DE1297352B

DE1297352B - Optisches System zur Beobachtung und zum Fotografieren in Kammern, insbesondere Blasenkammern

Info

Publication number: DE1297352B
Application number: DEC40670A
Authority: DE
Inventors: Hugues Edgard; Poivillers Jean; Bougon Michel
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1965-11-17
Filing date: 1966-11-11
Publication date: 1969-06-12
Also published as: NL6616069A; IL26836A; CH465910A; GB1128866A; FR1464088A; SE319080B; BE689391A; ES333435A1; LU52360A1

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches System zur Be- 120 bis 130° erreichen) mit einer Brennweite in der obachtung und zum Fotografieren durch ein aus Größenordnung von 20 mm und mit großer Tiefenkonzentrischen sphärischen Flächen bestehendes schärfe sowie ein Periskop, dessen Länge einen Me-Fenster in Kammern, insbesondere Blasenkammern. ter und sogar z. B. 1,50 bis 2,50 m erreichen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegen- 5 Hinsichtlich der Aberrationen und Verzeichnungen

über bekannten Vorrichtungen dieser Art die Ab- ist zu bemerken, daß, da die Flächen 4 und 5 des

messungen des an der Kammer vorzusehenden Fen- Fensters ihren Mittelpunkt an einem Punkt 6 in der

sters zu verringern, die Weiterleitung des Bildes und Ebene der Eintrittspupille 6 a haben, das Fenster

dessen Qualität zu verbessern und eine gute Be- keine Aberration außer einer leichten sphärischen

leuchtung des Kammerinneren ohne Störstrahlen zu io Aberration und einer Feldkrümmung einführt, was

gewährleisten. . leicht durch die dioptrischen Systeme 15 und 23 zu

Die Erfindung ist durch folgende hintereinander berichtigen ist,¹ .welche so berechnet sind, daß sie

angeordnete, auf einer gemeinsamen optischen Achse auch die durch die Linse 9 eingeführten Aberrationen

zentrierte Teile gekennzeichnet: berichtigen.

15 Es ist ferner zu bemerken, daß, da die Flächeil

a) ein erstes dioptrisches System, bestehend aus der Linse 9 das Profil eines Kegelschnitts hat, ein einer Linse 9 mit· einer vorzugsweise planen optisches Bündel, dessen Hauptstrahl sogar eine sehr vorderen Fläche 10 und einer ellipsenförmigen starke Neigung gegen die optische Achse 8 haben hinteren Fläche 11, deren vorderer Brennpunkt kann, wie z. B. der Strahl 7, ein ausgezeichnetes Bild mit dem gemeinsamen Mittelpunkt 6 der sphäri- ao ergibt, wenn sein Querschnitt nach Null strebt, was sehen Flächen 4, 5 des Fensters 3 zusammen- nicht mehr der Fall wäre, wenn die Fläche 11 einen fällt, und das ein virtuelles Bild des Inneren der anderen Querschnitt hätte.

Kammer ergibt, Schließlich· besitzt die Linse 9 Pupillenaberration

b) eine Blende 12 am Ort des zweiten Brennpunk- (d. h., sie »weitet« die Eintrittspupille allmählich tes der elliptischen Fläche 11, as nach Maßgabe der Hauptstrahlneigung auf), so daß

c) ein nach vorn durch die Linse wirkendes Be- die Beleuchtung des endgültigen Bildes in der Ebene leuchtungssystem 14, das unmittelbar vor der 29 einer Elementarfläche ds, welche unter einem Blende 12 angeordnet ist und vorzugsweise aus . Winkel b, den der Hauptstrahl mit der optischen einer oder mehreren Lichtquellen besteht, die Achse 8 bildet, gesehen wird, die Größe E₀ cos b hat ringförmig um die optische Achse angeordnet 30 anstatt des üblichen Gesetzes E₀ cos ⁴&, so daß man sind, eine gleichmäßigere Beleuchtung des Bildes in der

d) ein zweites dioptrisches System 15 mit mehreren Ebene 29 für einen Gegenstand konstanter Helligkeit Linsen, welches das. von der Linse 9 erzeugte erhält.

virtuelle Bild nach hinten weiterleitet und ein Die Beleuchtungsquelle 14 besteht zweckmäßig aus

reelles Bild des Inneren der Kammer in der 35 einem torisch ausgebildeten Blitzrohr, sie kann jedoch Ebene 20 ergibt, auch mehrere in einer die optische Achse 8 um-

e) ein System von zwei kranzförmigen Abdeckun- gebenden Ringzone angeordnete Glühbirnen rangen 21, 22, das in der Nähe der Bildebene 20 fassen.

der durch die beiden dioptrischen Systeme 9, 15 Die Abdeckungen 21 und 22 (weche in dem Fall

gebildeten Anordnung liegt und praktisch alle 40 eines torischen Blitzlichts die dargestellte Form von Lichtstrahlen abfängt, die von dem Beleuch- Ringblenden haben) können zweckmäßig folgendertungssystem 14 kommen und von den beiden maßen hergestellt werden: Man bringt in die Ebenen Flächen des ersten dioptrischen Systems 9 re- 31 und 32, in welchen die Abdeckungen angeordnet flektiert werden, werden sollen, zwei fotografische Filme oder Platten

' -.· f) ein drittes dioptrisches System 13 mit mehreren 45 und löst das Beleuchtungssystem aus, wobei sich die Linsen, das das von der durch die beiden ersten gesamte Vorrichtung an Ort und Stelle befindet. Die dioptrischen Systeme 9, 15 gebildeten Anord- von dem Blitzlicht oder einem anderen Beleuchtungsnung erzeugte reelle Bild nach hinten weiter- system 14 ausgehenden Lichtstrahlen beleuchten nicht leitet und ein reelles Bild in einer Ebene 29 er- nur das Innere der Kammer 1, indem sie nacheinangibt, in der ein Empfänger angeordnet ist. 50 der durch die Flächen 11, 10, 5 und 4 treten, son

dern erleiden auch Störreflexionen an diesen Flächen.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung Die Strahlen, welche durch die Linse 9 von hinten dient zum Fotografieren von Kernerscheinungen in nach vorn getreten sind, bilden ein Bild des Blitz-Blasenkammern, die mit einem Lichtreflektor aus lichts in der vorderen Pupillenebene 6 a in der Nähe einem reflektierenden Klebeband ausgekleidet sind. 55 des Punktes 6, und die von diesem Bild kommenden Die teilweise dargestellte Blasenkammer 1 ist z. B. Strahlen treffen etwa. senkrecht auf die auf 6 zenmit einer Masse 2 aus flüssigem Wasserstoff gefüllt trierten Flächen 5 und 4, so daß die reflektierten und besitzt das durchsichtige Fenster 3, welches durch Störstrahlen-auf ihrer eigenen Bahn zu der Linse 9 einen Meniskus mit einer sphärischen Innen- bzw. zurückkehren, woraus sich die Bildung eines Bildes Außenfläche 4 bzw. 5 gebildet wird, welche beide auf 60 in der hinteren Pupillenebene 13 ergibt. Die durch den Punkt 6 zentriert sind. Der hintere nicht darge- die Flächen 4 und 5 reflektierten Strahlen des Blitzstellte auf der linken Seite der Zeichnung liegende lichts werden schließlich von der die Blende 12 be-Teil der Kammer 1 ist mit einem reflektierenden grenzenden Abdeckung 12 a abgefangen. Die von Klebeband ausgekleidet. dem Blitzlicht 14 kommenden und von den Flächen

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet gleich- 65 11 und 10 reflektierten Strahlen treten durch die zeitig ein Weitwinkelobjektiv (der Winkel 2 a der am Blende 12 und das dioptrische System 15 und verstärksten gegen die Achse 8 geneigten Eingangsstrah- legen in die Ebenen 31 und 32 die Bilder des Blitzlen 7 ist im allgemeinen größer als 100° und kann lichts in den »Spiegeln« 11 und 10. Diese Bilder be-

lichten die dort befindlichen fotografischen Filme oder Platten und schwärzen auf ihnen das Silbersalz oder wirken auf eine andere lichtempfindliche Verbindung. Man kann dann als Abdeckungen entweder diese geschwärzten Filme oder Schirme benutzen, welche dadurch erhalten werden, daß durch beliebige Einrichtungen diese geschwärzten Bilder auf andere Unterlagen übertragen werden, oder schließlich Schirme, welche Abmessungen haben, welche den auf den geschwärzten Filmen gemessenen gleich oder etwas größer als diese sind. Da die Reflexionen an dem Fenster 3 bei der Bemessung der Abdeckungen 21 und 22 grundsätzlich keine Rolle spielen, können diese mit der Vorrichtung bestimmt werden, wenn diese sich nicht vor dem Fenster 3 einer Blasenkammer 1 befindet.

In der Zeichnung ist der Weg von zwei Grenzstrahlen dargestellt, nämlich eines Strahls 7 mit der größten Neigung α und eines axialen in der Nähe des Randes der Blende 12 vorlaufenden Strahls 33. ao

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beobachtung oder zum Fotografieren des Innern von Kammern besitzt gegenüber bekannten derartigen Vorrichtungen zahlreiche Vorteile, insbesondere folgende:

sie bildet ein verzeichnungsfreies Weitwinkel- ^a5 objektiv mit großer Tiefenschärfe;
sie besitzt weit vorn eine Eintrittspupille, welche die Verringerung der Abmessungen des Fensters der Kammer ermöglicht, was bei Blasenkammern von Bedeutung ist;
die vordere Linse 9 der Vorrichtung kann gegebenenfalls selbst das Fenster bilden;
sie besitzt eine Austrittspupille, welche von der Bildebene der vorderen Linse 9 entfernt ist, was die bequeme Weiterleitung des Bildes gestattet; sie bildet daher ein richtiges Periskop, dessen Länge einen Meter erreichen oder übersteigen und z. B. 2,50 m erreichen kann;
sie besitzt eine hinter der vorderen Linse liegende eingebaute Beleuchtung, insbesondere ein ringförmiges Blitzlicht;

die Störlichter werden unterdrückt, und die Beleuchtung wird richtig wiedergegeben, selbst bei den sehr stark gegen die optische Achse geneigten Strahlenbündeln.

Da das Objektiv ein Weitwinkelobjektiv mit großer Tiefenschärfe ist, kann mit einem Fenster geringer Abmessungen ein scharfes Bild des gesamten Innenraums einer Kammer mit großen Abmessungen erhalten werden, insbesondere der gesamten längs

30 der Bahnen von geladenen Teilchen in einer Blasenkammer großer Abmessungen gebildeten Blasen, wobei die Auslösung des Beleuchtungssystems 14 mit dem Arbeiten der Blasenkammer synchronisiert ist.

Claims

Patentanspruch:

Optisches System zur Beobachtung und zum Fotografieren durch ein aus konzentrischen sphärischen Flächen bestehendes Fenster in Kammern, insbesondere Blasenkammern, gekennzeichnet durch folgende hintereinander angeordnete, auf einer gemeinsamen optischen Achse zentrierte Teile:

a) ein erstes dioptrisches System, bestehend aus einer Linse (9) mit einer vorzugsweise planen vorderen Fläche (10) und einer ellipsenförmigen hinteren Fläche (11), deren vorderer Brennpunkt mit dem gemeinsamen Mittelpunkt der sphärischen Flächen des Fensters zusammenfällt, und das ein virtuelles Bild des Inneren der Kammer (1) ergibt,

b) eine Blende (12) am Ort des zweiten Brennpunktes der elliptischen Fläche,

c) ein nach vorn durch die Linse (9) wirkendes Beleuchtungssystem (14), das unmittelbar vor der Blende (12) angeordnet ist und vorzugsweise aus einer oder mehreren Lichtquellen besteht, die ringförmig um die optische Achse (8) angeordnet sind,

d) ein zweites dioptrisches System (15) mit mehreren Linsen (16,17,18,19), welches das von der Linse (9) erzeugte virtuelle Bild nach hinten weiterleitet und (bei 10) ein reelles Bild des Inneren der Kammer (1) ergibt,

e) ein System von zwei kranzförmigen Abdekkungen (21, 22), das in der Nähe der Bildebene (20) der durch die beiden dioptrischen Systeme gebildeten Anordnung liegt und praktisch alle Lichtstrahlen abfängt, die von dem Beleuchtungssystem (14) kommen und von den beiden Flächen (10, 11) des ersten dioptrischen Systems (9) reflektiert werden,

f) ein drittes dioptrisches System (23) mit mehreren Linsen (24, 25, 26, 27, 28), das das von der durch die beiden ersten dioptrischen Systeme gebildeten Anordnung erzeugte reelle Bild nach hinten weiterleitet und ein reelles Bild in einer Ebene (29) ergibt, in der ein Empfänger angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen