Зрительная труба

Зри́тельная, или подзóрная трубá — оптический прибор для визуального наблюдения удалённых объектов; обычно состоит из объектива, окуляра и оборачивающей системы[1]. Зрительная труба была одной из распространенных оптических систем (телескоп, бинокль, подзорная труба и др.)[2].

«Классическая» четырёхколенная подзорная труба

Ход лучей в трубе Галилея

Орнитолог наблюдает птиц в монокуляр. 1939 г.

Зрительная труба с диаметром объектива 100 мм и вспомогательным оптическим каналом малой кратности диаметром 30 мм

Как правило, зрительная труба, по своей оптической схеме представляет собой уменьшенный в размерах телескоп-рефрактор.

В «классическом» виде, известном со времён парусного флота подзорная труба состоит из объектива (положительной, собирающей линзы), создающего действительное изображение объектов, и окуляра (отрицательной, рассеивающей линзы) для рассматривания увеличенного изображения.

Данная схема известна как «труба Галилея». Если в окуляре будет применена положительная (собирающая) линза (схема Кеплера) — тогда наблюдатель будет видеть перевёрнутое («вверх ногами») изображение, что не очень удобно.

Угловое увеличение зрительной трубы рассчитывается по формуле: ${\displaystyle \Gamma ={\frac {F}{f}}}$,

где ${\displaystyle F}$ — фокусное расстояние объектива, а ${\displaystyle f}$ — фокусное расстояние окуляра[3].

Кратность увеличения у зрительных труб, в абсолютном большинстве случаев, превышает кратность полевых биноклей и находится в диапазоне от 20^× и выше.

Например, фокусное расстояние объектива 1000 мм, а фокусное расстояние окуляра 50 мм, тогда угловое оптическое увеличение будет 20-кратным.

С такими характеристиками «классическая» зрительная труба будет иметь длину не менее одного метра.

Чтобы уменьшить длину подзорной трубы при хранении и транспортировке, её стали делать из нескольких полых металлических трубок («колен»), втягиваемых одна в другую. Подобная конструкция оказалась полезна и в других механизмах, таким образом благодаря телескопу и подзорной трубе появились такие технические термины как «телескопическая антенна» для переносных радиоприёмников, «телескопический амортизатор» для автомобилей, «телескопическое удилище» для ужения рыбы и другие.

Так как однолинзовые объектив и окуляр страдают оптическими аберрациями, в первую очередь хроматической, в их конструкции применяются ахроматические и апохроматические компоненты.

В современном виде зрительная труба включает оборачивающую систему (для построения прямого, неперевёрнутого изображения) и (необязательно) систему призм (призма Порро, призма Аббе, призма Аббе-Порро) для сокращения её длины, либо изменения линии наблюдения (см. бинокль, монокуляр, перископ, стереотруба, телескоп).

Можно выделить:

• Зрительные трубы с неизменным увеличением.
• Зрительные трубы с изменяемым увеличением — в этом случае труба снабжена одним несменным панкратическим окуляром с плавно изменяемой кратностью увеличения, либо (в более дорогих моделях) — позволяет установку сменных окуляров (см. объектив с переменным фокусным расстоянием).

Насадка окулярная «Турист-ФЛ» с объективом «Юпитер-37А»

• Окулярные насадки. На ЛЗОС выпускалась окулярная насадка «Турист-ФЛ», к ней фотограф мог присоединить объектив с резьбовым креплением М42×1 (от фотоаппаратов «Зенит»), фотографический объектив превращался в зрительную трубу или телескоп. Фокусное расстояние окуляра насадки — 8,9 мм, общее увеличение зависело от фокусного расстояния ${\displaystyle F}$ фотографического объектива и определялось по формуле : ${\displaystyle \Gamma ={\frac {F}{8,9}}}$. Например, с объективом «Юпитер-37А» (фокусное расстояние 135 мм) увеличение составляет ${\displaystyle {\frac {135}{8,9}}={15,16}}$.[4]

До конца XX века зрительные трубы входили в состав многих контрольно-измерительных приборов [5].