Come funziona il binocolo
Il binocolo funziona secondo i principi delle leggi ottiche, proprio sfruttando le proprietà e il comportamento della luce mentre viaggia attraverso diversi mezzi. Analizziamone uno per vedere come funziona il binocolo, quali sono le parti essenziali del binocolo e come funzionano insieme?
Il binocolo è composto da tre parti ottiche per funzionare:
Oculare o oculare: per mettere a fuoco e ingrandire l'immagine virtuale proiettata
Prismi: per correggere l'orientamento dell'immagine – capovolgere l'immagine verticalmente e orizzontalmente
Obiettivo: raccoglie la luce incidente e la concentra nel punto focale, solitamente un sistema di lenti composto da 2 o più lenti per compensare l'aberrazione
Facile spiegazione di come funziona il binocolo
Per comprendere le parti del binocolo e le loro funzioni, è meglio smontare il binocolo e dare un'occhiata all'interno. In questo modo puoi vedere i singoli assemblaggi e farti un'idea migliore di come funziona il binocolo. C'è unsistema ottico e un sistema meccanicoguardare.
Parti ottiche del binocolo
Il binocolo è costituito da tre gruppi ottici che rifrangono e focalizzano la luce per ingrandire un oggetto distante e farlo sembrare più vicino. Questi tre componenti essenziali sono la lente dell'obiettivo, il sistema prisma e l'oculare. Diamo uno sguardo più da vicino a queste parti per comprendere le loro funzioni e come ingrandiscono il binocolo.
Obiettivo
ILobbiettivocon il suo grandelente da collezionesi trova nella parte anteriore o inferiore del binocolo, a seconda di come lo guardi. L'obiettivo della collezione è rivolto all'oggetto di interessecattura la luce.
Più grande èapertura– maggiore è il diametro della lente, maggiore è la capacità di raccolta della luce del binocolo, quindi più luminosa apparirà l'immagine. Per questo motivo, i cacciatori o gli appassionati di osservazione delle stelle scelgono binocoli con lenti di grande diametro. I binocoli compatti e leggeri, ideali per l'escursionismo o per l'uso occasionale, possono avere un'apertura molto più piccola di circa 25 mm. La dimensione dell'apertura è espressa nel secondo numero della classificazione del binocolo, ovvero. 8x42
L'immagine intermedia virtuale creata dalla lente dell'obiettivo è capovolta e specchiata. Per correggere questo problema, all'interno del binocolo vengono utilizzati i prismi.
Il sistema prisma
Senza prismi nel binocolo, l'osservatore vedrebbe un'immagine invertita. I prismi correggono questo problema e aiutano anche a ridurre un po' la lunghezza del binocolo.
ILprismisono realizzati in vetro corona efungono da specchi correttori. Mentre il raggio di luce passa attraverso i prismi, riflessioni multiple capovolgono l'immagine capovolta e invertita proiettata dalla lente dell'obiettivo, in modo che l'osservatore possa vedere un'immagine dall'aspetto normale.
Esistono due tipi principali di prismi utilizzati nei binocoli. Questi sono i prismi di Porro e i diversi modelli di prismi a tetto.
Prismi di Porro
Nei binocoli con prismi di Porro vengono utilizzati due prismi, disposti ad angolo retto tra loro.
I raggi luminosi vengono riflessi dalle superfici interne e invertiti dall'alto verso il basso in un prisma e da sinistra a destra nell'altro prisma.
Il vantaggio dei binocoli con sistema di prismi di Porro è che questi prismi sono molto più facili ed economici da produrre e richiedono poco spazio poiché sono posizionati uno accanto all'altro.
I binocoli con prismi di Porro sono spesso più corti dei binocoli con prismi a tetto.
Prisma del tetto
Questo sistema di prismi è solitamente costituito da due prismi, di cui almeno uno ha la forma di un bordo del tetto.
Un lato del corpo in vetro del prisma deve essere rivestito per compensare lo sfasamento delle diverse lunghezze d'onda e per ridurre le frange di colore, questo rende i prismi a tetto un po' più costosi dei prismi di Porro.
La correzione dell'immagine nei binocoli con prismi a tetto può seguire un percorso del raggio più complesso rispetto a quello di Porro, ma il risultato del capovolgimento dell'immagine capovolta e specchiata dalla lente dell'obiettivo è lo stesso.
I prismi a tetto consentono di realizzare binocoli molto più sottili e compatti. I binocoli con questi prismi sono un po' più stretti ed eleganti rispetto ai modelli con prismi di Porro, ma di solito sono un po' più costosi poiché è necessaria una produzione più elaborata.
Oculari
ILoculari, chiamato ancheoculare, si trovano nella parte anteriore del binocolo e sono le due lenti nelle quali guardiamo direttamente durante l'osservazione.
Le conchiglie oculari (estensioni in gomma sul barilotto oculare) vengono spesso utilizzate per mantenere la corretta distanza tra gli occhi e l'oculare e fornire una certa protezione dalla fastidiosa luce diffusa obliqua.
L'oculare è solitamente costituito da due o più lenti.
Quando il binocolo è messo a fuoco correttamente, consente all'occhio umano di vedere l'immagine proiettata dalla lente dell'obiettivo e dal sistema prisma.
Parti meccaniche del binocolo
Regolazione diottrica
Molte persone non hanno la stessa vista forte in entrambi gli occhi. Per consentire un'osservazione senza fatica attraverso il binocolo, illa diversa vista deve essere compensataquindi entrambi gli occhi possono vedere un'immagine focalizzata.
Di solito, l'oculare destro può essere regolato con precisione per compensare la differenza diottrica regolando la messa a fuoco delle lenti oculari.
Per effettuare la regolazione, chiudere l'occhio destro e mettere a fuoco un oggetto utilizzando l'occhio sinistro (l'oculare senza compensazione diottrica) ruotando la rotella di messa a fuoco centrale finché l'immagine non risulta nitida e chiara. Quindi regolare con precisione la nitidezza sul secondo oculare con l'aiuto della regolazione diottrica.
Rotella di messa a fuoco
Per ottenere un'immagine nitida e chiara quando si osservano oggetti a distanze diverse è sempre necessario regolare la messa a fuoco del binocolo. Ruotando la manopola di messa a fuoco (o la rotella di messa a fuoco) si spingeranno verso l'esterno o verso l'interno gli oculari (o solo una delle lenti dell'oculare) in modo che il punto focale degli oculari converga con il punto focale della lente dell'obiettivo.
Ponte a botte con cerniera
I binocoli sono semplicemente due telescopi montati uno accanto all'altro. Devono puntare esattamente nella stessa direzione per consentire a un osservatore di vedere simultaneamente attraverso di essi. Il ponte a botte regge ilI barilotti del binocolo sono allineati parallelamentetra loro in modo che l'asse ottico sia parallelo (il fascio luminoso ècollimato).
Le cerniere che uniscono il ponte ci consentono di adattare la distanza degli oculari alla distanza degli occhi individuali dello spettatore.
Barile o tubo
Il barilotto è l'alloggiamento che tiene insieme tutte le parti ottiche. L'alloggiamento protegge i componenti ottici e li mantiene in una posizione stabile in modo che non si spostino a causa di urti meccanici o in caso di caduta.
Molti dei migliori binocoli sono dotati di guarnizioni O-ring per impedire l'ingresso di acqua e umidità. In molti modelli di fascia alta, l'interno è riempito anche con gas inerte per garantire l'impermeabilità anche quando si è immersi sott'acqua.
Percorso Di Luce Nel Binocolo Con Prisma Di Porro
Come i prismi invertono l'immagine
L'immagine dell'oggetto visualizzato appare invertita orizzontalmente e verticalmente
Il primo prisma inverte l'immagine verticalmente
Il secondo prisma inverte l'immagine orizzontalmente
Una piccola immagine viene proiettata alla fine della lunghezza focale dell'obiettivo
L'oculare ingrandisce l'immagine e la presenta all'occhio
Come l'immagine viene messa a fuoco
Per presentare allo spettatore un'immagine focalizzata e nitida, il punto focale della lente oculare deve convergere con il punto focale della lente dell'obiettivo.
Come calcolare l'ingrandimento del binocolo
L'ingrandimento del binocolo, chiamato anche "potenza", è un fattore di valutazione importante, che aiuta a decidere sulla destinazione d'uso dello strumento. Indica quante volte un'immagine appare ingrandita se vista con un binocolo rispetto a quando viene vista ad occhio nudo.
Il numero di ingrandimento è il quoziente tra la lunghezza focale dell'obiettivo e la lunghezza focale dell'oculare. Nell'esempio sopra sarebbe240 / 24 = 10
L'ingrandimento del binocolo è espresso nel primo numero della classificazione del binocolo, ad es.8x42
I fattori di ingrandimento più popolari sono 8x e 10x. Con un ingrandimento 10x, gli oggetti distanti 100 metri appaiono come se fossero a 10 metri.
Riepilogo delle parti del binocolo e della loro funzione
Molto interessante come funzionano i binocoli e come sono fondamentalmente messi insieme da una disposizione molto semplice di tre parti ottiche: oculare, prismi e lente dell'obiettivo.
ILObiettivoè la grande lente nella parte anteriore del binocolo, rivolta verso l'oggetto osservato. Il diametro della lente dell'obiettivo è chiamatoapertura.La dimensione dell'obiettivo determina la risoluzione (nitidezza) e la quantità di luce che può essere raccolta. L'immagine catturata dall'obiettivo è specchiata e capovolta.
Prismivengono utilizzati per correggere l'immagine. Quando i raggi luminosi dell'immagine invertita passano attraverso i prismi, si riflettono sulle superfici interne del prisma ed escono come un'immagine normale e dall'aspetto reale. I tipi di prismi sono prismi di Porro e prismi a tetto.
ILOculareo oculare è la parte in cui l'utente guarda. L'immagine che la lente dell'obiettivo ha raccolto e proiettata alla fine della sua lunghezza focale, viene ingrandita dall'oculare e presentata all'occhio dello spettatore.