Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил

Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры

Конвергенция и дивергенция

Базовые понятия и термины астрономической оптики

Модератор: Ernest

Ответить
Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13826
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Конвергенция и дивергенция

Сообщение Ernest » 20 дек 2020, 13:26

Конвергенция и дивергенция при бинокулярном зрении

Человеку свойственно смотреть двумя глазами. Глаза сложные и ранимые органы. Природа позаботилась о том, чтобы эти важнейшие органы чувств были продублированы. Кроме страховки на предмет утраты одного из глаз, мы в виде приложения получили: (1) большее суммарное поле зрения, (2) возможность чувствовать расстояние до объекта наблюдения, (3) отчасти взаимокомпенсировать дефекты зрения левого и правого каналов нашего зрения. К примеру, поле зрения одного глаза по горизонтали составляет примерно 150 градусов (90 градусов в сторону уха и 60 в сторону носа), а суммарное поле бинокулярного здорового зрения составляет 180 градусов. Благодаря взаимокопенсации дефектов зрительных каналов при наблюдениях двумя глазами разрешение (способность распознавать мелкие предметы) и контрастная чувствительность вырастают примерно в полтора раза.

Способность чувствовать глубину наблюдаемого пространства возникает благодаря явлению параллакса которое реализуется в зрительной системе посредством двух механизмов.

Относительный параллакс возникает, когда зрительная система пытается свести два изображения в одно. Из-за того, что по разному удаленные предметы видны под разными углами левым и правым глазом, это удается только для предметов расположенных на одном расстоянии. Те, которые расположены дальше или ближе немного двоятся, что воспринимается зрительной системой как признак более удаленного или более близкого их положения. Чувствительность к относительной глубине сцены тем выше, чем лучше острота зрения наблюдателя и чем ближе расположены наблюдаемые предметы.

Непосредственное же ощущение дистанции до наблюдаемого предмета возникает из-за абсолютного значения параллакса - угла между оптическими осями глазных яблок. Зрительная система вынуждена разворачивать глазные яблоки, чтобы оптические оси глаз пересеклись на рассматриваемом предмете. Опические оси глаз сходятся (конвергируют) на предмете наблюдения - возникает схождение осей или их конвергенция. Для удаленных предметов конвергенция (угол между осями глаз) меньше, для более близких предметов конвергенция больше. Похоже, где-то в мозгах у нас есть непосредственный считыватель конвергенции - угла между осями глазных яблок.
конвергенция.1.png
конвергенция.1.png (9.34 КБ) 1152 просмотра
Понятно, что природа оптики такого, что "лучи" света расходятся по мере удаления от объектов и чтобы их наблюдать двумя глазами требуется большая или меньшая степень их конвергенции. Расслабленные глаза смотрят на "бесконечность" с минимальной конвегенцией. Рассматривание объектов на расстояниях более 250 мм (угол конвергенции менее 15 градусов) привычная работа, которая не обременяет глазные мышцы. Наверное, некоторые из нас пытались рассмотреть кончик своего носа, когда требуется конвергенция до 45 градусов - это уже тяжелое упражнение, которое перегружает мышцы глаз, но в общем-то это достижимо для большинства. А вот развести глаза так, чтобы их оси оказались расходящимися (состояние - дивергенции) хотя бы и на пару градусов это почти невозможная работа для наших глаз. В обычной жизни это умение не требуется для нашей зрительной системы, вот мышцы и не могут выполнить этот, казалось бы ничтожный поворот глазных яблок.

Но при наблюдениях в бинокулярные приборы зрение вполне может столкнуться как с необходимостью чрезмерной конвергенции, так и с дивергенцией осей бинокулярных каналов.
конвергенция.2.png
Как конвергенция, так и дивергенция возникают при отклонении оптических осей бинокля от параллельного (идеального) состояния. Отклонение осей каналов бинокля от параллельного состояния (угол между осями ф) приводит к углу конвергенции/дивергенции равному Ф = ф*Г, где Г - увеличение бинокля. При отклонении от состояния параллельности осей 12-кратного бинокля на 1 градус приведет к появлению 12-градусного отклонения его полей зрения на выходе из окуляров. Хорошо, если этот угол может быть компенсирован конвергенцией глаз - то есть лучи исходящие из одной точки наблюдаемого предмета на выходе из бинокля расходятся и при этом в горизонтальной плоскости. Если же оси каналов сходятся, для сведения изображений двух каналов потребуется дивергенция глаз, на которую они не способны. То-же самое касается расхождения осей каналов в вертикальной плоскости - допуск на расходимость в вертикальной плоскости dФ как и на дивергенцию не превышает половины градуса. Допуск на отклонение параллельности каналов dф еще жестче (в кратность бинокля): dф = dФ/Г.

Чем жестче у производителя бинокулярных приборов допуск на параллельность осей каналов, тем комфортнее наблюдения - зрительной системе не приходится чрезмерно напрягаться для компенсации непараллельности световых пучков на выходе из окуляров бинокля (биноприставки).

User
Сообщения: 105
Зарегистрирован: 12 ноя 2020, 17:05

Re: Конвергенция и дивергенция

Сообщение User » 20 дек 2020, 14:34

Спасибо за статью.

Хотя статья из области настройки оптических приборов, но плюсом является то, что важное место отведено особенностям "глаза", ведь в конце концов смотрим мы не оптическим прибором, - а глазами.

Помимо ценной информации о юстировке, статья напоминает о некоторых принципах гигиены зрительного анализатора, что немаловажно.

Ответить