Различение - деталь
Cтраница 3
Таким образом, оптическая система не может увеличить яркости протяженного объекта и практически всегда несколько уменьшает ее вследствие неизбежных потерь на отражение света от поверхностей линз и поглощение в стекле. Тем не менее, оптическая система может оказаться полезной для улучшения видимости объектов при слабой освещенности. Причина лежит в возможности лучшего различения деталей. Как указывалось в § 91, разрешающая способность глаза ухудшается при малых освещенностях. В ночных условиях, когда освещенность падает до десятитысячных долей люкса, разрешающая способность глаза изменяется примерно от величины в Г до 1, даже если освещенность предмета будет раз в десять больше освещенности фона. В таких условиях увеличение угла зрения, обеспечиваемое трубой, представляет очень большие преимущества для различения контура и крупных деталей объекта, практически неразличимых невооруженным глазом. В этом именно смысле оптические трубы и бинокли оказываются полезными в ночных условиях, что впервые было учтено М В. [31]
Таким образом, оптическая система не может увеличить яркости протяженного объекта и практически всегда несколько уменьшает ее вследствие неизбежных потерь на отражение света от поверхностей линз и поглощение в стекле. Тем не менее, оптическая система может оказаться полезной для улучшения видимости объектов при слабой освещенности. Причина лежит в возможности лучшего различения деталей. Как указывалось в § 91, разрешающая способность глаза ухудшается при малых освещенностях. В ночных условиях, когда освещенность падает до десятитысячных долей люкса, разрешающая способность глаза изменяется примерно от величины в V до 1, далее если освещенность предмета будет раз в десять больше освещенности фона. В таких условиях увеличение угла зрения, обеспечиваемое трубой, представляет очень большие преимущества для различения контура и крупных деталей объекта, практически неразличимых невооруженным глазом. [32]
 |
К понятию разрешающей силы телескопа. ОМ, ON - направления на две близкие звезды, ф - угловое расстояние между звездами, LL - объектив телескопа. Внизу схематическое негативное изображение. [33] |
Если центры этих систем близко расположены ( близкие по направлению звезды) и кольца не очень мелки ( небольшой объектив трубы), то изображения накладываются, давая картину, мало отличающуюся от системы колец, окружающих изображение одиночной звезды. По этой картине установить раздельное положение двух звезд становится невозможно: прибор не способен разделить две столь близкие звезды. Итак, способность оптического прибора к различению деталей ограничена волновой природой света. [34]
В принципе существует также возможность наложения один на другой негатива и позитива, окрашенных по-разному. При этом один из них должен быть более прозрачным, чтобы он мог служить цветной маской. Подобное цветное изображение с маской иногда дает улучшенное различение деталей на отдельных местах, так как при этом может очень резко проявиться эффект барельефного изображения ( см. разд. [35]
Важной характеристикой рентгеновского метода импульсной съемки является пространственная разрешающая способность. В оптике разрешающая способность выражается как количество черных или белых штрихов одинаковой ширины на одном миллиметре. Однако экспериментатора обычно интересует не способность разделения периодических объектов, а способность различения отдельных случайных деталей. [36]
Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы. Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости, увеличивает скорость различения деталей, что сказывается на росте производительности труда. [37]
На ф-ках и з-дах приходится иметь дело с чрезвычайным разнообразием обстановки труда и требований к зрительной работе. Эти правила нормируют наименьшие освещенности для разного рода работ в зависимости от тонкости работы и коэфициента отражения рабочих поверхностей и их деталей. Временные правила подразделяют работы по их тонкости на 4 разряда: 1) тонкая работа, связанная с различением деталей с угловым размером ( отношение наименьшего размера детали к расстоянию ее до глаз) не более 1 / 1 000 или около 3 5; 2) работа, требующая различения деталей с угловым размером более 1 / 1 000; 3) работа, не требующая различения мелких подробностей; 4) работа, не требующая рассматривания близко лежащих поверхностей, если эти поверхности находятся далее 1 5 м от глаз. Самые рабочие поверхности разделяются по их коэфициен-там отражения на 3 группы: 1) с коэф-том отражения менее 20 %, темные; 2) 20 - 50 %, светловатые; 3) более 50 %, светлые. [38]
Поэтому полная теория оптического изображения, а следовательно, и теория оптических инструментов любого типа, должна быть интерференционной теорией. В частности, дифракция световой волны, связанная с ограничением конуса лучей, вырезаемого входным зрачком ( краями линз, зеркал и диафрагм, составляющих оптическую систему), принципиально ведет к нарушению стигматичности изображений. В силу указанных дифракционных явлений идеальной стигматичности быть не может: точка изображается дифракционным кружком, и это обстоятельство ограничивает возможность различения тончайших деталей изображения. Таким образом, вопрос о пределе различимости деталей изображения ( разрешающая сила оптического инструмента) есть вопрос, для решения которого необходимо рассмотреть дифракционные процессы в оптической системе. [39]
На ф-ках и з-дах приходится иметь дело с чрезвычайным разнообразием обстановки труда и требований к зрительной работе. Эти правила нормируют наименьшие освещенности для разного рода работ в зависимости от тонкости работы и коэфициента отражения рабочих поверхностей и их деталей. Временные правила подразделяют работы по их тонкости на 4 разряда: 1) тонкая работа, связанная с различением деталей с угловым размером ( отношение наименьшего размера детали к расстоянию ее до глаз) не более 1 / 1 000 или около 3 5; 2) работа, требующая различения деталей с угловым размером более 1 / 1 000; 3) работа, не требующая различения мелких подробностей; 4) работа, не требующая рассматривания близко лежащих поверхностей, если эти поверхности находятся далее 1 5 м от глаз. Самые рабочие поверхности разделяются по их коэфициен-там отражения на 3 группы: 1) с коэф-том отражения менее 20 %, темные; 2) 20 - 50 %, светловатые; 3) более 50 %, светлые. [40]
Весьма важным показателем качества изображения является его четкость, оцениваемая относительным размером деталей, отчетливо воспринимаемых на изображении. Следует иметь в виду, что одиночные детали и мелкие элементы, расположенные рядом, с небольшим просветом, воспринимаются различным образом. Так, например, возможен случай, когда изолированная деталь воспринимается вполне отчетливо, в то время как две такие же детали, разделенные небольшим промежутком, сливаются в одну. Из этих двух случаев более трудным является случай различения близко расположенных деталей, который в основном и рассматривается в последующем. [41]
При работе со средствами отображения информации от оператора требуется также различение деталей движущихся объектов, которое оценивается порогом динамической остроты зрения. Эта характеристика зависит от скорости движения объекта и его направления. Детали объектов ( символов на экране ЭЛТ) лучше различаются при перемещении справа налево и снизу вверх, чем при перемещениях в противоположных направлениях. Длительность наблюдения объектов в фиксированной позиции, необходимая для различения деталей, зависит от скорости движения объектов, уровня их освещенности и контрастности. [42]
Несомненно, что такая система является одним из лучших решений задачи об ориентировке в окружающем пространстве. Посмотрим теперь, какие ограничения накладывают на орган зрения свойства оптической системы, в которую превратился внутренний глаз животных. Одним из главных недостатков каждой оптической системы является хроматическая аберрация, состоящая в том, что излучения различных длин волн, входящих в состав падающего потока, преломляются по-разному и образуют не одно, а множество не вполне совпадающих изображений каждого предмета. Накладывало друг на друга, эти изображения создают на светочувствительном слое нерезкую картину, которая не позволяет достичь предельного различения деталей. Все это скажется сильно только в том случае, если глаз будет чувствителен в широком участке спектра. Если же чувствительность приемных элементов будет сосредоточена в достаточно узком интервале длин волн, то влияние хроматической аберрации должно оказаться малосущественным. Так на самом деле и происходит. С этой точки зрения и следует расценивать тот факт, что интервал длин волн воспринимаемых глазом излучений не охватывает и одной октавы, в то время как ухо воспринимает звуки, длины волн которых заполняют широкий интервал, охватывающий примерно 10 октав. [43]
Изображение, даваемое любой оптической системой, есть результат интерференции, ибо все законы лучевой оптики ( прямолинейное распространение, преломление, отражение) суть, в конечном счете, законы, вытекающие из взаимной интерференции различных частей световой волны. Поэтому полная теория оптического изображения, а следовательно, и теория оптических инструментов любого типа, должна быть интерференционной теорией. В частности, дифракция световой волны, связанная с ограничением конуса лучей, вырезаемого входным зрачком ( краями линз, зеркал и диафрагм, составляющих оптическую систему), принципиально ведет к нарушению стигматичности изображений. В силу указанных дифракционных явлений идеальной стигматичности быть не может: точка изображается дифракционным кружком, и это обстоятельство ограничивает возможность различения тончайших деталей изображения. Таким образом, вопрос о пределе различимости деталей изображения ( разрешающая сила оптического инструмента) есть вопрос, для решения которого необходимо рассмотреть дифракционные процессы в оптической системе. [44]
Первая оптическая работа Ломоносова 1741 г. решает задачу о сгущении световых лучей. Позволительно предполагать, что, возвращаясь к возможностям, связанным со сгущением лучей, Ломоносов пришел к мысли применить сгущение для увеличения эффективности зрительной трубы в ночных условиях. Ночные наблюдения с трубами, имевшимися в собрании Физического кабинета и Астрономической обсерватории, несомненно, убедили Ломоносова в том, что через инструмент предметы различаются много лучше, чем без него. Кроме того, следует предположить, что, производя ночные наблюдения через различные трубы, Ломоносов заметил, что некоторые из них более эффективны в смысле различения деталей, чем другие. [45]
Страницы: 1 2 3 4