Что такое окуляр в телескопе

Как выбрать окуляр для телескопа

Развитие современных технологий делает уже практически бытовой реальностью те устройства и механизмы, которые еще 20-30 лет назад применялись исключительно для профессионально-научных нужд и не рассматривались в качестве общедоступных. Яркий пример ‒ телескоп, который до сих пор ассоциируется у многих с огромными комплексами астрономических лабораторий. Между тем, домашние телескопы ‒ популярный вид техники, у которой много поклонников. Прогресс позволяет каждому человеку не только рассматривать далекие миры, не прибегая к помощи специалистов, но и по-настоящему вовлечься в процесс: например, выбрать к телескопу окуляр, подходящий для конкретного владельца.

Астрономы-любители прошлых лет использовали для увеличения в буквальном смысле все, что было можно: если не получалось достать фабричные телескопные окуляры, в ход шли теодолитовые или микроскопные, фотообъективы (например, «Смена»). Сейчас покупателей подстерегает совершенно другая проблема ‒ богатство выбора и разнообразие характеристик, в которых непосвященному любителю будет сложно разобраться без подготовки.

Телескоп, даже небольшой, ‒ не самая дешевая вещь, также, как и съемные окуляры, которые могут быть сопоставимы с ним по стоимости. Чтобы не потратить деньги зря и наслаждаться звездным небом «во всех подробностях», стоит ориентироваться в некоторых критериях.

Что представляет собой окуляр телескопа

Не стоит путать понятие окуляр с объективами телескопов: в отличие от формирующих картинку объективов окуляр увеличивает изображение, чтобы его было четко видно. В принципе, многие телескопы не предполагают наличия окуляра, используя вместо него ПЗС-матрицы. Для любительской техники наличие ПЗС-матрицы также возможно, но обойдется существенно дороже. Также можно поставить на телескоп фотографическую технику, к сожалению такой «гибрид» не сможет конкурировать с профильными устройствами.

Окуляр ‒ это системная или конструктивная часть прибора, которая обращена непосредственно к глазу и нужна, чтобы изображения, сформированные объективом, можно было рассмотреть в подробностях. Он может поставляться в штатном комплекте вместе с телескопом, или для улучшения видимости купить окуляр можно отдельно.

От выбора окуляра зависят разные параметры:

Наиболее старые окуляры, изобретенные в середине XVII века, собирались из двух линз: первая ‒ коллектив, или линза поля, а вторая ‒ глазная. Они и сейчас производятся для комплектации демократичных телескопов начального уровня: окуляры Гюйгенса маркируют буквой Н, а Рамсдена, появившиеся в конце XVIII века, ‒ R (Ramsden).

Все эти окуляры имеют заметный недостаток – хроматическую аберрацию (цветная кайма вокруг изображения или его размытость). Эту проблему можно решить, установив в окуляр несколько линз (четыре-пять), собирающих свет в разных волновых длинах в один фокус.

Среди многообразия типов окуляров ‒ для дальнозоркости/близорукости, фотографирования, с наглазниками и т.п. К основным отличиям следует относить оптические схемы.

Кроме двухлинзовых окуляров производители выпускают:

Основные характеристики, которые нужно учесть при покупке окуляра

Выбор окуляра ‒ процесс, требующий четкого представления о том, что это такое, и какие конструктивные параметры нужны для выполнения поставленных перед ним задач. Основные из них:

Увеличение, которое дает телескоп, определяется так: его фокусное расстояние нужно разделить на фокусное расстояние окуляра. Таким образом, если знать, какое увеличение требуется, легко определить соответствующий окулярный параметр расстояния. Приборы по этой характеристике подразделяются на коротко-, средне- и длиннофокусные. Сейчас выпускают также зум-окуляры с переменными параметрами. С ними можно наблюдать и космические дали, и ближние объекты.

К окулярам есть множество дополнительных элементов: отрицательные линзы Барлоу, повышающие увеличение в 2-3 раза, кольца для изменения фокусного расстояния, приборы для астрофотографирования и так далее.

Разнообразие моделей и производителей может заставить растеряться даже искушенного профессионала, поэтому при выборе окуляров не стоит спешить, чтобы не испортить себе удовольствие от созерцания величественной и изумляющей Вселенной.

Источник

Окуляры для телескопов и приспособления для них

Виды и особенности окуляров для телескопов

Окуляры телескопов предназначены для увеличения первичного изображения, которое строится объективом в фокальной плоскости. В разных условиях наблюдений, в зависимости от светосилы и размеров поля зрения телескопа рекомендуется применять окуляры различных конструкций.

Для короткофокусных свето­сильных телескопов-рефлекторов системы Ньютона, создающих большие абер­рации, нужны более сложные окуляры, которые могли бы уменьшить искажения изображений. Требования к окулярам для телескопов-рефракторов, рефлекторов системы Кассегрена и катадиоптрических телескопов менее строги.

Различные виды окуляров для телескопов. Да, выбор здесь не меньше, чем у фотографов!

В телескопах с широким полем зрения часто используют окуляры Эрфле и Кёнига. При малых увеличениях (в телескопах различных типов) можно довольствоваться менее сложными (и пото­му более дешевыми) окуляром Рамсдена и его разновидностью — хро­матическим окуляром Рамсдена, который нередко путают с несколько иным по конструкции окуляром Кельнера.

Окуляры более сложной конструкции, например ортоскопический окуляр и окуляр Плёсла, создают качественное изображение в телескопах, фокусные расстояния которых меняются в широких пределах; эти окуляры также более удобны для тех, кто носит очки. Как обычно, для уменьшения потерь света и достижения максимальной контрастности линзы окуляра следует покрывать просветляющей пленкой.

Увеличение телескопов и окуляров

Основная характеристика окуляра — фокусное расстояние. Поделив фо­кусное расстояние объектива на фокусное расстояние окуляра, можно определить увеличение телескопа. Например, если фокусное расстоя­ние окуляра равно 25 мм, а объектива — 1 м, то увеличение телеско­па — 40 раз.

Нередко значения фокусных расстояний окуляров (и телескопов), указанные на их корпусах, слегка отличаются от реальных, поэтому увеличение телескопа лучше измерять самим.

Для этого направьте телескоп на равномерно освещенную поверхность, например на небо, и возможно точнее определите диаметр d светящегося изображения выходного зрачка. Чтобы получить увеличение, поделите диаметр линзы объектива (или первичного зеркала телескопа) на диаметр выходного зрачка. Этот сравнительно простой метод позволяет до­вольно точно определить увеличение телескопа.

Нетрудно вычислить и поле зрения телескопа. Приближенно оно равно 30°, деленным на увеличение окуляра, но это значение несколько варьируется в зависимости от типа окуляра. На практике диаметр поля зрения телескопа можно определить по времени, в течение которого изображение звезды пересекает поле зрения неподвижного телескопа. Это время, выраженное в угловых единицах, указывает размер поля зрения телескопа.

Звездное скопление Плеяды в телескоп. Правда в любительский телескоп картина будет несколько более… простая

Для таких измерений следует выбирать звезду, находящуюся возможно ближе к небесному экватору. При использовании биноклей и иска­телей с широким полем зрения эта процедура занимает немного времени, к тому же при работе с такими приборами редко возникает необходимость в точном знании размера их поля зрения.

Для его оценки рекомендуется одновременное наблюдение двух звезд, угловое расстояние между которыми известно. Это могут быть две звезды, расположенные на экваторе, две звезды с одинаковыми прямыми восхождениями и разными склонениями либо скопления звезд, в которых хорошо известны положения ярких звезд — идеальным в этом отношении является скопление Плеяды.

Целесообразно записать значения увеличений и размеров поля зрения вашего телескопа при использовании различных окуляров; эти записи особенно пригодятся, когда вы попытаетесь обнаружить сла­бые небесные объекты. Не менее полезны также зарисовки в масштабе поля зрения бинокля или искателя; эти рисунки делают на кальке или прозрачной пленке, которые затем можно прикладывать к построен­ным вами звездным картам.

Выбор увеличения телескопа

Минимальное полезное увеличение бинокля или телескопа достигается, когда вы­ходной зрачок равен по размеру расширенному зрачку глаза (он составляет около 8 мм). Поэтому при наблюдениях в телескоп с объективом диаметром 150 мм минимальное необходимое увеличение должно равняться 150:8 = 18,75.

На практике допустимо большое увеличение, за исключением очень специфических наблюде­ний, например поиска комет и новых звезд.

Выбор того или иного окуляра зависит от требований к величине поля зрения. Начинающие астрономы-любители стремятся проводить наблюдения при максимально возможном увеличении, но, как пока­зывает опыт, это редко способствует улучшению разрешения: далеко не всегда большее увеличение позволяет увидеть больше деталей.

Комета наблюдаемая в телескоп – тот случай, когда максимальное увеличение скорее смажет картинку

К тому же изображения протяженных объектов, подобных планетам или туманностям, при больших увеличениях становятся более слабыми, поскольку одно и то же количество света распределяется по большей поверхности.

Как утверждает теория, изображение звезды в хороший телескоп представляет собой точку независимо от увеличения, однако на практике это не всегда так. При некоторых видах наблюдений желательно возможно большее увеличение: так, при наблюдениях переменных звезд большое увеличение ослабляет яркость мешающего фона неба и расширяет плотные звездные поля.

Довольно точную оценку нормального увеличения телескопа дает диаметр объектива, выраженный в миллиметрах; предельно допу­стимое увеличение вдвое больше этой величины. Временами, когда условия видимости исключительно благоприятны, можно работать и с несколько большим увеличением.

Для рефлектора с D = 150 мм и f/6 и рефрактора с D = 75 мм и f/12 (при фокусном расстоянии обоих 900 мм) целесообразно использовать окуляры с фокусными расстоя­ниями 25 (или 24), 18 12 и 6 мм, которые обеспечивают увеличение соответственно в 36, 50, 75 и 150 раз. В зависимости от типа эти телескопы должны иметь поле зрения около 50′, 36′, 24′ и 12′ соответственно.

Приспособления к окуляру телескопа

Рассеивающая линза Барлоу увеличивает фокусное расстояние объек­тива, что позволяет вынести фокус телескопа на расстояние, удобное для установки фотокамеры, кроме того, эта линза позволяет рас­ширить диапазон применений некоторых окуляров.

Однако ее при­менение не повышает максимально допустимого (для данного теле­скопа) увеличения. К тому же, несмотря на использование просвет­ляющих покрытий, линза Барлоу увеличивает общие потери света в телескопе. При покупке линзы убедитесь, что она действительно расширяет возможности ваших окуляров, а не просто дублирует уже имеющееся увеличение телескопа.

Фокальный уменьшитель (или, как его иногда называют, теле­компрессор) в отличие от линзы Барлоу укорачивает фокус телескопа. Его применение значительно расширилось с введением в практику астрономических наблюдений катадиоптрических телескопов.

Благо­даря этому приспособлению возрастает эффективная светосила теле­скопа (уменьшается эффективное фокальное отношение), что сущест­венно ускоряет фотографические наблюдения.

Зенитный окуляр – очень удобная штука, позволяющая наблюдать за звездами сохраняя удобное положение головы

При наблюдениях высоко расположенных небесных тел иногда бывает неудобно подобраться к окуляру таких телескопов, как реф­ракторы и рефлекторы системы Шмидта-Кассегрена. В этих случаях целесообразно использовать прямоугольную призму (окуляр, снабжен­ный такой призмой, называется зенитным окуляром), изменяющую направление светового пучка на 90°, правда, при этом изображение переворачивается, что очень неудобно при наблюдении и вызывает различные трудности, в частности при зарисовках.

От этого недостатка избавлена пятиугольная призма, хотя ее применение еще более увеличивает световые потери. Существует много других приспособлений, расши­ряющих возможности телескопов, но не все из них можно рекомендовать для использования при наблюдениях, поскольку в отличие от окуляра или прямоугольной призмы их следует располагать ближе к объективу.

Источник: компиляция из различных источников, в то числе по книге “Азбука звёздного неба”, Сторм Данлоп, Москва, «Мир», 1990

Источник

Выбираем окуляры для телескопа

Основные характеристики окуляров

Посадочный диаметр

Поле зрения
Полем зрения окуляра называют угловое расстояние между границами видимого поля зрения. В зависимости от оптической схемы, окуляры имеют различное поле зрения, и на сегодняшний день в продаже имеются окуляры с полем от 35° до 100°.

Демонстрация вида Туманности Ориона в окуляр с полем зрения 40 0 (слева) и 80 0 (справа).
Иллюстрация из книги Star Ware фотограф Kevin Dixon

В последние годы среди любителей астрономии наблюдается неуклонный рост спроса на окуляры с большим полем зрения (более 68 °), который объясняется двумя простыми соображениями. Первое и самое очевидное: широкоугольные окуляры лучше всего подходят для наблюдений звездных полей, протяженных туманностей и звездных скоплений, так как большой размер поля зрения создает эффект присутствия. Создается впечатление, будто достаточно протянуть руку, и вся Вселенная окажется на ладони.

Автор Роман Бакай. 2008 год

Роман является основателем и шеф-редактором сайта RealSky.ru,
где он пишет о практической любительской астрономии, дает советы новичкам
на форуме и ведет личный блог.
Так же, Роман основал компанию R-Sky по производству оборудования необходимого для каждого любителя астрономии.

Отзывы пользователей

Нет комментариев для отображения

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Источник

Как выбрать хорошие окуляры для телескопа?

Опытный астроном-любитель знает, что получение хорошей картинки в телескопе зависит не только от самого оптического прибора, но и от используемых аксессуаров. Причем качество окуляров зачастую может быть важнее, чем качество самого телескопа. Например, сверхширокоугольные дипскай-окуляры и обзорные окуляры диаметром 2» прекрасно работают в связке с любительскими телескопами начального уровня. При этом из-за сложной конструкции и дорогого стекла стоят они немало – это окуляры премиум-сегмента. Но альтернативы им нет. Большие участки неба могут показать только они. И неважно, на каком телескопе.

Однако хорошие окуляры для телескопа – это окуляры, подходящие именно для него. Обратимся к техническим характеристикам. У каждого телескопа есть предел увеличения, превышение которого приводит к значительному ухудшению качества картинки. Сужается поле зрения, падает контрастность, появляются оптические искажения и «мыльность». Максимальное полезное увеличение – именно так называется этот предел – можно рассчитать, умножив значение апертуры телескопа на два. Покупать окуляры, которые дадут увеличение большее, чем максимально полезное, бессмысленно и даже вредно для наблюдений.

Какие купить окуляры для телескопа?

Но как окуляры связаны с увеличением телескопа? Ведь основные характеристики, которые указывают для этих аксессуаров, – это посадочный диаметр и фокусное расстояние. Как выбрать окуляр для телескопа и не промахнуться с увеличением? Кратность любого телескопа рассчитывается по простой формуле: нужное значение вы получите, разделив фокусное расстояние телескопа на фокусное расстояние окуляра. Поэтому чем меньше фокусное расстояние окуляра, тем больше увеличение телескопа. И наоборот.

Но не все так просто. Окуляры еще отличаются оптическими схемами, и это сильно влияет на качество изображения. Какой тип окуляра лучше для телескопа? Гюйгенса, Кельнера, Плёссла?

Самый простой и доступный по цене окуляр – это окуляр Гюйгенса. Он собран по схеме, которая была придумана аж 300 лет назад, но до сих пор не потеряла своей актуальности: две плоско-выпуклых линзы, располоенные на некотором расстоянии друг от друга. Самое широкое применение эти окуляры нашли в микроскопии, а вот астрономы их не особо жалуют. Основные проблемы: малый вынос выходного зрачка, плохая работа со светосильными объективами, нарастающая к краю поля зрения кривизна картинки. Но в целом окуляр неплох. Он прост, дешев и дает приемлемое поле зрения. Телескопы начального уровня часто комплектуют именно окулярами Гюйгенса.

Кельнер – тоже представитель бюджетных окуляров. Он немного страдает хроматизмом увеличения и дисторсией, но демонстрирует хорошее поле зрения и не подвержен таким болезням как «кома» и «астигматизм». Это трехлинзовая схема, которую обычно применяют в телескопах начального уровня с малой и средней апертурой и светосилой от f/6. А современные линзы с антибликовым покрытием решили одну из важных проблем окуляров Кельнера. Все же использовать его для больших увеличений не стоит.

А какой окуляр будет лучше для телескопа полупрофессионального уровня? Из недорогих – однозначно Плёссл. Это прекрасный двухкомпонентный окуляр, который подходит и для изучения планет, и для рассматривания объектов дальнего космоса – галактик, туманностей и пр. У него хорошее поле зрения, и он эффективно работает в паре со светосильными телескопами. Современные модификации окуляра Плёссла состоят из четырех оптических элементов и хороши там, где важно четкое и яркое изображение без серьезных искажений по всему полю зрения.

На самом деле, видов окуляров гораздо больше, и в рамках одной небольшой статьи обо всех не расскажешь. Если вы не уверены в выборе, рекомендуем обратиться к консультантам нашего интернет-магазина. Вы можете позвонить по телефону или написать запрос через форму обратной связи.

4glaza.ru
Декабрь 2017

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.

Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:

Обзоры оптической техники и аксессуаров:

Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:

Все об основах астрономии и «космических» объектах:

Источник

Окуляр

Окуля́р — элемент оптической системы, обращённый к глазу наблюдателя, часть оптического прибора (видоискателя, дальномера, бинокля, микроскопа, телескопа), предназначенная для рассматривания изображения, формируемого объективом или главным зеркалом прибора.

Современные телескопы исследовательского класса обходятся без окуляров. Вместо этого в них используется ПЗС-матрица, помещённая в фокусе телескопа. Некоторые любители также оборудуют свои телескопы ПЗС. Тем не менее, наблюдение через окуляр до сих пор является самым распространённым из-за своей простоты и дешевизны по сравнению с ПЗС.

Содержание

Конструктивные особенности

Простейший окуляр, например, окуляр Гюйгенса, состоит из двух линз: коллектива (называемого также линзой поля) и глазной линзы; сложные окуляры состоят из четырёх — пяти или более линз. Некоторые окуляры имеют фокусировку для близоруких и дальнозорких. Для микрофотографии пригодны только компенсационные окуляры, фотографические окуляры и так называемые гомалы, или усиливающие системы. Также некоторые окуляры могут иметь встроенный наглазник.

Параметры окуляров

Элементы и группы

Элементы — это отдельные линзы, которые могут быть представлены как одиночными линзами (синглетами) или склеенными дублетами или (реже) триплетами. Когда линзы склеены парами или тройками, то они называются группами (линз).

Первые окуляры имели только одну линзу, которая строила весьма искажённые изображения. Двух- и трёхэлементые линзы были изобретены немного позже и быстро стали стандартом из-за хорошего качества изображения. Сейчас инженеры с помощью компьютеров и специализированного программного обеспечения разработали окуляры с семью или восемью элементами, дающие большие, хорошие, резкие изображения.

Внутренние отражения и блики

Внутренние отражения, также называемые бликами вызываются дисперсией света, проходящего через окуляр и снижают контраст изображения, проецируемого окуляром. Иногда из-за этого возникают т. н. «призрачные изображения». Из-за этого долгое время(до изобретения антибликовых покрытий) предпочитали использовать простые оптические схемы с минимальным количеством контактов между стеклом и воздухом.

Одним из решений этой проблемы на данный момент является использование тонкоплёночных покрытий на поверхности оптических элементов. Эти покрытия имеют толщину в одну-две длины волны и предназначены для уменьшения эффекта внутренних отражений путём изменения преломления света, проходящего через элемент. Некоторые покрытия могут также поглощать свет в процессе т. н. полного внутреннего отражения, если свет падает на покрытие под малым углом.

Хроматические аберрации

Латеральные хроматические аберрации вызываются разницей показателя преломления для света с разной длиной волны. Например, голубой свет, проходящий через элемент окуляра сфокусируется не в той же точке, что и красный. Из-за этого вокруг объектов может возникать цветная кайма или же наблюдаться общая размытость изображения.

Единственное решение этой проблемы — использование множества элементов, выполненных из разных видов стекла. Ахроматы (апохроматы) — это группы линз, которые собирают свет с соответственно двумя или тремя и более разными длинами волн в одном фокусе и почти устраняют цветную кайму. Низкодисперсные стёкла также могут использоваться для уменьшения(но не устранения) хроматической аберрации.

Лонгитудная хроматическая аберрация — это тот же эффект, возникающий из-за слишком больших фокусных расстояний объективов рефракторов. Микроскопы, фокусные расстояния линз которых в целом гораздо меньше не страдают от этого эффекта.

Посадочный диаметр

В оптических инструментах применяются, как правило, следующие стандартные посадочные диаметры трубки окуляра: для телескопов — 0.965″, 1.25″ и 2″ (в линейной мере 24.51, 31.75 мм и 50.8 мм), для микроскопов — 23.2 мм и 30 мм.

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние окуляра- это расстояние от его главной плоскости до той точки, где лучи света или их продолжения(в случае окуляра Галлилея) пересекаются в одной точке. От фокусных расстояний окуляра и объектива или главного зеркала(в случае рефлектора) зависит угловое увеличение. Как правило, фокусное расстояние отдельного окуляра выражается в миллиметрах. При использовании окуляров с конкретным инструментом иногда предпочитают сортировать их по увеличениям, которые будут получаться при их применении.

Для телескопа, угловое увеличение, получаемое при использовании с каким- либо окуляром можно высчитать по формуле:

,

Увеличение возрастает при уменьшении фокусного расстояния окуляра или возрастании фокусного расстояния объектива или главного зеркала. Например, 25 мм окуляр с телескопом с фокусным расстоянием в 1200 мм даст увеличение в 48 раз, 4 мм же окуляр с тем же телескопом даст увеличение в 300 раз.

Астрономы- любители различают окуляры по их фокусному расстоянию. выраженному в миллиметрах. Обычно они составляют от 3 до 50 мм. Тем не мене. некоторые астрономы предпочитают различать окуляры по увеличению. даваемому ими с тем или иным инструментом. В астрономических отчётах лучше указывать увеличение. так как это даст больше представления о том. что видел наблюдатель. Тем не менее, без привязки к телескопу, увеличение становится величиной практически бесполезной для описания каких- либо свойств окуляра.

По фокусному расстоянию телескопические окуляры можно разделить на длиннофокусные, средние и короткофокусные.

Для сложного микроскопа соответствующая формула:

,

В отличие от телескопических, основной характеристикой микроскопических окуляров является увеличение, а не фокусное расстояние. Увеличение окуляра микроскопа и увеличение объектива определяются по формулам:

,

откуда увеличение можно выразить, как произведение увеличений объектива и окуляра:

Например, при использовании 10× окуляра и 40× объектива микроскоп будет увеличивать в 400 раз.

Это определение углового увеличения проистекает из необходимости менять не только окуляры, но и объективы из-за чего увеличение получается зависящим от двух факторов. Исторически, Аббе описывал микроскопические окуляры отдельно в терминах углового увеличения окуляра и начального увеличения объектива. Это оказалось удобно для разработки оптических схем. но было неудобно для практической микроскопии, из- за чего от этой системы отказались.

Общепринятое расстояние наименьшего фокуса составляет 250 мм, и увеличение окуляра рассчитывается исходя из этой величины. Обычно увеличения составляют 8×, 10×, 15× и 20×. Фокусное расстояние окуляров в миллиметрах может быть определено делением 250 мм на увеличение окуляра.

Современные инструменты используют объективы, скорректированные на бесконечность, а не на 160 мм, и поэтому, требуют наличия дополнительной коррекционной линзы в тубусе микроскопа.

Положение фокальной плоскости

В некоторых типах окуляров, например, в рамсденовских — окуляр действует как увеличитель и его фокальная плоскость расположена за пределами окуляра, перед линзой поля. В этой плоскости можно разместить сетку или микрометрическое перекрестие. В окуляре Гюйгенса фокальная плоскость расположена между линзой поля и глазом наблюдателя, внутри окуляра и следовательно недоступна.

Поле зрения

Поле зрения определяет насколько много можно увидеть через окуляр. Поле зрения может меняться в зависимости от увеличения, получаемого с помощью данного телескопа или микроскопа и также зависит от характеристик самого окуляра.

Термин «поле зрения» может иметь два значения:

Истинное поле зрения угловой размер участка неба, видимого через окуляр, использованный с каким-либо телескопом и при соответствующем увеличении. Как правило это значение составляет от одной десятой градуса до двух градусов. Поле зрения окуляра угловой размер изображения, видимого через окуляр. Иными словами: насколько большим кажется изображение. Эта величина постоянна для любого окуляра с постоянным фокальным расстоянием и может быть использована для расчёта истинного поля зрения при использовании с каким-либо телескопом. Поле зрения окуляра может колебаться в пределах приблизительно 35 — 100 градусов.

Если известно поле зрения окуляра, то истинное поле зрения телескопа с этим окуляром можно рассчитать по следующей формуле:

,

Фокусное расстояние — это то расстояние, на котором линза или зеркало соберут лучи света в одну точку.

Формула имеет погрешность около 4 % или меньше при поле зрения окуляра до 40° и около 10 % для 60°.

Если поле зрения окуляра неизвестно, то истинное поле зрения можно приблизительно рассчитать по формуле:

,

Вторая формула в целом более точная, но производители обычно не указывают диаметр полевой диафрагмы. Первая формула не будет точна, если поле зрения не плоское или превышает 60°, что вполне обычно для окуляров с ультрашироким полем зрения.

По величине поля зрения окуляры делятся на: широкоугольные, средние и с «эффектом замочной скважины».

Вынос выходного зрачка

Вынос выходного зрачка — это расстояние от глазной линзы окуляра до точки на его оптической оси, куда следует поместить глаз, чтобы увидеть все поле зрения.

Как правило, вынос зрачка колеблется между 2 и 20 мм, в зависимости от конструкции окуляра. Длиннофокусные окуляры как правило имеют больший вынос зрачка. а короткофокусные — малый, что, как уже говорилось выше, может быть проблематичным. Рекомендованный минимальный вынос зрачка — около 5-6 мм.

От выноса зрачка зависит комфортность наблюдения. Так, при использовании окуляра с малым выносом зрачка, наблюдателю приходится располагать глаз очень близко к линзе окуляра (как бы вдавливая глаз в окуляр), что иногда доставляет неприятные ощущения, а в холодное время года грозит обморожением глазной роговицы. Плюс ко всему, ресницы, упираясь в линзы окуляра, оставляют следы на просветляющем покрытии. Как правило, чем короче фокусное расстояние окуляра, тем меньше вынос зрачка. Зная об этой проблеме, конструкторы предлагают различные оптические схемы, призванные расположить выходной зрачок на комфортном расстоянии. Так, некоторые модели окуляров имеют фиксированный вынос зрачка вне зависимости от фокусного расстояния. Однако слишком большой вынос выходного зрачка тоже доставляет неудобства во время наблюдений. Например, если длиннофокусный окуляр имеет вынос зрачка порядка 30-40 мм, придется в буквальном смысле «ловить изображение глазом». Практика показывает, что комфортное значение выноса выходного зрачка ограничено верхним пределом в 25 мм.

Если вы носите очки, то лучше подбирать окуляры с выносом зрачка равным 20 мм, если у Вас хорошее зрение, то ищите окуляры с выносом зрачка порядка 12 мм. [1]

Оптические схемы окуляров

Собирающая линза или окуляр Кеплера

Простая собирающая линза расположенная за фокусом объектива строит увеличенное перевёрнутое изображение. Этот тип окуляров использовался в микроскопах Захария Янсена в 1590 [2] году и был предложен для использования в телескопах Иоганном Кеплером в 1611 году в книге «Диоптрика» как способ увеличения поля зрения и увеличения существовавших тогда телескопов.

Рассеивающая линза или окуляр Галилея

Окуляр Гершеля

Окуляр Гершеля представляет собой стеклянную сферу со срезанным сегментом, обращённый плоской частью к глазу наблюдателя. Был изобретён Уильямом Гершелем в 1768 году.

Окуляр Гюйгенса

где и являются фокусными расстояниями составляющих окуляр линз.

Из- за того, что в окулярах Гюйгенса не используется клей для удержания линз, любители астрономии иногда используют их для проекционных наблюдений Солнца, то есть для проецирования изображения Солнца на экран. Другие типы окуляров. в которых используется клей могут быть при таком использовании повреждены интенсивным сфокусированным солнечным светом.

Окуляр Миттенцвея

По оптической схеме аналогичен окуляру Гюйгенса, но с мениском в качестве линзы поля. Применяется в качестве особо длиннофокусного окуляра, когда необходимо поле до 55 — 60°. Аберрации исправлены также, как и в окуляре Гюйгенса.

Окуляр Рамсдена

Окуляр Рамсдена состоит из двух плоско — выпуклых линз с одинаковым фокусным расстоянием и сделанных из одинакового стекла, расположенных на расстоянии меньше одного фокусного расстояния друг от друга. Эта схема была создана изготовителем научного и астрономического оборудования Джесси Рамсденом в 1782 году. расстояние между линзами меняется в зависимости от дизайна, но обычно составляет что- то между 7/10 и 7/8 фокусного расстояния линз.

Окуляр Доллонда

Окуляр Доллонда представляет собой собирающий ахроматический дублет. Был создан английским оптиком Джоном Доллондом в 1760 году и практически представляет собой ахроматическую версию окуляра Кеплера.

Окуляр Фраунгофера

Предложен немецким оптиком Йозефом Фраунгофером и включает в себя 2 одинаковые плоско — выпуклые линзы, расположенные вплотную друг к другу. Этим он отличается от похожего на него окуляра Рамсдена. В окуляре отлично исправлен астигматизм, зато значительна кривизна поля, ограничивающая полезное поле зрения 30 — 35 градусами. В силу отсутствия склеенных поверхностей хроматизм увеличения не исправлен. По этой схеме построены некоторые из выпускаемых сегодня пластмассовых луп.

«Сплошные окуляры»

Отсутствие на протяжении длительного времени эффективных способов борьбы с паразитными бликами от непросветленных поверхностей линз заставило оптиков искать иные решения, позволяющие бороться с ними. Одним из таких способов можно считать предложенный оптиком Толлесом «сплошной» окуляр. По своему принципу действия он схож с окуляром Гюйгенса, но выполнен из одного куска стекла. Функцию полевой диафрагмы выполняет кольцевая проточка по ободу окуляра. В аберрационном отношении этот окуляр практически не отличается от гюйгенсовского.

Другой разновидностью «сплошного» окуляра можно считать предложенный американским физиком Чарльзом Гастингсом аналог окуляра Кельнера. Он состоит из двояковыпуклой толстой линзы и приклеенного к ней отрицательного мениска. Качество изображения не отличается от такового у окуляра Кельнера. Сейчас имеет лишь исторический интерес.

Очень похож на него и моноцентрический окуляр, созданный в ГОИ Дмитрием Дмитриевичем Максутовым в 1936 году для применения в лабораторных приборах. Также может рассматриваться как «сплошной» аналог окуляра Кельнера. Имеет довольно хорошую коррекцию аберраций в пределах поля 25 — 30°. Как и во всех окулярах с общим центром кривизны всех поверхностей, поле ограничено кривизной поля и астигматизмом. Конструкция удобна в изготовлении и эксплуатации, так как не требует точной центрировки относительно оси телескопа.

Несмотря на свою довольно простую конструкцию и не очень совершенное качество изображения, подобные окуляры могут представлять интерес и для современного любителя. Они наиболее удобны для наблюдений планет, когда требуется рассмотреть мелкие и малоконтрастные детали на их поверхностях. Дело в том, что любое просветляющее покрытие имеет мелкозернистую структуру и всегда слегка рассеивает проходящий через него свет, за счет чего вокруг ярких объектов образуется заметный ореол, на фоне которого и теряются детали изображения. Чем больше просветленных поверхностей в системе, тем в большей степени снижается контраст изображения наблюдаемого объекта. Довольно большим рассеянием обладают современные многослойные просветляющие покрытия. Обычная тщательно отполированная поверхность линзы вносит наименьшее рассеяние, поэтому идеальным окуляром для наблюдений планет (когда не требуется большого поля) остается простая непросветленная линза, свободная от бликов и практически не рассеивающая свет.

Окуляр Гастингса, тип II

«Однолинзовый» окуляр, представляющий собой симметричный склеенный триплет. Более известен как апланарная тройная лупа. В окуляре хорошо исправлены сферическая аберрация, хроматизм и кома. Поле зрения в 30 — 35° ограничено принципиально неустранимыми в этой системе астигматизмом и кривизной поля. Стеклянные лупы, выполненные по этой схеме, часто встречаются в продаже. Раньше широко использовался в качестве короткофокусного окуляра.

Окуляр Кельнера или «ахромат»

Окуляр Плёссла или «симметричный»

Окуляр Плёссла обычно состоит из двух дублетов и был разработан Георгом Симоном Плёсслом в 1860 году. Так как дублеты могут быть одинаковы, то этот окуляр иногда ещё называют симметричным. [8] Составные линзы Плёссла предоставляют широкое от 50 и больше градусов видимое поле зрения с относительно большим полем зрения. Это делает этот окуляр идеальным для самых разных целей от наблюдений объектов глубокого космоса до планетных наблюдений. Главным недостатком окуляров Плёссла является малый вынос зрачка по сравнению с ортоскопическими. У окуляров Плёссла вынос зрачка составляет 70-80 % от фокального расстояния. Это особо критично при фокусных расстояниях меньше 10 мм, когда наблюдение может стать некомфортным, особенно для людей, носящих очки.

Схема Плёссла была неясна до 1980-х, когда производители астрономического оборудования начали продавать переработанные версии этих окуляров. [9] Сейчас они очень популярны на рынке товаров для любительской астрономии, [10] где название «Плёссл» охватывает окуляры с как минимум четырьмя оптическими элементами.

Этот окуляр дорог в производстве из- за высоких требований к качеству стекла и необходимости точного соответствия собирающей и рассеивающей линз для предотвращения внутренних отражений. Из-за этого качество разных окуляров Плёссла отличается. Существуют заметные различия между дешёвым окуляром Плёссла с простым оптическим просветлением и хорошо сделанным окуляром Плёссла.

Ортоскопический или «Аббе»

Четырёхэлементный ортографический окуляр состоит из плоско-выпуклого собирающего синглета и склеенного собирающего триплета. Это даёт окуляру почти идеальное качество изображения и хороший вынос зрачка, но скромное поле зрения порядка 40°-45°. Они были изобретены Эрнстом Аббе в 1880 году. [5] Его называют «ортоскопическим» или «ортографическим» из- за малой дисторсии получаемого изображения и иногда его ещё называют просто «орто» или «Аббе».

До изобретения многослойного просветления и популярности окуляров Плёссла, ортоскопические окуляры были самыми популярными телескопическими окулярами. Даже сейчас они считаются хорошими для наблюдения Луны и планет.

Моноцентрический

Моноцентрический окуляр- это ахроматический триплет, составленный из двух элементов из кронового стекла, склеенных с элементом из флинтгласса. Элементы толстые, сильно изогнутые и их поверхности имеют общий центр, именно поэтому данный окуляр был назван моноцентрическим​. Он был изобретён Адольфом Штайнхайлем приблизительно в 1883. [11] Этот окуляр, как и «сплошные» окуляры Роберта Толлеса, Чарльза Гастингса и Вильфреда Тейлора [12] свободен от бликов и даёт яркое контрастное изображение, что было очень важным фактором до изобретения антибликовых покрытий. [13] Он имеет узкое поле зрения около 25° [14] и пользуется спросом у любителей планетных наблюдений. [15]

Окуляр Эрфле

Окуляр Эрфле представляет собой пятиэлементную оптическую систему с двумя ахроматическими линзами и обычной линзой между ними. Этот тип окуляра был создан во время Первой Мировой Войны для военных целей и был описан Генрихом Эрфле в патенте США номер 1,478,704 в августе 1921 года и был предназначен для получения более широких полей зрения, чем на четырёхэлементных системах(например, Плёссла).

Окуляры Эрфле разработаны с расчётом на большое поле зрения(порядка 60 градусов), но они неприменимы на больших увеличениях из-за астигматизма и бликов. Тем не менее, с антибликовыми покрытиями на малых увеличениях(фокусное расстояние от 20 мм и выше) они приемлемы, и прекрасны при фокусном расстоянии от 40 мм и больше. Окуляры Эрфле очень популярны, так как имеют большие глазные линзы, хороший вынос зрачка и могут быть очень удобны в использовании.

Окуляр Кёнига

Окуляр Кёнига состоит из вогнуто — выпуклого собирающего дублета и плоско — выпуклой собирающей линзы. Сильно выпуклые поверхности дублета и собирающей линзы почти касаются друг друга. Вогнутая часть дублета обращена к источнику света, а почти плоская(на самом деле — немного выпуклая) часть собирающей линзы обращена к глазу наблюдателя. Данный окуляр был разработан в 1915 году немецким оптиком Альбертом Кёнигом (1871—1946) как упрощённая версия окуляра Аббе. Оптическая схема позволяет получать большие увеличения при большом выносе зрачка — наибольшем выносе зрачка до изобретения оптической схемы Наглера в 1979 году. Поле зрения около 55° делает данные окуляры схожими с окулярами Плёссла, но с тем преимуществом, что для их изготовления нужно на одну линзу меньше.

Современные версии окуляра Кёнига используют усовершенствованные стёкла или добавляют больше линз, собранных в различные комбинации дублетов и синглетов. Наиболее распространённой адаптацией является добавление положительной вогнуто- выпуклой линзы перед дублетом, вогнутой стороной к источнику света и выпуклой- к дублету. Современные модификации как правило имеют поля зрения 60°−70°.

Этот тип окуляров также известен как окуляр с удалённым зрачком.

RKE окуляр состоит из ахроматической линзы и двояковыпуклой собирающей линзы расположенных в обратном по отношению к окуляру Кельнера порядке. Он был разработан доктором Дэвидом Рэнком для Edmund Scientific Corporation, которая продавала их в конце 60-х- начале 70-х годов XX века. Данная оптическая схема предоставляет более широкое поле зрения, чем классический окуляр Кельнера и похожа на оптическую схему более распространённого окуляра Кёнига.

Окуляр Цейсса

Является развитием окуляра Кёнига. За счет добавления простой линзы в нем удалось получить более совершенную коррекцию астигматизма и дисторсии.

Источник