Значение слова ОКУЛЯР в Большой советской энциклопедии, БСЭ

ОКУЛЯР

(от лат. oculus - глаз), обращенная к глазу наблюдателя часть оптической системы - зрительной трубы, телескопа, бинокля, микроскопа и т.д.; служит для визуального рассматривания действительного изображения оптического (его называют промежуточным), которое формирует объектив или др. предшествующая О. (по ходу лучей света) часть системы, например сочетание объектива и оборачивающей системы .Большинство О. - положительны, т. е. собирают (сужают) проходящие через них пучки лучей света. По своему действию такие О. сходны с лупами , их располагают так, чтобы промежуточное изображение находилось непосредственно за передней фокальной плоскостью О. (практически в этой плоскости); в этих условиях О. даёт мнимое изображение (дополнительно увеличивая его по сравнению с промежуточным), преобразуемое оптической системой глаза наблюдателя в действительное, которое проектируется на сетчатку глаза. Отличие положительного О. от лупы, связанное с его использованием в сложной системе, включающей объектив, состоит в значительно меньшей апертуре пучка попадающих в него лучей.

Перемещение положительного О. относительно промежуточного изображения (так, чтобы оно находилось перед фокальной плоскостью О.) превращает О. в проекционную систему, дающую действительное изображение объекта. Такое изображение нельзя наблюдать непосредственно визуально, но можно зафиксировать на экране или фоточувствительном слое. Существуют специальные т. н. фотоокуляры и проекционные О., рассчитанные для работы в этом режиме (см., например, ст. Микропроекция , Микроскоп , раздел Основные узлы микроскопов); в строгом смысле их нельзя считать О.

Оптические свойства О. характеризуются: фокусным расстоянием f 'и определяемым f ' угловым увеличением оптическим Г' - отношением тангенса угла, под которым видно мнимое изображение в О., к тангенсу угла, под которым глаз без О. видел бы на экране или фотослое промежуточное изображение, удалённое на т. н. расстояние наилучшего видения (для нормального глаза 250 мм ); углом поля зрения 2 w' в пространстве изображений (углом между крайними лучами, выходящими из О.); у положительных О. расстоянием d от последней линзы О. до его выходного зрачка - даваемого О. изображения объектива (см. Диафрагма в оптике). Для наиболее удобного расположения глаза наблюдателя d должно составлять 12-15 мм , а при наличии очков - до 25 мм . Сильные О. (с малым f ) обладают специальной конструкцией, позволяющей выполнить это условие.

Г' О. равно 250/ f - , если f - выражено в мм ; оно обычно заключено в пределах 5-20`, хотя в отд. случаях либо достигает 40-60`, либо составляет всего 1,5-3`. От оптических свойств О. зависят и общие характеристики включающей его оптической системы. Так, полное увеличение системы: для зрительных труб и телескопов g F-' / f- ( F' - фокусное расстояние предшествующей О. части системы); для микроскопов g bГ' (b-линейное увеличение объектива). Поле зрения в пространстве объектов - угловое 2w для зрительных труб и телескопов и линейное 2l для микроскопов - выражается по формулам tgw tgw'/g и 2l f tgw'/b.

Первый о., примененный в 1609 Г. Галилеем (см. Зрительная труба ), был простой отрицательной (рассеивающей) линзой. (С тех пор такие О. носят название окуляров Галилея.) В них промежуточное изображение находится за О. ( рис. 1 ), угол зрения и увеличение малы, действительное промежуточное изображение невозможно совместить с измерительной шкалой или сфотографировать, поэтому окуляры Галилея используются редко, главным образом в театральных биноклях. В середине 17 в. Х. Гюйгенс , а в конце 18 в. английский учёный Дж. Рамсден сконструировали положительные о., применяемые до сих пор. Каждый из них составлен из двух плоско-выпуклых линз ( рис.2 ). При всей их простоте для углов поля зрения в пределах 35-45| в них неплохо исправлены основные аберрации (см. Аберрации оптических систем ) и достаточно расстояние до выходного зрачка. Их фокусные расстояния не меньше 15-20 мм . Окуляр Рамсдена отличается от окуляра Гюйгенса тем, что его передний фокус действителен, вследствие чего с передней фокальной плоскостью (с промежуточным изображением) можно совместить шкалу или крест нитей для измерительных целей либо (при необходимости сфотографировать промежуточное изображение) фотопластинку или плёнку. Удовлетворительное качество изображения в окулярах Гюйгенса и Рамсдена обеспечивается исправлением хроматической разности увеличения (см. Хроматическая аберрация ), астигматизма и комы , достигаемым эмпирическим подбором соотношения фокусных расстояний линз и величины воздушного промежутка между ними.

С конца 19 в. требования к полю зрения зрительных труб (особенно в военной оптике - например, для полевых биноклей и перископов ) сильно повысились, и были разработаны широкоугольные О. с полем зрения 65-70|. В дальнейшем усложнение конструкций, увеличение числа линз и применение линз с несферическими (например, параболоидальными) поверхностями позволило создать О. с углами поля зрения до 100| и более ( рис. 3 ). Параллельно с широкоугольными стали применяться сходные с ними по конструкции О. большой оптической силы , у которых отношение расстояния до выходного зрачка к фокусному расстоянию превышает 1 .

В сочетании с сильными апохроматическими объективами, особенно в микроскопах, используют т. н. компенсационные О., рассчитанные так, что они исправляют свойственную таким объективам хроматическую разность увеличений. Часто применяются автоколлимационные О. ( рис. 4 ), вблизи фокальной плоскости F которых располагают малую призмочку П. Она направляет свет от слабого источника * на перекрестие нитей, затем в объектив и далее на поставленное впереди плоское зеркало. От зеркала свет отражается и, проходя вновь через объектив, собирается в фокусе О., где наблюдаются одновременно крест нитей и его изображение. Такие О. позволяют с большой точностью определить направление нормали к зеркалу, что бывает необходимо, например, в телескопических системах.

Лит.: Тудоровский А. И., Теория оптических приборов, 2 изд., ч. 2, М. - Л. 1952; Слюсарев Г. Г., Методы расчёта оптических систем, 2 изд., Л., 1969; Оптика в военном деле. Сб. статей, под ред. С. И. Вавилова и М. В. Савостьяновой, 3 изд., т. 2 М. - Л., 1948.

Г. Г. Слюсарев.

Большая советская энциклопедия, БСЭ.