Читать «Юный техник, 2004 № 05» онлайн - страница 30

Вот как работает труба Галилея.

Допустим, две звезды расположены столь близко друг к другу, что невооруженному глазу кажутся одной. Мысленно наведем на них трубу. Поскольку расстояния до звезд огромны, то приходящие от каждой из них лучи света можно считать практически параллельными.

Пройдя сначала через собирающую, а затем через рассеивающую линзы, пучки света так и остаются параллельными, но сжимаются и резко увеличивают свой наклон по отношению к оси прибора. Когда же эти пучки попадают в наш глаз, он начинает различать, откуда этот свет пришел. А поскольку направление пучков изменилось, глаз увидит звезды на большом угловом расстоянии друг от друга — раздельно.

Конструкцию Галилея применяют сегодня лишь в качестве театрального бинокля. Современные же подзорные трубы сложнее и дороже. Состоят из множества подвижных и неподвижных линз.

Но что такое линза? Во всех учебниках ее рассматривают как совокупность бесконечного числа отдельных призм.

Возможно, это и навело В. Поля на мысль сделать телескоп из одних только призм.

Возьмите две призмы, которые применяют в школе для опытов по разложению света, поставьте их, как показано на рисунке 2, и взгляните через них на удаленные предметы.

Вы увидите, что они стали шире. Если добавить другую такую же пару призм, поставив ее перпендикулярно, то удаленные предметы будут увеличены равномерно. Так можно из одних только призм построить подзорную трубу или телескоп (рис. 6).

Опыт этот Поль опубликовал более полувека назад. Воспроизводится он за считаные минуты и дает отличные результаты. А поскольку призма гораздо дешевле в изготовлении, чем линза, можно только удивляться, что до сих пор никто не занялся производством простых телескопов и подзорных труб конструкции Поля.

Загадка обычной линзы

Этот эксперимент с обычной собирательной линзой на подставке начнем, как обычно делают в школе, а закончим так, как рекомендовал бы Вихардт Поль.

Итак, ставим перед линзой лампочку от карманного фонаря. Если рассмотреть изображение лампочки на экране внимательно, то можно заметить, что оно достаточно четко и резко лишь в центре, по краям оно расплывчато и искажено.

Если же поставить после линзы кружок с отверстием — диафрагму (см. рис. 3), то искажения заметно уменьшатся. Чем меньше размеры отверстия, тем четче будет изображение.

Однако при этом сильно уменьшается его яркость. Это явление ставит в затруднительное положение создателей фотоаппаратов и телекамер. На фотопленке или матрице телекамеры всегда желательно иметь не только четкое, но максимально яркое изображение. Поэтому в оптических приборах одиночную линзу заменяют целой их системой. Такой объектив сложен в производстве, зато позволяет обходиться диафрагмами большого размера без потери четкости и яркости.

Но есть и другой путь. Геометрические искажения линзы в значительной мере вызваны ее сферической формой. Если же придать ей форму параболическую, они уменьшатся.

Оптики знают об этом почти два века, но, к сожалению, изготовление стеклянной параболической линзы обходится в десятки раз дороже.