Как измерить фокусное расстояние объектива?

Народ, помню, где-то видел такой топик, но не смог найти... images/smiles/icon_sad.gif

Достался рефрактор без опознавательных знаков - хотелось бы замерить поточнее... В "домашних" условиях images/smiles/icon_smile.gif

[Jawad]

Самый простой способ - по Солнцу (использовать объектив, как "выжигательное стекло"). Безопаснее - по Луне (чем "полнее", тем лучше): поставить за объективом лист белой бумаги и отодвигать до тех пор, пока на нем не получится достаточно четкое изображение Луны. Соответственно расстояние от объектива до листа бумаги и будет приблизительно равно фокусному рассстоянию.
Наиболее точный способ, конечно, это коллиматором, но его вряд ли можно найти дома images/smiles/icon_wink.gif
Можно попробовать и по лампочке: сфокусировать изображение нити накала опять-таки на листе бумаги. Зная расстояние от нити до объектива и от объектива до изображения можно вычислить фокусное расстояние. Если эти расстояния получились равными, то фокусное расстояние будет равно половине любого из них images/smiles/icon_wink.gif

[Ernest]

Измерение фокуса по расстоянию от линзы до резкого изображения Луны/Солнца дает не очень точное значение (неизвестно положение задней главной плоскости объектива). Скажем метод совсем не подходит для относительно "толстых" фотообъективов и прочих многолинзовых и многозеркальных объективов.

Для более-менее точного измерения фокусного расстояния следует использовать метод измерения увеличения. Наводите инструмент на какой-то относительно мало удаленный небольшой объект (ну скажем, расположенный на расстоянии около 10-20 фокусов). Теперь измеряете следующие величины: a - расстояние от объектива до предмета (рулеткой), y - размер предмета (линейкой), y' - размер изображения в месте его максимальной резкости (окулярным микрометром, окуляром с измерительной сеткой/шкалой, просто штангенциркулем без окуляра при проектировании изображения на кальку). И вычисляете фокальное расстояние:

f' = a/(1+y/y') <исправлено>

Предмет и расстояние до него должны подбираться так, чтобы размер изображения должен быть не очень большим, чтобы еще не началась сказываться дисторсия.

При проектировании на кальку предмет должен быть достаточно ярко освещен (светящимся).

[ 18-06-2003, 15:43: Сообщение отредактировано: Ernest ]

А вот интересно, зачем нужно знать "точное" фокусное расстояние объектива?

Для практики вполне достаточно измерить линейкой расстояние от объектива до окулярной части. Допустим, для измеренной величины фокуса подобрали окуляр для достижения увеличения х100. Из-за ошибки фокусного расстояния получим реально х101,4. И что от этого изменится?

Зачем возиться, если только это не чисто академический интерес к методике определения фокусного расстояния.

Метод измерения увеличения можно применить и по Солнцу - к примеру, для Ф=1м диаметр изображения Солнца в фокусе будет 10мм, для Ф=600мм - 6мм и т.д...

Спасибо всем за ответы.

"Поточнее" хотелось из-за стремления определить чьим "клоном" является данный инструмент из представленных на местном рынке. Чтобы косвенно судить о его происхождении и качестве (небо закрыто "марлей" уже несколько недель и неизвестно, когда все это разлетится).

А действительно, для целей примерного определения увеличения/ подбора дополнительных окуляров, можно ли скажем при известном фокусном расстоянии окуляра навести телескоп по звезде на резкость, а потом рассчитать фокус. расст. объектива?

[Serge Chuprakov]

<blockquote>Цитата:<hr />Автор - Ernest:
...И вычисляете фокальное расстояние:

f' = a/(1+y'/y)

Предмет и расстояние до него должны подбираться так, чтобы размер изображения должен быть не очень большим, чтобы еще не началась сказываться дисторсия.

При проектировании на кальку предмет должен быть достаточно ярко освещен (светящимся).<hr /></blockquote>Не в тему... А у меня в столе вот штук пять, наверное, микрометрических окуляров валяется. И все новые-c... И никому-то кроме меня они здесь не нужны-с........ images/smiles/icon_sad.gif

[Ernest]

> А вот интересно, зачем нужно знать "точное" фокусное расстояние объектива?

Разные резоны. Например, для идентификации, для проверки точности сборки/изготовления, при использовании в измерительных целях и т.д.

Однако выше речь шла не столько о "точном", сколько просто о адекватном измерении фокусного расстояния - для последующего подбора окуляров и т.п.

> Для практики вполне достаточно измерить линейкой расстояние от объектива до окулярной части.

Если объектив простейший дублет или вогнутое зеркало - достаточно. А ведь часто приходится иметь дело с чуть более сложными объективами. Двухзеркальными, многолинзовыми. Куда Вы приложите линейку при измерении фокусного расстояния объективов подобных ТАИР-у, Юпитеру, Кассегрену?

> Допустим, для измеренной величины фокуса подобрали окуляр для достижения увеличения х100. Из-за ошибки фокусного расстояния получим реально х101,4. И что от этого изменится?

При измерении расстояния между компонентами кратных звезд получим систематическую ошибку. Однако речь шла о другом, см. выше.

> Метод измерения увеличения можно применить и по Солнцу - к примеру, для Ф=1м диаметр изображения Солнца в фокусе будет 10мм, для Ф=600мм - 6мм и т.д...

Совершенно верно - это разновидность метода измерения увеличения.

f' = 60*180*y'/(п*ф), где

ф - угловой в минутах размер объекта наблюдения (не обязательно Солнце, может быть Луна, пара звезд)
п - 3.1415926...
y'- размер в мм изображения объекта в фокальной плоскости (измеренный при помощи того-же окулярного измерителя)

> А у меня в столе вот штук пять, наверное, микрометрических окуляров валяется

Что-ж добру пропадать! Какие характеристики? Я-бы претендовал на один. Каковы Ваши условия?

[ 04-06-2003, 10:45: Сообщение отредактировано: Ernest ]

<blockquote>Цитата:<hr />Автор - Ernest:
И вычисляете фокальное расстояние:

f' = a/(1+y'/y)<hr /></blockquote>Мучился мучился с "освещенным предметом"... images/smiles/icon_biggrin.gif Наконец сделал замеры (по двум точкам два раза) и пересчитал по формуле - да вот несуразица какая-то поучается images/smiles/icon_confused.gif Зато, если в формуле поменять местами y и y', то все вроде выглядит "прилично":

a=7349мм
y=53,5мм
y'=8мм

если f'=a/(1+y/y')то это ~955мм

вполне похоже на 1/10 рефрактор.

Так в чем же дело? Ошибка формулы или эксперимента (недостаточно удаленный предмет)?

[ 18-06-2003, 11:15: Сообщение отредактировано: ML ]

[Jaws]

Для толстых обективов лучше мерить так -

решим систему:

1. L= l + d , где L расстояние от предмета до его изображения, измеряется непосредственно. l - расстояние от предмета до главной плоскости объектива, d - до изображения

2. d/l = x/X - X размер предмета, х - его изображения. Так же узнаём ручками.

Далее найдя d и l вычисляем f по формуле 1/f=1/d+1/l;

Например: L=3000 мм; x/X = 0.5

l=2*d;
2*d+d=3000;

d=1000; l=2000;

f=1/(0.001+0.0005)=667 мм

[ 18-06-2003, 13:30: Сообщение отредактировано: Jaws ]

[Jaws]

Serge Chuprakov

А что за окуляры, почем?

[Ernest]

>> И вычисляете фокальное расстояние: f' = a/(1+y'/y)

>пересчитал по формуле - да вот несуразица какая-то поучается images/smiles/icon_confused.gif Зато, если в формуле поменять местами y и y', то все вроде выглядит "прилично"

Дико извиняюсь, Вы, конечно, правы правильная формула f' = a/(1+y/y')

(оригинальное свое сообщение я тоже поправлю - дабы не вводить во искушение прочих читателей)

[Ernest]

> Для толстых обективов лучше мерить так... Далее найдя d и l вычисляем f по формуле 1/f=1/d+1/l

Это верно только для тонких объективов. В "толстом" главные плоскости не совпадают, то есть L = l + d + h, где h - расстояние между главными плоскостями объектива.

[Jaws]

Так "работает" одна плоскость, втораая в обратном направлении. Или я путаю? images/smiles/icon_smile.gif

l и d измеряються от одной плоскости. Иначе нет смысла в выражении l/d=x/X (в любой форме).

[ 18-06-2003, 17:03: Сообщение отредактировано: Jaws ]

[Ernest]

> l и d измеряються от одной плоскости. Иначе нет смысла в выражении l/d=x/X (в любой форме).

Смысл есть, а l и d измеряются от разных плоскостей - так называемой передней и задней главных плоскостей, которые совпадают только в бесконечно тонких линзах.

[Jaws]

Да, вы правы, не все так просто.