Hvernig virka sjónauki - Sjónaukarhlutar og virkni þeirra

Hvernig virkar sjónauki

Sjónaukar vinna eftir meginreglum ljósfræðilegra laga, einmitt með því að nýta eiginleika og hegðun ljóss þegar það ferðast um mismunandi miðla. Við skulum taka einn í sundur til að sjá hvernig sjónauki virkar, hverjir eru nauðsynlegir hlutar sjónauka og hvernig þeir vinna saman?

Sjónauki samanstendur af þremur optískum hlutum til að virka:

Augngler eða augngler: til að einbeita sér að og stækka sýndu sýndarmyndina

Prisma: til að leiðrétta stefnu myndarinnar – snúðu myndinni lóðrétt og lárétt

Objective Lens: safnar innfallandi ljósi og einbeitir því í brennipunktinn, venjulega linsukerfi með 2 eða fleiri linsum til að bæta upp frávik

Auðveld skýring á því hvernig sjónauki virkar

Til að skilja hluta sjónauka og virkni þeirra er best að taka sjónaukann í sundur og skoða innviðina. Þannig geturðu séð einstakar samsetningar og fengið betri hugmynd um hvernig sjónaukar virka. Það er tilsjónkerfi og vélrænt kerfiað horfa á.

Optískir hlutar sjónauka

Sjónauki samanstendur af þremur sjónrænum samsetningum sem brjóta og fókusa ljós til að stækka fjarlægan hlut og láta hann virðast nær. Þessir þrír nauðsynlegu þættir eru hlutlinsa, prismakerfi og augngler. Við skulum skoða þessa hluta nánar til að skilja virkni þeirra og hvernig sjónauki stækkar.

Objective Lens

Thehlutlægmeð sínu stórasafnlinsuer staðsettur í framenda eða neðri enda sjónaukans, allt eftir því hvernig á það er litið. Safnlinsunni er beint að hlutnum sem vekur áhuga, þaðfangar ljósið.

Því stærri semljósop– þvermál linsunnar, því meiri ljóssöfnunarkraftur sem sjónaukinn hefur, því bjartari verður myndin. Af þessum sökum velja veiðimenn eða áhugamenn um stjörnuskoðun sjónauka með stóru linsuþvermáli. Léttur fyrirferðarlítill sjónauki sem hentar vel í gönguferðir eða einstaka notkun getur verið með mun minna ljósop sem er um 25 mm. Stærð ljósopsins er gefin upp í annarri tölu sjónaukans, þ.e. 8x42

Sýndarmillimyndin sem myndast af hlutlinsunni er á hvolfi og speglast. Til að leiðrétta þetta eru prismarnir notaðir inni í sjónaukanum.

Prismakerfið

Án prisma í sjónaukanum myndi áhorfandinn sjá öfuga mynd. Prismarnir leiðrétta þetta og þeir hjálpa líka til við að minnka lengd sjónaukans nokkuð.

Theprismaeru úr kórónugleri ogþjóna sem leiðréttingarspeglar. Þegar ljósgeislinn fer í gegnum prismurnar snúa margar endurkastsmyndir á hvolf og öfugum myndinni sem varpað er af hlutlinsunni, þannig að áhorfandinn getur séð mynd sem lítur eðlilega út.

Það eru tvær megingerðir prisma sem notaðar eru í sjónauka. Þetta eru Porro prismurnar og mismunandi þakprisma hönnun.

Porro Prisma

Það eru tveir prismar notaðir í Porro prismasjónauka, þeir eru settir upp hornrétt á hvort annað.

Ljósgeislarnir endurkastast af innri flötunum og snúast ofan frá og niður í öðru prisminu og frá vinstri til hægri í hinu prismanum.

Kosturinn við sjónauka með Porro prisma kerfi er að þessir prisma eru mun auðveldari og ódýrari í framleiðslu og þurfa lítið pláss þar sem þeir eru settir upp við hvert annað.

Porro prismasjónaukar eru oft styttri að gerð en þakprismasjónaukar.

Þak Prisma

Þetta prismakerfi samanstendur venjulega af tveimur prismum, þar af að minnsta kosti annar með lögun þakkants.

Önnur hlið prims glerhluta verður að vera húðuð til að vega upp á móti fasaskiptingu mismunandi bylgjulengda og til að draga úr litabrún, þetta gerir þakprisma aðeins dýrari en Porro prismur.

Myndleiðréttingin í þakprisma sjónauka gæti fylgt flóknari geislaleið en í Porro, en niðurstaðan af því að snúa hvolfi og speglaðri mynd frá linsunni er sú sama.

Þakprismar leyfa mun grannari, fyrirferðarmeiri sjónauka. Sjónaukar með þessum prismum eru aðeins mjórri og glæsilegri miðað við gerðir með Porro prismum en eru venjulega aðeins dýrari þar sem vandaðri framleiðslu er krafist.

Augngler

Theaugngler, einnig kallaðauga, eru staðsettir fremst á sjónaukanum og eru linsurnar tvær sem við skoðum beint í við athugun.

Augnskálar (gúmmíframlengingar á augnhólknum) eru oft notaðar til að halda réttri augnfjarlægð við augnglerið og veita nokkra vörn gegn truflun á skáhallt flökkuljósi.

Augnglerið samanstendur venjulega af tveimur eða fleiri linsum.

Þegar sjónaukinn er rétt fókusaður gerir það mannsauga kleift að sjá myndina sem varpað er af hlutlinsunni og prismakerfinu.

Vélrænir hlutar sjónauka

Diopter Stilling

Margir hafa ekki sömu sterku sjónina á báðum augum. Til að leyfa þreytulausa athugun í gegnum sjónaukamismunandi sjón verður að bætaþannig að bæði augun sjái fókusaða mynd.

Venjulega er hægt að fínstilla hægra augnglerið til að jafna út tvísýnamuninn með því að stilla fókus augnlinsanna.

Til að stilla skaltu loka hægra auganu og fókusaðu á hlut með því að nota vinstra augað (augnaglerið án díóplínuleiðréttingar) með því að snúa miðju fókushjólinu þar til myndin er skörp og skýr. Fínstilltu síðan skerpuna á öðru augnglerinu með hjálp Diopter Adjustment.

Fókushjól

Til að fá skarpa og skýra mynd þegar hlutir eru skoðaðir í mismunandi fjarlægð er alltaf nauðsynlegt að stilla fókus sjónaukans. Með því að snúa fókushnappinum (eða fókushjólinu) ýtir þú augnglerunum út eða togar inn (eða bara einni af augnglerlinsunum) þannig að brennipunktur augngleranna rennur saman við brennipunkt hlutlinsunnar.

Tunnubrú með löm

Sjónaukar eru einfaldlega tveir sjónaukar sem eru festir við hlið hvors annars. Þeir þurfa að vísa nákvæmlega í sömu átt til að gera áhorfanda kleift að sjá samtímis í gegnum þá. Tunnubrúin heldurtunnur sjónauka í samhliða röðunhvert við annað þannig að sjónásinn er samsíða (ljósgeislinn ersamantekið).

Lamir sem sameinast brúnni gera okkur kleift að stilla fjarlægð augngleranna að augnfjarlægð hvers og eins.

Tunna eða rör

Tunnan er húsið sem heldur öllum sjónhlutunum saman. Húsið verndar sjónhlutana og heldur þeim í stöðugri stöðu svo þeir breytist ekki við vélrænt högg eða þegar þeir falla.

Margir af betri sjónaukunum eru með O-hringa innsigli til að halda vatni og raka úti. Í mörgum dýrum gerðum er innréttingin einnig fyllt með óvirku gasi til að tryggja vatnsheldni jafnvel þegar það er kafað undir vatni.

Vegur ljóssins í Porro Prisma sjónauka

Hvernig Prisms snúa myndinni

Mynd frá hlut sem er skoðaður virðist lárétt og lóðrétt snúið

Fyrsta prisminn snýr myndinni við lóðrétt

Annað prismat snýr myndinni við lárétt

Lítil mynd er varpað í lok brennivíddar hlutarins

Augnið stækkar myndina og sýnir hana fyrir augað

Hvernig myndin kemst í fókus

Til að sýna áhorfandanum fókusaða og skarpa mynd verður brennipunktur augnlinsunnar að renna saman við brennipunkt hlutlinsunnar.

Hvernig á að reikna út stækkun sjónauka

Stækkun sjónauka sem einnig er kallaður „kraftur“ er mikilvægur einkunnaþáttur sem hjálpar til við að ákveða fyrirhugaða notkun tækisins. Það gefur til kynna hversu oft myndin virðist stækkuð þegar hún er skoðuð í gegnum sjónauka samanborið við að vera skoðuð með berum augum.

Stækkunartalan er hlutfall brennivíddar linsunnar og brennivídd augnglersins. Í dæminu hér að ofan væri það240 / 24 = 10

Stækkun sjónauka er gefin upp í fyrstu tölu sjónaukans, þ.e.8x42

Vinsælustu stækkunarstuðlarnir eru 8x og 10x. Við 10x stækkun virðast hlutir í 100 metra fjarlægð eins og þeir séu í 10 metra fjarlægð.

Samantekt Sjónaukar hlutar og virkni þeirra

Rólegt áhugavert hvernig sjónaukar virka og hvernig þeir eru í grundvallaratriðum settir saman úr mjög einfaldri uppröðun þriggja ljóshluta: augngler, prisma og hlutlinsu.

TheHlutlæg linsaer stóra linsan í framenda sjónaukans, hún snýr að hlutnum sem er skoðað. Þvermál hlutlinsunnar er kallaðljósop.Stærð linsunnar ræður upplausninni (skerpu) og hversu miklu ljósi er hægt að safna. Myndin sem tekin er af markmiðinu er spegluð og á hvolfi.

Prismaeru notuð til að leiðrétta myndina. Þegar ljósgeislar öfugs myndarinnar fara í gegnum prismurnar endurkastast þeir af innri yfirborði prismans og fara út sem eðlileg, raunveruleg mynd. Prismategundirnar eru Porro prismar og þakprismar.

TheAugnglereða auga er sá hluti sem notandinn lítur inn í. Myndin sem linsan hefur safnað og varpað í lok brennivíddarinnar er stækkuð með augnglerinu og kynnt fyrir auga áhorfandans.