Подзорная труба

Подзорная труба фирмы «Nikon»

Подзорная (зрительная) труба — оптический прибор для наблюдения за удалёнными объектами. Состоит из объектива, создающего оптическое изображение объектов, и окуляра для увеличения этого изображения.

• Ранее она часто называлась «зрительная труба»
• Подзорная труба один из основных элементов конструкции телескопа и используется в биноклях, микроскопах, перископах др.

История

Изобретение линз

Древние римляне заметили странное свойство сосудов, наполненных водой. После этого люди пытались получить такой эффект, изменяя форму стекла и создали линзы.

Рисунки подзорных труб

Англичанин Роджер Бекон заметил способность данных стекол фокусировать параллельные пучки в точку, которая пролегала между центральной и верхней частью зеркала. Исследования Роджера Бекона привели его к выводу совместного применения линзы и зеркала, вследствие чего он выдвинул теорию создания подзорной трубы. В 1268 году он впервые описал этот оптический прибор.

Второе детальное описание подзорной трубы выдвинул в 1509 году Леонардо да Винчи, который не только описал прибор, но и сделал рисунок двухлинзовой подзорной трубы. На этом великий мастер и изобретатель не остановился, он также изобрёл станки, предназначенные для шлифования линз, и первым наглядно показал построение хода лучей в линзах. Но в то время труды его остались невостребованными.

В Италии врач Фракасторо в своих работах высказывает своё мнение о возможности увеличивать мелкие предметы, незаметные для невооружённого взгляда, при помощи линз, расположенных одна над другой.

Первые попытки изобретения

В 1558 году итальянский изобретатель Джамбаттиста делла Порта даёт более детальное и подробное описания различного использования линз, которое было издано в его книге «Естественная магия». В ней он рассказывает, что при помощи вогнутого стекла представляется возможным рассматривать предметы, находящиеся на отдалённом расстоянии, а с помощью выпуклого — на близком. Также он подчеркнул, что при правильном сопоставлении этих стёкол можно видеть как дальние, так и близкие предметы, изображение которых становится более ярким и отчётливым. Подзорная труба, с помощью которой он рассматривал предметы, была не очень мощной, так как в его описаниях не встречаются открытия, сделанные на небе и по которым представилась бы возможность судить о технических свойствах его трубы. Но Джамбаттисте делла Порта удалось привлечь к себе внимание, и многие заинтересовались этим изобретением.

Создание

Идея о создании прибора, при помощи которого можно наблюдать за отдалёнными предметами, очень заинтересовала Галилео Галилея, который вплотную занялся данным вопросом. В 1609 году он создал подзорную трубу, которую применял для наблюдения на суше и на море. Главные открытия он сделал после того, как при помощи трубы начал наблюдать за небесными светилами, и открыл в то время спутники Юпитера, пятна на Солнце и некоторые звёзды млечного пути. Благодаря этому долгое время считалось, что первооткрывателем подзорной трубы был Г. Галилей. В настоящее время при изготовлении биноклей небольшой мощности используется принцип Галилея.

Галилей стал не только первооткрывателем подзорной трубы, но и смог продвинуться дальше, запустив её в производство в 1624 году. Вскоре после этого он создал микроскоп. Тубусы первых подзорных труб были сделаны из бумаги и сроки использования их были незначительные, поскольку линзы часто из них выпадали и разбивались. Но подзорные трубы сразу же завоевали популярность.

В 1611 году Иоганн Кеплер предложил иную схему подзорной трубы, которая состояла из двух линз. Первая линза служила для передачи действительного изображения объекта наблюдения, вторая же непосредственно его увеличивала. Но получаемое изображение было полностью перевёрнутым (верх был низом, а правая сторона — левой). Из-за этих особенностей, применение подзорных труб данной конструкции было неудобно в использовании для наземного наблюдения. Поэтому данная схема используется для наблюдения за небом.

Устройство

Рис.1,Принцип работы подзорной трубы с использованием преломляющих световые лучи оптическими системами - линзами без применения окуляра

Подзорная труба состоит из двух видов оптических систем: объектива, создающего оптическое изображение объектов, и окуляра для увеличения этого изображения. Эти линзы ставятся внутрь тубуса — специального цилиндра.

Несколько другую конструкцию данного оптического прибора преподнёс капуцинский монах Ширль из Богемии. В 1665 году он разработал подзорную трубу, в которую добавил ещё две дополнительные линзы, с помощью которых стало возможным получать изображение в первозданном виде. Такая подзорная труба сразу же завоевала популярность и стала использоваться в наземных целях. К тому же этот монах первым дал название линзе, обращённой к предмету и обращённой к глазу (объектив и окуляр).

Приборы ночного видения

Прибор ночного видения (прицел)

Прибор ночного видения (ПНВ)), например, подзорная труба — ПНВ работает в условиях и на принципе многократного усиления яркости изображения в области видимого и ближнего ИК излучения электромагнитных волн. Прибор состоит из:

• Объектива,
• Электронно-оптического преобразователя (ЭОП) ИК излучения в видимое с блоком питания,
• Окуляра.

Отраженный от объекта наблюдения свет через объектив создает оптическое изображение на входе (на фотодатчике) ЭОП, которое при помощи АЦП преобразует входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал), который усиливается и проецируется в жёлто-зелёном свечении на выходном экране преобразователя, после чего через окуляр передается в глаз наблюдателя. Качество ПНВ определяется главным образом характеристиками ЭОП и оптикой. Согласно принятой терминологии, ЭОП классифицируются на три поколения: I, II и III (с промежуточными ступенями: I+,II+).

Использование

Зрительные трубы используются для наблюдения за удалёнными предметами. Очень большой интерес к подзорным трубам имеют дети. Зрительная труба в том или ином виде нередко встречается в конструкции самых распространённых оптических устройств - микроскопов, биноклей, перископов.

Интересные факты

• В 1608 году в Голландии были зафиксированы несколько заявок на выдачу патента на изобретение подзорной трубы. Эти заявки подали четыре изобретателя. Но поскольку на то время это изобретение хранилось в строжайшей тайне из—за своего военного предназначения, такая информация не подлежала огласке.
• В 1759 году Михаил Васильевич Ломоносов продемонстрировал учёному совету подзорную трубу, сделанную по его принципу. Из—за того, что Ломоносову более трёх лет пришлось доказывать свою правоту, Россия потеряла свой приоритет в первенстве на изобретении и изготовлении подзорной трубы, благодаря которой можно было видеть в сумерках или в тёмное время суток.

См. также

• Бинокль
• Оптические устройства
• Оптическая система