Hoe werkt een verrekijker
Verrekijkers werken volgens de principes van optische wetten, juist door gebruik te maken van de eigenschappen en het gedrag van licht terwijl het door verschillende media reist. Laten we er een uit elkaar halen om te zien hoe een verrekijker werkt, wat de essentiële onderdelen van een verrekijker zijn en hoe ze samenwerken?
Een verrekijker bestaat uit drie optische onderdelen om te werken:
Oculair of oculair: om scherp te stellen op het geprojecteerde virtuele beeld en dit te vergroten
Prisma's: om de beeldoriëntatie te corrigeren – draai de afbeelding verticaal en horizontaal
Objectieve lens: verzamelt invallend licht en concentreert dit in het brandpunt, meestal een lenssysteem van 2 of meer lenzen om aberratie te compenseren
Gemakkelijke uitleg over hoe een verrekijker werkt
Om de onderdelen van een verrekijker en hun functies te begrijpen, kunt u het beste de verrekijker uit elkaar halen en de binnenkant bekijken. Op die manier kunt u de afzonderlijke samenstellingen zien en krijgt u een beter idee van hoe een verrekijker werkt. Er is eenoptisch systeem en een mechanisch systeemkijken naar.
Optische delen van verrekijkers
Een verrekijker bestaat uit drie optische assemblages die licht breken en focusseren om een object op afstand te vergroten en dichterbij te laten lijken. Deze drie essentiële componenten zijn de objectieflens, het prismasysteem en het oculair. Laten we deze onderdelen eens nader bekijken om hun functies te begrijpen en hoe een verrekijker vergroot.
Objectieve lens
Deobjectiefmet zijn groteverzamellensbevindt zich aan de voorkant of aan de onderkant van de verrekijker, afhankelijk van hoe je ernaar kijkt. De verzamellens is gericht op het object van interesse, hetvangt het licht.
Hoe groter deopening– de diameter van de lens, hoe meer lichtopvangvermogen de verrekijker heeft, en dus hoe helderder het beeld zal lijken. Om deze reden kiezen jagers of liefhebbers van sterrenkijken een verrekijker met grote lensdiameters. Lichtgewicht compacte verrekijkers die ideaal zijn voor wandelen of incidenteel gebruik, kunnen een veel kleiner diafragma hebben van ongeveer 25 mm. De grootte van het diafragma wordt uitgedrukt in het tweede cijfer van de verrekijker, dwz. 8x42
Het virtuele tussenbeeld dat door de objectieflens wordt gecreëerd, is ondersteboven en gespiegeld. Om dit te corrigeren, worden de prisma's in de verrekijker gebruikt.
Het prismasysteem
Zonder prisma's in de verrekijker zou de waarnemer een omgekeerd beeld zien. De prisma's corrigeren dit en helpen ook de lengte van de verrekijker enigszins te verkleinen.
Deprisma'szijn gemaakt van kroonglas endienen als corrigerende spiegels. Terwijl de lichtstraal door de prisma's gaat, keren meerdere reflecties het omgekeerde en omgekeerde beeld dat door de objectieflens wordt geprojecteerd om, zodat de waarnemer een normaal ogend beeld kan zien.
Er zijn twee hoofdtypen prisma's die in verrekijkers worden gebruikt. Dit zijn de Porro-prisma's en verschillende dakkantprisma-ontwerpen.
Porro-prisma's
Er worden twee prisma's gebruikt in Porro-prisma verrekijkers, deze zijn haaks op elkaar opgesteld.
De lichtstralen worden gereflecteerd door de interne oppervlakken en omgekeerd van boven naar beneden in het ene prisma en van links naar rechts in het andere prisma.
Het voordeel van verrekijkers met een Porro-prismasysteem is dat deze prisma's veel eenvoudiger en goedkoper te vervaardigen zijn en weinig ruimte in beslag nemen omdat ze naast elkaar worden opgesteld.
Porro-prisma-verrekijkers zijn vaak korter gebouwd dan dakkant-verrekijkers.
Dak prisma
Dit prismasysteem bestaat doorgaans uit twee prisma's, waarvan er minimaal één de vorm heeft van een dakrand.
Eén zijde van een prims-glaslichaam moet worden gecoat om de faseverschuiving van de verschillende golflengten te compenseren en om kleurranden te verminderen. Dit maakt dakkantprisma's iets duurder dan Porro-prisma's.
De beeldcorrectie in verrekijkers met dakkantprisma's volgt misschien een complexer straalpad dan bij Porro's, maar het resultaat van het omdraaien van het omgekeerde en gespiegelde beeld van de objectieflens is hetzelfde.
Dakkantprisma's maken een veel slankere, compacter gebouwde verrekijker mogelijk. Verrekijkers met deze prisma's zijn iets smaller en eleganter vergeleken met modellen met Porro-prisma's, maar zijn meestal iets duurder omdat een uitgebreidere productie vereist is.
Oculairs
Deoculairs, ook wel genoemdoculair, bevinden zich aan de voorkant van de verrekijker en zijn de twee lenzen waar we tijdens observatie direct in kijken.
Oogschelpen (rubberen verlengstukken op de oculaircilinder) worden vaak gebruikt om de juiste oogafstand tot het oculair te behouden en enige bescherming te bieden tegen storend strooilicht.
Het oculair bestaat meestal uit twee of meer lenzen.
Wanneer de verrekijker goed is scherpgesteld, kan het menselijk oog het beeld zien dat wordt geprojecteerd door de objectieflens en het prismasysteem.
Mechanische onderdelen van een verrekijker
Dioptrie-aanpassing
Veel mensen hebben niet hetzelfde sterke gezichtsvermogen in beide ogen. Om vermoeidheidsvrije observatie door een verrekijker mogelijk te makenafwijkend gezichtsvermogen moet gecompenseerd wordenzodat beide ogen een scherp beeld kunnen zien.
Meestal kan het juiste oculair nauwkeurig worden afgesteld om het dioptrieverschil te compenseren door de focus van de oculaire lenzen aan te passen.
Om aan te passen sluit u uw rechteroog en stelt u scherp op een object met behulp van het linkeroog (het oculair zonder dioptriecompensatie) door aan het centrale focuswiel te draaien totdat het beeld scherp en helder is. Pas vervolgens de scherpte op het tweede oculair nauwkeurig aan met behulp van de dioptrie-aanpassing.
Focuswiel
Om een scherp en helder beeld te krijgen bij het bekijken van objecten op verschillende afstanden is het altijd nodig om de focus van de verrekijker aan te passen. Door aan de focusknop (of het focuswiel) te draaien, worden de oculairs (of slechts één van de oculairlenzen) naar buiten geduwd of naar binnen getrokken, zodat het brandpunt van de oculairs samenkomt met het brandpunt van de objectieflens.
Vat-brug met scharnier
Een verrekijker is eenvoudigweg twee telescopen die naast elkaar zijn gemonteerd. Ze moeten precies in dezelfde richting wijzen, zodat een waarnemer er tegelijkertijd doorheen kan kijken. De tonbrug houdt dede lopen van een verrekijker parallel uitgelijndmet elkaar zodat de optische as evenwijdig is (de lichtbundel isgecollimeerd).
Dankzij scharnieren die de brug verbinden, kunnen we de afstand van de oculairs aanpassen aan de individuele oogafstand van de kijker.
Vat of buis
De cilinder is de behuizing die alle optische onderdelen bij elkaar houdt. De behuizing beschermt de optische componenten en houdt ze in een stabiele positie, zodat ze niet verschuiven als gevolg van mechanische schokken of als ze vallen.
Veel van de betere verrekijkers hebben O-ringafdichtingen om water en vocht buiten te houden. Bij veel duurdere modellen is het interieur ook gevuld met inert gas om de waterbestendigheid te garanderen, zelfs als ze onder water zijn ondergedompeld.
Pad van licht in een Porro-prisma-verrekijker
Hoe prisma's het beeld omkeren
Het beeld van het bekeken object verschijnt horizontaal en verticaal omgekeerd
Het eerste prisma keert het beeld verticaal om
Het tweede prisma keert het beeld horizontaal om
Aan het einde van de brandpuntsafstand van het objectief wordt een klein beeld geprojecteerd
Het oculair vergroot het beeld en presenteert het aan het oog
Hoe het beeld scherp wordt
Om een gefocust en scherp beeld aan de kijker te presenteren, moet het brandpunt van de oculaire lens convergeren met het brandpunt van de objectieflens.
Hoe de vergroting van de verrekijker te berekenen
De vergroting van een verrekijker, ook wel "vermogen" genoemd, is een belangrijke beoordelingsfactor, die helpt bij het beslissen over het beoogde gebruik van het instrument. Het geeft aan hoe vaak een beeld vergroot lijkt als het door een verrekijker wordt bekeken in vergelijking met het blote oog.
Het vergrotingsgetal is het quotiënt van de brandpuntsafstand van de lens en de brandpuntsafstand van het oculair. In het bovenstaande voorbeeld zou dat zo zijn240 / 24 = 10
De vergroting van een verrekijker wordt uitgedrukt in het eerste getal van de verrekijkerbeoordeling, dwz.8x42
De meest populaire vergrotingsfactoren zijn 8x en 10x. Bij een vergroting van 10x lijken objecten op 100 meter afstand alsof ze zich op 10 meter afstand bevinden.
Samenvatting Verrekijkeronderdelen en hun functie
Heel interessant hoe een verrekijker werkt, en hoe ze in principe in elkaar worden gezet vanuit een zeer eenvoudige opstelling van drie optische onderdelen: oculair, prisma's en objectieflens.
DeObjectieve lensis de grote lens aan de voorkant van de verrekijker, deze is naar het bekeken object gericht. De diameter van de objectieflens wordt deopening.De grootte van de lens bepaalt de resolutie (scherpte) en hoeveel licht er kan worden opgevangen. Het vastgelegde beeld van het objectief is gespiegeld en ondersteboven.
Prisma'sworden gebruikt om het beeld te corrigeren. Wanneer de lichtstralen van het omgekeerde beeld door de prisma's gaan, reflecteren ze op de binnenoppervlakken van het prisma en komen ze naar buiten als een normaal, realistisch beeld. De prismatypes zijn Porroprisma's en dakkantprisma's.
DeOculairof oculair is het deel waar de gebruiker naar kijkt. Het beeld dat de objectieflens aan het einde van zijn brandpuntsafstand heeft verzameld en geprojecteerd, wordt door het oculair vergroot en aan het oog van de kijker gepresenteerd.