нахожу. Поля зрения с 10х окуляром у 8х объектива ШМ-1 -1,75 мм.
Откладываем бинокль в сторону и берем трубку-микроскоп Юннат переменной кратности 10х-20х. Минимальная длина его трубки соответствует кратности 10х, а максимальная -20х. И тут получается та же самая закономерность, что и в бинокле - если нужно рассмотреть предмет под большим углом - чуть двигаем объектив ему навстречу, удлиняя трубку прибора. Только здесь уже до предмета будет не 7 метров, а несколько сантиметров. Помним - по условиям исследования, мы не можем перемещаться в пространстве, поэтому в микроскоп разглядываем лишь то, что очень близко. Снова интересно - а что будет видно в микроскоп за пределами этих 10-20 крат, куда регулятор уже не крутится? Ведь конструкторы создали его для наблюдения только близких к глазу предметов , а не тех, что за 5-10 метров или дальше.
Чтобы узнать, что видно за пределами регуляторов бинокля и микроскопа, остается самим превратиться в конструкторов. И обнаруживаем, что на основе вышеозвученных закономерностей можно создавать оптические приборы из самых разнообразных подручных линз. Например приложили к глазу 10х объектив от микроскопа, а в другой руке держим объектив от фотоаппарата. Подобрали расстояние между ними - и видим клавиатуру компьютера которая за 50 см, словно в бинокль, визуально чуть ближе (точнее видим под большим углом). Сохраняя это расстояние между окуляром и объективом, смотрим в дальний угол комнаты, который в 4 метрах. Конечно так нет резкости. Думаем -тут у нас объект наблюдения удалился (если взять за точку отсчета нашу последнюю рабочую оптическую конструкцию)- значит для восстановления резкости надо укоротить наблюдательную трубку. Получилось, есть резкость. Смотрим еще дальше - в окно. И тут снова приходится укорачивать тубус.
Для упрощения понимания мы всюду считаем, что наблюдатель жестко зафиксирован в пространстве и в его распоряжении только две линзы -объектив и окуляр фиксированной кратности. Тогда предметы могут быть на разном расстоянии от него (в динамике, от которой мы абстрагировались,еще могут быть как перемещения наблюдателя, так и перемещения предметов - но все они сводятся к изменению расстояния между наблюдателем и объектом. А значит наш учебный пример охватывает все возможные оптические варианты. Смену местами объектива и окуляра тоже пока не обсуждаем)
Итак, наблюдатель на месте, его голова на месте и окуляр тоже на месте, возле глаза. Ему лишь остается перемещать объектив дальше или ближе от себя. Чем ближе объект к нему, тем больше навстречу этому предмету выдвигается объектив. И, наоборот.
Но эта система из двух конкретных линз натыкается на два пределы своей работы. Так, ближе фокусного расстояния объектива уже ничего не будет видно. Ведь микроскоп, по определению - это когда объект наблюдается на расстоянии, чуть большем фокуса объектива. Второй предел - сближать вплотную объектив с окуляром при взгляде все дальше и дальше тоже нельзя, на каком-то расстоянии придется остановиться. А вот между этими двумя границами можно смотреть все, что угодно.
Только работа на пределах вносит специфику в устройство приборов. Линза объектива телескопа нужна большая, чтобы уловить побольше фотонов от звезд. Если же света много, то то для наблюдения сгодится и объектив от микроскопа, только не с форусом в пару мм. А объектив от телескопа 60 мм диаметром можно попробовать и в микроскопии. Только фокус-то у него скорее всего будет далеко, а значит не получится посмотреть на предмет ближе, чем смотрим глазами. Тут ориентируемся на фокусное расстояние линзы. Если оно короче, чем фокусное расстояние глаза, то линза может быть полезна для микроскопии. В фотоаппаратах такие стоят. И строят самодельные микроскопы для пайки из объективов фотоаппаратов на расстоянии десятков см от объектива до микросхем. Но у объектива Гелиос фокусное расстояние 58 мм, а микроскоп - это когда фокусировка около 65-70 мм. Что же это за прибор? И биноклей для наблюдения с расстоянии до метра не бывает. Вот в фотоаппаратах такую оптическую схему можно встретить.
Уяснив эту логику попробуем понять размеры разрядно-оптической обкладки Кирлиана. На схеме из его книг в ней указан 8-12 кратный объектив. Вероятно это указан диапазон применяемых объективов - или 8, или 10, или 12 крат. Остановимся на 8-кратном. Дальше вопро - куда вкручивается обкладка? Судя по рисунку - вместо объектива микроскопа. Но тогда она удлиняет тубус почти на 5,4-6,8 см. Что же получится - если окуляр оставить на месте, а объектив так приблизить к предмету? Большее увеличение, если не перескочить границу фокусного расстояния объектива. Если брать по схематическому рисунку, то фокус показан на расстоянии 1/3 длины корпуса объектива, т.е около 12-15 мм. Но это для среднего объектива 10х. Считаем - стекло 0,6-1 мм, вода не меньше 1 мм, стекло 0,13-0,14 мм, дно траверзы - мм 4-5 только на эти приспособления наберется.
Смотрим характеристики 8х объектива от микроскопа ШМ-1. Фокусное расстояние -18,2 мм при длине тубуса 160 мм. Но его рабочее расстояние только 8,91 мм. Объектив М-42 -фокусное 18,14, рабочее 8,57.Фокусное расстояние 10х объектива ОМ-5 -15,5 мм, рабочее -7,24 мм. Тесновато им в обкладке будет. А 12 кратного объектива из советских того времени вообще не нахожу. Поля зрения с 10х окуляром у 8х объектива ШМ-1 -1,75 мм.
Всего комментариев 0
Комментарии
Последние записи от VL
- 100 ТэВ на перспективу Что ждет коллайдерную физику в следующие полвека - И.Иванов (09.05.2021)
- Игорь Иванов. Как расщепляют мгновение (12.04.2021)
- Свечение живых и неживых объектов (10.04.2021)
- Биоскоп (спеклы) (27.03.2021)
- Бинокль для ближней дистанции и микроскоп для дальней (08.03.2021)