Главная/ Полезная информация/ Ближе к небу: практическая астрономия/ Оптические системы Аббе (ортоскопик) и Плёссла глазами наблюдателя

Оптические системы Аббе (ортоскопик) и Плёссла глазами наблюдателя

Вплоть до недавнего времени любители астрономии довольствовались самыми простыми окулярами, имеющими сравнительно небольшое поле зрения и небольшой вынос зрачка. Наиболее сложными и качественными из таких окуляров справедливо считались четырехлинзовые окуляры систем Плессла и Аббе. Оба эти окуляра были спроектированы во второй половине XIX века для нужд микроскопии и точных оптических измерений. В то время был очень распространенн двухлинзовый окуляр Рамсдена.

Оптическая схема окуляра Рамсден

При наблюдении прямоугольной сетки в такой окуляр масштаб изображения оказывался непостоянен по полю зрения, из-за чего линии представляются глазу изогнутыми кривыми. В этом случае говорят о наличии такой аберрации, как дисторсия. Условие отсутствия дисторсии в оптике называется ортоскопичностью, а окуляры, удовлетворяющие этому условию - ортоскопическими. Такие окуляры позволяют производить линейные измерения видимых в поле зрения объектов, что для научных микроскопических исследований очень важно. Попытки сконструировать ортоскопические окуляры, имеющие высокое качество изображения и привели к появлению новых оптических схем.

Оптическая схема Ортоскопического окуляра Плессл (Plossl)

Первый из описываемых окуляров был создан австрийским оптиком Георгом Саймоном Плесслом в 1860-ом году. К тому времени он уже создал в Вене свою компанию по производству объективов для микроскопов и даже получил приз за лучший ахроматический микроскоп на научном конгрессе в Гейдельберге. Плессл за основу взял окуляр Рамсдена и заменил каждую из линз парой линз из флинта и крона, при этом, двояковыпуклые линзы в каждой из пар были обращены друг к другу, а расстояние между парами составило половину фокусного расстояния окуляра. Поскольку окуляр получился полностью симметричным, то его часто в литературе называют просто "симметричный окуляр". Такая конструкция позволила достигнуть поля зрения до 50 градусов, получить достаточно большой вынос зрачка (достигающий 77% от фокусного расстояния), сравнительно небольшой астигматизм, ортоскопичность и высокое качество изображения в центре поля зрения. При этом окуляр хорошо работает со светосильной оптикой с относительным отверстием до 1/4. Позже были созданы различные модификации такого окуляра с применением разных типов стекла для изготовления линз, параболизацией глазной линзы и.т.п. для улучшения характеристик этой оптической схемы. В настоящее время практически все производители окуляров производят линейку окуляров системы Плессла. К сожалению, на краю поля зрения окуляра системы Плессла изображение испорчено сферической аберрацией. Да и при наблюдении ярких объектов возможно появление бликов.

Оптическая схема Ортоскопического окуляра  (Abbe)

Это обстоятельство вынудило Эрнста Аббе разработать и запатентовать в 1880 году совершенно новый тип окуляра состоящей из склейки из трех линз вместо полевой линзы и очень близко расположенной к ней плоско-выпуклой глазной линзы, обращенной к глазу плоской стороной. Поле зрения, свободное от аберраций оказалось менее 40 градусов, что заметно меньше по сравнению с окулярами системы Плессла. Да и со светосильными инструментами с относительным отверстием больше 1:6 он работает хуже. Но зато окуляр Аббе оказался свободен от хроматизма, сферической аберрации, бликов и при этом обеспечивал ортоскопичность по всему полю для выходных зрачков, не превышающих 4 мм.

Ниже приведены три иллюстрации, на которых симулируются аберрации поле зрения окуляров Рамсдена, Плёссла и Аббе:

Аберрации окуляра Рамсдена, звёздное поле

Аберрации ортоскопического окуляра Аббе (Ortho), звёздное поле

В астрономической практике ортоскопические окуляры системы Аббе не получили такого распространения, как симметричные окуляры Плессла. Отчасти это связано с более высокими требованиями к механике окуляра и качеству полировки линз. Да и из-за сравнительно небольшого поля зрения приобретали такие окуляры в первую очередь наблюдатели планет на длиннофокусных телескопах с часовым механизмом. Ведь именно при наблюдении малоконтрастных деталей на дисках планет важно отсутствие бликов и отсутствие линейных искажений. Благодаря этому, ортоскопический окуляр системы Аббе приобрел имидж планетного окуляра, в то время, как окуляр системы Плесла считался универсальным "всеядным" окуляром. Выпускали окуляры-ортоскопики компания Цейс и небольшие японские компании, производство в которых нередко держалось на плечах одного хорошего оптика.

Как известно, сейчас многие компании размещают свои производства в Китае и благодаря этому, оптика стала намного доступнее. Да и просветление линз наносимое в поднебесной, стало намного качественнее. Вот почему большинство любителей старается приобретать недорогие китайские широкоугольные окуляры или окуляры с низкодисперсионными стеклами. На простые четырехлинзовые окуляры многие любители смотрят свысока. И совершенно напрасно. Качество китайских окуляров не всегда стабильно, широкоугольные окуляры, к тому же, демонстрируют пусть и слабые, но все же заметные блики на ярких источниках. Да и дисторсия стала как-то вполне себе разумеющимся явлением. И как бы не старались узкоглазые оптики, качественно изготовленные классические окуляры для наблюдений планет подходят все-таки больше.

Леонид Ткачук

Наверх