Дуран 2-р хэсэг

Энэ удаагийн нийтлэлээр линзээр биш толиор гэрэл цуглуулж дүрс үүсгэдэг ойлгогч дурангийн төрлүүдийн тухай бичиж байна. Энэ нийтлэлийг уншихаасаа өмнө дурангийн ажиллах зарчим болон хугалагч дурангийн тухай бичсэн өмнөх нийтлэлийг эндээс сонирхоорой.

2) Ойлгогч дуран (рефлектор)

Хүнхэр гадаргуутай толь нь линзний адил гэрлийг цуглуулдаг юм байна гэдгийг бүүр Чингис хааныг мэндлэхээс ч өмнө зарим хүмүүс олж мэдсэн байдаг. Гэхдээ ийм толийг ашиглаж дуран хийх санааг нилээн хожим 17-р зууны эхэн үе хүртэл олж гаргаагүй байсан юм. Энгийн ойлгогч дурангийн загвар нь ийм байна:

Ньютоны ойлгогч дуран

Ньютоны ойлгогч дуран

Дээрх зурган дээр үзүүлж байгаачлан тэнгэрийн эрхэсээс ирэх гэрэл эхлээд  (1) гол хүнхэр толинд ойгоод дараа нь (2) жижиг хавтгай 2дагч толинд хажуу тийшээ ойж дурангийн гадна дүрсээ үүсгээд окулярлуу явж байна. Хавтгай толийг ашиглахгүйгээр зөвхөн хүнхэр толийг дангаар нь ашиглана гэхээр дурангаар харах гэж байгаа хүн та өөрөө толиныхоо өөдөөс харах хэрэгтэй болж, том толгойгоороо түүн дээр очих хамаг гэрлийг нь халхлаад дуусна. Тиймээс жижиг хавтгай толь ашиглаад гол толины үүсгэж буй дүрсийг дурангийн гадна талд гаргаж байгаа юм. Мэдээж 2дагч толийг тэнд байрлуулах нь гол толинд очих гэрлийн жаахан хэсгийг халхалж дүрсний ялгаралд нөлөөлнө, гэхдээ толгойгоороо халхалсанаас хамаагүй дээр.

Ийм загварын дуранг Ньютоны ойлгогч дуран гэж нэрлэж заншсан. Та бүхний мэдэх алдарт физикч Ньютон үнэхээр 1668 онд ийм жижиг дуранг мөнгөөр бүрсэн хүнхэр толь ашиглаж бүтээсэн юм. Түүнийг анх ийм дуран зохион бүтээсэн гэж нэг хэсэг үздэг байсан боловч түүнээс хэдэн жилийн өмнө өөр 2 ч хүн адилхан загварын дуран бүтээсэн гэдгийг бид одоо мэдэж байгаа. За энэ түүх мүүхийн юм яахав гол юмандаа ороё.

Ньютоны 17-р зуунд хийсэн дурангийн дуйраймал.

Ньютоны 17-р зуунд хийсэн дурангийн дуйраймал.

Линзний оронд ингэж толийг ашиглахын нэг том давуу тал нь ийм ойлгогч дуранд хроматик абераци гэж байхгүй. Яагаад тэр вэ? гэрэл нь өөр өөр орчин бүрт өөр өөр байдлаар хугарах ба үүнийг физикт хугарлын индекс гэж зүйлээр хэмжинэ. Агаар, усны хугарлын индекс, өөр өөр төрлийн шилний хугарлын индекс бүгд өөр. Ер нь энгийн бөмбөлөг хэлбэртэй дан линз яагаад заавал хроматик аберацитай байдаг вэ гэхээр ердөөсөө л гэрэл агаарт явж байгаад фокуслагдах замдаа заавал тэр линзээр нэвтэрч байгаагаас үүдэлтэй. Өөрөөр хэлбэл нэг хугарлын индекстэй орчноос өөр хугарлын индекстэй орчинруу муруй гадрагаар дамжин ороод л яг л призм цагаан гэрлийг задалдаг шиг өнгө өнгөөрөө задраад өөр өөр чиглэлрүү яваад эхэлж байгаа юм. Харин толиор гэрлийг хугалхад гэрэл толиор нэвтрэхгүй шууд ойгоод явна, тиймээс өөр өөр өнгийн гэрэл өөр өөр чигрүү ойно гэсэн юм байхгүй, тиймээс толиор гэрэл цуглуулхад хроматик абераци үүсэхгүй юм.

Гэхдээ нөгөө талаас ойлгогч дуранд гол тольныхоо хэлбэрийг анхаарахгүй бол асуудалтай. Жишээ нь хэрвээ гол толио бөмбөлөг гадаргуутай хийвэл тольны төв хэсэг болон захад ойсон гэрлийн цацрагууд нэг цэг дээр цугларахгүй өөр өөр цэг дээр цугларна:

Бөмбөлөг болон парабол хэлбэртэй хүнхэр толинуудын ялгаа

Бөмбөлөг (зүүн) болон парабол (баруун) хэлбэртэй хүнхэр тольнуудын ялгаа

Тэхээр нэг ёсондоо хэзээ ч нэг хавтгай дээр дүрс үүсгэгдэхгүй бөгөөд та их хэмжээний ийм алдаатай толиор үүсгэгдсэн дүрсийг ямар ч окуляраар харсан танд хурц зураг харагдахгүй. Энэ үзэгдлийг бөмбөлгөн абераци гэнэ (дашрамд линз ч гэсэн ийм аберацитай байж болно). Үүнийг засах нэг шийдэл нь толиныхоо хэлбэрийг энгийн бөмбөлгөн бус парабол хэлбэртэй болгох юм. Ингэж хийх нь энгийн бөмбөлгөн толь хийхээс хамаагүй их ажиллагаатай боловч парабол толины үүсгэсэн дүрс нь төв хэсгээрээ бараг хавтгай байна.

Хугалагч дуран болон энэ Ньютоны ойлгогч дурангийн загварыг харж байхад хүн ер нь урт фокусын зайтай (өндөр фокальны харьцаатай) том дуран хийе гэвэл маш нүсэр том хэмжээтэй болно гэсэн үг. Жишээ нь та 200мм-ийн диаметер бүхий гэрэл цуглуулах линзтэй 2000мм-ийн фокусын зайтай (ф/10) дуран хийе гэвэл ойлгогч дурангийн урт нь дор хаяж 2метр болно. Яахав том хавтгай толинуудыг ашиглаад гэрлийг нь олон дахин хугалах замаар авсаархан болгож болох боловч гэрэл линзээр нэвтэрж эсвэл толинд ойх болгондоо ирчээ алдаж хамгийн сүүлд таны окуляраар харах зураг маань хамаагүй бүдгэрнэ. Ньютоны загвараар ийм дуран хийе гэхэд яахав 2дагч толийг нь гол тольруугаа ойртуулж нь дурангийн уртыг багасгаж болно. Гэвч ойртуулах тусам 2дагч толио томосгох шаарлагтай болно, эс бөгөөс гол толиныхоо ирүүлж буй гэрлийн зарим хэсгийг алдана. 2дагч толио ойртуулаад бас томосгоно гэхээр гол толио ихээр халхалж бүдэг дүрс үүсгэнэ. Тэгвэл яаж 200мм ф/10 дуранг ердөө 30см-ийн урттайгаар хийх вэ?

Урт фокусын зайтай дуранг авсаарханаар хийх загварыг 17-р зууны адагт Кассегрен гэж лам хүн олж нээсэн юм. Түүний загвар нь Ньютоны загварын адил 2 тольноос бүрдэнэ гэхдээ арай өөр:

Кассегрений загвар

Кассегрений загвар

Тэнгэрийн эрхсээс ирэх гэрэл дундаа нүхтэй хүнхэр гол толинд эхэлж ойгоод, дараа нь жижиг гүдгэр 2дагч толинд ойж тэгээд гол толины дундах нүхээр гарж дурангийн ард фокуслагдана. Бага фокальны харьцаа бүхий 2 толийг ашиглаад маш урт фокусын зайтай дуранг маш авсаарханаар хийх боломжтой болгож байгаа юм. Өнөөдөр дэлхий дээр байгаа мэргэжлийн түвшиний том том дурангуудын дийлэнх олонх ийм загвартай, жишээ нь сансарын хаббл дуран, дэлхийн хамгийн том хос Кекийн дурангууд гэх мэт бүгдээрээ ийм үндсэн загвартай. Ойлгогч дуран объективийн төрөл загвараас хамаараад янз янз байдгийн адил Ньютоны болон Кассегрений ойлгогч дурангууд мөн тольнуудын гадрагын өөр өөр хэлбэрүүдээс (янз янзын бөмбөрцгөн, парабол, эллипс, гипербол гэх мэт) хамаараад бас олон янзынх байна.

Мэдээж ямар ч дурангийн төгс загвар гэж байхгүй бөгөөд ийм толин дурангуудад ч асуудлууд олон бий. Дээр дурьдсан бөмбөлгөн аберациас гадна кома, астигматизм гэх мэт зөндөө бий. Ийм дан толин дурангуудын хамгийн том дутагдал нь хичнээн хоёр толиныхоо гадрагыг яаж ч өөрчилсөн олон алдааг нэгэн зэрэг засах боломжгүйд оршино. Тиймээс хүмүүс линз болон толийн аль алиныг ашиглаад олон янзын оптик алдаанууд сайн хэмжээнд засагдсан хирнээ маш авсаархан дурангийн загварыг олж нээсэн юм.

3) Холимог Дуран

Холимог дуран гэхээрээ ихэнх тохиолдолд Ньютоны болон Кассегрений загвар дээр линзэн элэментүүдийг байрлуулж оптик алдаануудыг өндөр түвшинд зассан дурангуудыг хэлнэ. Гол санаа нь гэхээр жишээ нь бөмбөлгөн хэлбэртэй Кассегрен дурангийн 2 толь нийлээд +Х хэмжээний (зүгээр төсөөлөөд нэг хувьсахаар дүрсэлж байгаа хэрэг) гэсэн алдаа  гаргадаг бол, ойролцоогоор -Х хэмжээний алдаа гаргадаг линзийг энэ 2 тольтой хамт ашиглавал нийлбэр дүндээ эдгээрийн алдаанууд нь хоорондоо хасагдаад маш бага болно. Жишээ нь маш нийтлэг ийм загвар гэвэл:

Шмит-Кассегрений загвар (зүсэж харуулсан нь)

Шмит-Кассегрений загвар (зүсэж харуулсан нь)

Дээрх зүсэж харуулсан зураг нь Шмит-Кассегрений загвар юм. Жирийн Кассегрений загвараас зөвхөн тэр урдах линзээр ялгагдаж байгааг анзаараарай. Өөрөөр хэлбэл гэрэл гол толинд очихоосоо өмнө энэ линзээр дайрж гарж байна гэсэн үг. Энэ линзийг Шмитийн засагч “хавтгай” (нилээн хавтгай хэлбэртэй линз болхоор) гэх ба энэ линзний гаргасан алдаа нь гол болон 2дагч тольнуудын нийлбэр алдаатай утгаараа тун ойролцоо тул нийт дурангийн алдаа маань бага байна. Миний нөгөө засаж ажилд оруулах гээд байгаа хүрэл тогоот дахь дуран нь мөн ийм загварын 400мм ф/10 Шмит-Кассегрений дуран юм.

Нөгөө засаж ажилд оруулах гээд байгаа хүрэл тогоот дахь 40см-ийн дуран. АНУ-ын Мид фирмийн Шмит-Кассегрен загвар.

Нөгөө засаж ажилд оруулах гээд байгаа хүрэл тогоот дахь 40см-ийн дуран. АНУ-ын Мид фирмийн Шмит-Кассегрен загвар.

Дээрх загвар бол зөвхөн нэг жишээ, үүнээс гадна Максутов-Кассегрен, Клевцов-Кассегрен, Аргунов-Кассегрен, Даль-Киркам-Кассегрен, Грегорий-Кассегрен гэх мэт маш олон янзын хувилбар байгаа. Зарим нь дурангийнхаа урд дээрх загвар шиг засагч линз тавьдаг бол зарим нь тийм том линзгүй зөвхөн 2дагч тольных нь урд нь жижиг линз тавьж засна.

Кассегрений суурь загвараас гадна Ньютоны загварыг ч гэсэн ийм байдлаар зассан холимог загварууд бий. Жишээ нь Шмит-Ньютоны загвар нь дээрхтэй төстэй байдлаар Ньютоны загварын гол толины урд нь тийм засагч хавтгай байрлуулсан байна.

За ингээд эхний 2 нийтлэлээр дурангийн төрлүүд болон тэдгээрийн ажиллах зарчимуудын тухай ерөнхий ойлголттой болсон гэж найдаж байна. Дараагийн нийтлэлээр яг одонорон сонирхогч хүнд аль нь тохирох, аль нь ямар ямар давуу болон сул талуудтай талаар бичих болно.

Advertisements

5 comments

  1. Thanks admin am glad you’re coming back.

  2. Ene taamaglal her bodit ve?

    1. бичлэг тань болохгүй байна

  3. Youtube deer iim negen bichleg baina:
    Earth is not revolving around the Sun — The way you think! by Nassim Haramein

Хариулт үлдээх

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Өөрчлөх )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Өөрчлөх )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Өөрчлөх )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Өөрчлөх )

Connecting to %s

%d bloggers like this: