Ống nhòm hoạt động như thế nào – Các bộ phận của ống nhòm và chức năng của chúng

Ống nhòm hoạt động như thế nào

Ống nhòm hoạt động dựa trên các nguyên tắc định luật quang học, chính xác bằng cách tận dụng các đặc tính và hành vi của ánh sáng khi nó truyền qua các môi trường khác nhau. Chúng ta hãy tách rời nhau ra để xem ống nhòm hoạt động như thế nào, các bộ phận thiết yếu của ống nhòm là gì và chúng phối hợp với nhau như thế nào?

Ống nhòm bao gồm ba bộ phận quang học để hoạt động:

Thị kính hoặc thị kính: để lấy nét và phóng to ảnh ảo được chiếu

Lăng kính: để sửa hướng hình ảnh – lật hình ảnh theo chiều dọc và chiều ngang

Ống kính khách quan: thu thập ánh sáng tới và tập trung vào tiêu điểm, thường là hệ thống thấu kính gồm 2 thấu kính trở lên để bù quang sai

Giải thích dễ dàng về cách hoạt động của ống nhòm

Để hiểu các bộ phận của ống nhòm và chức năng của chúng, tốt nhất bạn nên tháo ống nhòm ra và nhìn vào bên trong. Bằng cách đó, bạn có thể xem các bộ phận riêng lẻ và hiểu rõ hơn về cách hoạt động của ống nhòm. Đây là mộthệ thống quang học và hệ thống cơ họcnhìn.

Bộ phận quang học của ống nhòm

Ống nhòm bao gồm ba cụm quang học khúc xạ và tập trung ánh sáng để phóng to một vật thể ở xa và làm cho nó có vẻ gần hơn. Ba thành phần thiết yếu này là thấu kính vật kính, hệ thống lăng kính và thị kính. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các bộ phận này để hiểu chức năng của chúng và cách phóng đại của ống nhòm.

Ống kính khách quan

Cáckhách quanvới kích thước lớn của nóống kính sưu tậpnằm ở đầu trước hoặc đầu dưới của ống nhòm, tùy thuộc vào cách bạn nhìn vào nó. Ống kính sưu tập nhắm vào đối tượng quan tâm, nónắm bắt ánh sáng.

càng lớn thìmiệng vỏ– Đường kính của thấu kính thì khả năng thu ánh sáng của ống nhòm càng lớn thì hình ảnh sẽ càng sáng. Vì lý do này, những người đi săn hoặc những người đam mê ngắm sao chọn ống nhòm có đường kính thấu kính lớn. Ống nhòm nhỏ gọn nhẹ rất lý tưởng cho việc đi bộ đường dài hoặc sử dụng không thường xuyên có thể có khẩu độ nhỏ hơn nhiều khoảng 25 mm. Kích thước của khẩu độ được biểu thị bằng số thứ hai của xếp hạng ống nhòm, tức là. 8x42

Hình ảnh trung gian ảo do thấu kính vật kính tạo ra bị lộn ngược và được phản chiếu. Để khắc phục điều này, lăng kính được sử dụng bên trong ống nhòm.

Hệ thống lăng kính

Nếu không có lăng kính trong ống nhòm, người quan sát sẽ nhìn thấy một hình ảnh ngược lại. Lăng kính khắc phục điều này và chúng cũng giúp giảm phần nào chiều dài của ống nhòm.

Cáclăng kínhđược làm bằng thủy tinh vương miện vàđóng vai trò như những tấm gương chỉnh sửa. Khi chùm ánh sáng đi qua lăng kính, nhiều phản xạ sẽ làm đảo ngược hình ảnh được chiếu bởi thấu kính vật kính, do đó người quan sát có thể nhìn thấy một hình ảnh bình thường.

Có hai loại lăng kính chính được sử dụng trong ống nhòm. Đây là lăng kính Porro và các thiết kế lăng kính mái khác nhau.

Lăng kính Porro

Có hai lăng kính được sử dụng trong ống nhòm lăng kính Porro, chúng được đặt vuông góc với nhau.

Các tia sáng bị phản xạ bởi các bề mặt bên trong và bị đảo ngược từ trên xuống dưới trong một lăng kính và từ trái sang phải trong lăng kính kia.

Ưu điểm của ống nhòm có hệ thống lăng kính Porro là những lăng kính này chế tạo dễ dàng và rẻ hơn nhiều và cần ít không gian khi chúng được lắp đặt cạnh nhau.

Ống nhòm lăng kính porro thường có kết cấu ngắn hơn ống nhòm lăng kính mái.

lăng kính mái

Hệ thống lăng kính này thường bao gồm hai lăng kính, trong đó ít nhất một lăng kính có hình dạng như một mái nhà.

Một mặt của thân kính nguyên thủy phải được phủ để bù cho sự dịch pha của các bước sóng khác nhau và để giảm viền màu, điều này làm cho lăng kính mái đắt hơn một chút so với lăng kính Porro.

Việc chỉnh sửa hình ảnh trong ống nhòm lăng kính mái có thể đi theo đường truyền chùm tia phức tạp hơn so với ống nhòm của Porro, nhưng kết quả của việc lật ngược hình ảnh lộn ngược và phản chiếu từ vật kính là như nhau.

Lăng kính mái cho phép ống nhòm được chế tạo mỏng hơn, nhỏ gọn hơn nhiều. Ống nhòm có lăng kính này hẹp hơn và thanh lịch hơn một chút so với các mẫu có lăng kính Porro nhưng thường đắt hơn một chút do yêu cầu sản xuất phức tạp hơn.

Thị kính

Cácthị kính, còn được gọi làmắt, nằm ở phía trước ống nhòm và là hai thấu kính mà chúng ta nhìn thẳng vào trong quá trình quan sát.

Miếng đệm mắt (phần mở rộng bằng cao su trên vành mắt) thường được sử dụng để giữ khoảng cách chính xác giữa mắt với thị kính và cung cấp một số biện pháp bảo vệ khỏi ánh sáng đi lạc xiên gây nhiễu.

Thị kính thường bao gồm hai hoặc nhiều thấu kính.

Khi ống nhòm được lấy nét chính xác, nó cho phép mắt người nhìn thấy hình ảnh được chiếu bởi thấu kính vật kính và hệ thống lăng kính.

Bộ phận cơ khí của ống nhòm

Điều chỉnh diop

Nhiều người không có thị lực mạnh như nhau ở cả hai mắt. Để cho phép quan sát không mệt mỏi qua ống nhòm,thị lực khác nhau phải được bù đắpđể cả hai mắt có thể nhìn thấy một hình ảnh tập trung.

Thông thường, thị kính bên phải có thể được tinh chỉnh để bù đắp sự chênh lệch khúc xạ bằng cách điều chỉnh tiêu điểm của thấu kính thị kính.

Để điều chỉnh, hãy nhắm mắt phải của bạn lại và lấy nét vào một vật thể bằng mắt trái (thị kính không bù diopter) bằng cách xoay Bánh xe Lấy nét Trung tâm cho đến khi hình ảnh sắc nét và rõ ràng. Sau đó, tinh chỉnh độ sắc nét trên thị kính thứ hai với sự trợ giúp của Điều chỉnh Diopter.

Bánh xe tiêu điểm

Để có được hình ảnh sắc nét và rõ ràng khi quan sát các vật thể ở những khoảng cách khác nhau, việc điều chỉnh tiêu cự của ống nhòm luôn là điều cần thiết. Xoay núm lấy nét (hoặc bánh xe lấy nét) sẽ đẩy thị kính ra hoặc kéo vào (hoặc chỉ một trong các thấu kính thị kính) để tiêu điểm của thị kính hội tụ với tiêu điểm của thấu kính vật kính.

Cầu thùng có bản lề

Ống nhòm đơn giản là hai kính thiên văn được gắn cạnh nhau. Chúng cần phải chỉ chính xác theo cùng một hướng để cho phép người quan sát có thể nhìn xuyên qua chúng cùng một lúc. Cầu thùng giữống nhòm thẳng hàng song songvới nhau nên trục quang song song (chùm tia sángchuẩn trực).

Bản lề nối với cầu cho phép chúng ta điều chỉnh khoảng cách của thị kính với khoảng cách mắt của từng người xem.

thùng hoặc ống

Thùng là vỏ giữ tất cả các bộ phận quang học lại với nhau. Vỏ bảo vệ các bộ phận quang học và giữ chúng ở vị trí ổn định để chúng không bị dịch chuyển do va đập cơ học hoặc khi bị rơi.

Nhiều ống nhòm tốt hơn có vòng đệm chữ O để giữ nước và hơi ẩm. Ở nhiều mẫu xe giá cao, bên trong còn được lấp đầy khí trơ để đảm bảo khả năng chống nước ngay cả khi chìm dưới nước.

Đường đi của ánh sáng trong ống nhòm lăng kính Porro

Lăng kính đảo ngược hình ảnh như thế nào

Hình ảnh từ Đối tượng được xem xuất hiện theo chiều ngang và chiều dọc

Lăng kính thứ nhất đảo ngược hình ảnh theo chiều dọc

Lăng kính thứ hai đảo ngược hình ảnh theo chiều ngang

Một ảnh nhỏ được chiếu ở cuối tiêu cự của vật kính

Thị kính phóng to hình ảnh và hiển thị nó cho mắt

Làm thế nào hình ảnh được lấy nét

Để hiển thị hình ảnh tập trung và sắc nét cho người xem, tiêu điểm của thấu kính thị kính phải hội tụ với tiêu điểm của thấu kính vật kính.

Cách tính độ phóng đại của ống nhòm

Độ phóng đại của ống nhòm còn được gọi là "công suất", là một yếu tố đánh giá quan trọng, giúp quyết định mục đích sử dụng của thiết bị. Nó cho biết hình ảnh được phóng đại bao nhiêu lần khi nhìn qua ống nhòm so với khi nhìn bằng mắt thường.

Số phóng đại là tỉ số giữa tiêu cự của thấu kính và tiêu cự của thị kính. Trong ví dụ trên nó sẽ là240 / 24 = 10

Độ phóng đại của ống nhòm được biểu thị bằng số đầu tiên của xếp hạng ống nhòm tức là.8x42

Hệ số phóng đại phổ biến nhất là 8x và 10x. Ở độ phóng đại 10 lần, các vật thể ở cách xa 100 mét trông như thể chúng ở cách xa 10 mét.

Tóm Tắt Các Bộ Phận Của Ống Nhòm Và Chức Năng Của Chúng

Thật thú vị về cách hoạt động của ống nhòm và cách chúng được lắp ráp cơ bản với nhau từ sự sắp xếp rất đơn giản gồm ba bộ phận quang học: Thị kính, Lăng kính và Thấu kính Vật kính.

CácVật kínhlà thấu kính lớn ở đầu trước của ống nhòm, nó hướng vào vật thể được quan sát. Đường kính của vật kính gọi làmiệng vỏ.Kích thước của ống kính xác định độ phân giải (độ sắc nét) và lượng ánh sáng có thể thu được. Hình ảnh được chụp từ vật kính được phản chiếu và lộn ngược.

Lăng kínhđược sử dụng để sửa hình ảnh. Khi các tia sáng của ảnh ngược chiều truyền qua lăng kính, chúng phản xạ khỏi bề mặt bên trong của lăng kính và thoát ra như một ảnh bình thường, như thật. Các loại lăng kính là lăng kính Porro và lăng kính mái.

CácThị kínhhoặc mắt là phần mà người dùng nhìn vào. Hình ảnh mà vật kính thu được và chiếu ở cuối tiêu cự của nó, được thị kính phóng to và hiển thị trước mắt người xem.