Como funcionam os binóculos
Os binóculos funcionam segundo os princípios das leis ópticas, precisamente aproveitando as propriedades e o comportamento da luz à medida que ela viaja através de diferentes meios. Vamos desmontar um para ver como funcionam os binóculos, quais são as partes essenciais dos binóculos e como funcionam juntas.
Os binóculos consistem em três partes ópticas para funcionar:
Ocular ou ocular: para focar e ampliar a imagem virtual projetada
Prismas: para corrigir a orientação da imagem – vire a imagem verticalmente e horizontalmente
Lentes objetivas: coleta a luz incidente e a concentra no ponto focal, geralmente um sistema de lentes de 2 ou mais lentes para compensar a aberração
Explicação fácil de como funcionam os binóculos
Para entender as partes dos binóculos e suas funções, é melhor desmontá-los e dar uma olhada em seu interior. Dessa forma, você pode ver as montagens individuais e ter uma ideia melhor de como funcionam os binóculos. Há umsistema óptico e um sistema mecânicoOlhar para.
Peças ópticas de binóculos
Os binóculos consistem em três conjuntos ópticos que refratam e focam a luz para ampliar um objeto distante e fazê-lo parecer mais próximo. Esses três componentes essenciais são a lente objetiva, o sistema de prisma e a ocular. Vamos dar uma olhada nessas partes para entender suas funções e como os binóculos aumentam.
Lentes objetivas
Oobjetivocom seu grandelente de coleçãoestá localizado na extremidade frontal ou inferior do binóculo, dependendo de como você olha para ele. A lente da coleção está voltada para o objeto de interesse,capta a luz.
Quanto maior oabertura– Quanto maior for o diâmetro da lente, maior será o poder de captação de luz do binóculo e, portanto, mais brilhante será a imagem. Por esta razão, os caçadores ou entusiastas da observação de estrelas escolhem binóculos com lentes de grande diâmetro. Binóculos compactos e leves, ótimos para caminhadas ou uso ocasional, podem ter uma abertura muito menor, de cerca de 25 mm. O tamanho da abertura é expresso no segundo número da classificação do binóculo, ou seja. 8x42
A imagem intermediária virtual criada pela lente objetiva é invertida e espelhada. Para corrigir isso, os prismas são usados dentro dos binóculos.
O Sistema Prisma
Sem prismas nos binóculos, o observador veria uma imagem invertida. Os prismas corrigem isso e também ajudam a reduzir um pouco o comprimento do binóculo.
Oprismassão feitos de vidro coroa eservem como espelhos corretores. À medida que o feixe de luz passa pelos prismas, múltiplos reflexos invertem a imagem projetada pela lente objetiva, de cabeça para baixo, para que o observador possa ver uma imagem de aparência normal.
Existem dois tipos principais de prismas usados em binóculos. Estes são os prismas Porro e diferentes designs de prismas de telhado.
Prismas Porro
Existem dois prismas usados nos binóculos de prisma Porro, eles são montados perpendicularmente um ao outro.
Os raios de luz são refletidos pelas superfícies internas e invertidos de cima para baixo em um prisma e da esquerda para direita no outro prisma.
A vantagem dos binóculos com sistema de prismas Porro é que esses prismas são muito mais fáceis e baratos de fabricar e requerem pouco espaço, pois são montados um ao lado do outro.
Os binóculos de prisma Porro costumam ser mais curtos do que os binóculos de prisma de telhado.
Prisma de telhado
Este sistema de prismas geralmente consiste em dois prismas, dos quais pelo menos um tem a forma de uma borda de telhado.
Um lado do corpo de vidro prims deve ser revestido para compensar a mudança de fase dos diferentes comprimentos de onda e para reduzir a dispersão de cores, o que torna o prisma de telhado um pouco mais caro do que os prismas Porro.
A correção de imagem em binóculos de prismas de telhado pode seguir um caminho de feixe mais complexo do que nos binóculos de Porro, mas o resultado de virar a imagem invertida e espelhada da lente objetiva é o mesmo.
Os prismas de telhado permitem binóculos muito mais finos e compactos. Os binóculos com esses prismas são um pouco mais estreitos e elegantes em comparação com os modelos com prismas Porro, mas geralmente são um pouco mais caros, pois é necessária uma produção mais elaborada.
Oculares
Ooculares, também chamadoocular, estão localizados na frente dos binóculos e são as duas lentes para as quais olhamos diretamente durante a observação.
As oculares (extensões de borracha no corpo ocular) são frequentemente usadas para manter a distância correta do olho em relação à ocular e fornecer alguma proteção contra luz difusa oblíqua perturbadora.
A ocular geralmente consiste em duas ou mais lentes.
Quando os binóculos estão devidamente focados, permitem que o olho humano veja a imagem projetada pela lente objetiva e pelo sistema de prismas.
Peças mecânicas de binóculos
Ajuste de dioptria
Muitas pessoas não têm a mesma visão forte em ambos os olhos. Para permitir uma observação sem fadiga através de binóculos, ovisão diferente deve ser compensadapara que ambos os olhos possam ver uma imagem focada.
Normalmente, a ocular direita pode ser ajustada para compensar a diferença dióptrica ajustando o foco das lentes oculares.
Para ajustar, feche o olho direito e foque um objeto usando o olho esquerdo (a ocular sem compensação de dioptria) girando a roda de foco central até que a imagem fique nítida e clara. Em seguida, ajuste a nitidez na segunda ocular com a ajuda do ajuste de dioptria.
Roda de foco
Para obter uma imagem nítida e clara ao visualizar objetos a diferentes distâncias é sempre necessário ajustar o foco do binóculo. Girar o botão de foco (ou roda de foco) empurrará ou puxará as oculares (ou apenas uma das lentes da ocular) de modo que o ponto focal das oculares convirja com o ponto focal da lente objetiva.
Ponte Barril Com Dobradiça
Binóculos são simplesmente dois telescópios montados um ao lado do outro. Eles precisam apontar exatamente na mesma direção para permitir que um observador veja simultaneamente através deles. A ponte-barril segura obarris de binóculos em alinhamento paraleloentre si, de modo que o eixo óptico fique paralelo (o feixe de luz écolimado).
As dobradiças que unem a ponte nos permitem ajustar a distância das oculares à distância ocular individual do observador.
Barril ou tubo
O barril é a caixa que mantém todas as partes ópticas juntas. A caixa protege os componentes ópticos e os mantém em uma posição estável para que não se desloquem devido a choques mecânicos ou quando caírem.
Muitos dos melhores binóculos possuem anéis de vedação para impedir a entrada de água e umidade. Em muitos modelos de alto preço, o interior também é preenchido com gás inerte para garantir a resistência à água mesmo quando submerso.
Caminho da luz em binóculos de prisma Porro
Como os prismas invertem a imagem
A imagem do objeto visualizado aparece invertida horizontal e verticalmente
O primeiro prisma inverte a imagem verticalmente
O segundo prisma inverte a imagem horizontalmente
Uma pequena imagem é projetada no final da distância focal da objetiva
A ocular amplia a imagem e a apresenta ao olho
Como a imagem entra em foco
Para apresentar uma imagem focada e nítida ao observador, o ponto focal da lente ocular deve convergir com o ponto focal da lente objetiva.
Como calcular a ampliação do binóculo
A ampliação dos binóculos, também conhecida como “potência”, é um importante fator de avaliação, que ajuda a decidir sobre o uso pretendido do instrumento. Indica quantas vezes uma imagem parece ampliada quando vista através de binóculos em comparação com quando vista a olho nu.
O número de ampliação é o quociente entre a distância focal da lente e a distância focal da ocular. No exemplo acima seria240 / 24 = 10
A ampliação dos binóculos é expressa no primeiro número da classificação binocular, ou seja.8x42
Os fatores de ampliação mais populares são 8x e 10x. Com uma ampliação de 10x, objetos a 100 metros de distância parecem estar a 10 metros de distância.
Resumo das peças dos binóculos e suas funções
É muito interessante como funcionam os binóculos e como eles são basicamente montados a partir de um arranjo muito simples de três partes ópticas: ocular, prismas e lentes objetivas.
OLentes objetivasé a lente grande na extremidade frontal do binóculo, voltada para o objeto visualizado. O diâmetro da lente objetiva é chamado deabertura.O tamanho da lente determina a resolução (nitidez) e a quantidade de luz que pode ser captada. A imagem capturada da objetiva é espelhada e invertida.
Prismassão usados para corrigir a imagem. Quando os raios de luz da imagem invertida passam pelos prismas, eles refletem nas superfícies internas do prisma e saem como uma imagem normal e de aparência real. Os tipos de prismas são prismas Porro e prismas de telhado.
OOcularou ocular é a parte para onde o usuário olha. A imagem que a lente objetiva coletou e projetou no final de sua distância focal é ampliada pela ocular e apresentada ao olho do observador.