Войти
Пример оптического клина (Коллекции музея Университета Данди). Клиновая призма представляет собой призму с небольшим углом между входной и выходной поверхностями. Этот угол обычно составляет 3 градуса или меньше. Преломление на поверхностях заставляет призму отклонять свет на фиксированный угол. При просмотре сцены через такую призму объекты кажутся смещенными на величину, которая зависит от их расстояния от призмы.
Для призмы клина в воздухе, лучи, проходящие через призму, отклоняются на угол δ, который приблизительно определяется как
где n - показатель преломления материала призмы, а α - угол между поверхностями призмы.
Термин «оптический клин» относится к любому пологому углу между двумя плоскими поверхностями окна. Этот клин может составлять от нескольких миллионных долей абсолютной параллельности до трех градусов угла. Несмотря на то, что высокоточная оптика, такая как оптические плоскости, может быть притерта и отполирована до чрезвычайно высокого уровня параллельности, почти вся оптика с параллельными поверхностями имеет небольшой клин. Этот предел погрешности обычно указывается в минутах или угловых секундах. Окна, изготовленные с преднамеренным клином, часто называют клиновыми призмами, и обычно имеют угол клина в один, два или три градуса. Для клиновых призм существует множество применений, включая управление лазерным лучом, дальномер и переменную фокусировку.
Пара призм клина, называемая парой, может использоваться для управления лучом. В этом случае поворот одного клина по отношению к другому изменит направление луча. Когда клинья наклонены в одном направлении, угол преломленного луча становится больше. Когда клинья поворачиваются на угол в противоположных направлениях, они компенсируют друг друга, и луч может проходить прямо сквозь них.
Перемещение клина ближе или дальше от лазера также можно использовать для направления луча. Когда клин приближается к цели (дальше от лазера), преломленный луч перемещается по цели. Когда два клина в противоположных направлениях скользят относительно друг друга, их можно использовать для обеспечения переменной фокусировки для камер, позволяя фотографировать объекты на совершенно разных расстояниях в фокусе в одной и той же фокальной плоскости. Этот метод широко используется при съемке с воздуха или космических ракет-носителей, когда расстояние до объекта меняется очень быстро. Клинья иногда использовались в дальномере путем комбинирования изображения, сформированного одним телескопом, с изображением, сформированным другим.
Рис. 1. Вид через 10-кратную клиновидную призму " Дерево IN ". 
Рис. 2. Вид через призму 10-факторного клина дерева" Граница ". 
Рис. 3. Вид через призму 10-факторного клина дерева" OUT ". В первую очередь призма клина используется аналогично угловому датчику при выборке участков с переменным радиусом. В этом типе выборки призма клина используется для оценки базальной площади группы деревьев путем подсчета деревьев, которые находятся «внутри» или «за пределами» участка с центром в одной точке. Поскольку призма клина преломляет свет, чтобы смещать интересующий объект (например, дерево), ее можно использовать для определения того, следует ли отсчитывать дерево от заданной точки на основе диаметра на высоте груди дерева и его расстояние от этой точки.
В этом типе отбора проб призма удерживается на удобном расстоянии от глаза, нижний край должен быть параллелен земле, а деревья видны через призму на высоте примерно 4,5 футов над землей. Дерево является «внутренним» деревом, если смещенная часть дерева перекрывает ствол, если смотреть без призмы (рис. 1). Дерево, в котором смещенная часть ствола идеально выровнена с исходным стволом, является пограничным деревом (рисунок 2), и DBH необходимо измерить, чтобы определить, следует ли его подсчитывать (или, что более часто на практике, учитываются все остальные пограничные деревья). Дерево, у которого смещенная часть дерева не перекрывается и не касается исходной ствола, является «наружным» деревом (рис. 3) и не учитывается.
Базальная площадь оценивается путем умножения количества "входящих" деревьев в заданной точке на "коэффициент" призмы. Фактор призмы зависит от угла призмы, и призмы доступны с разными коэффициентами, выраженными как в квадратных футах / акр (наиболее часто встречаются 5, 10, 20 BAF), так и в квадратных метрах / гектар (обычно 1-5 BAF).. Размер призмы выбирается для получения статистически достоверной оценки базальной площади - требуется 6-10 дюймов деревьев на участок, что требует наличия призмы с соответствующим коэффициентом в зависимости от размера деревьев, по которым проходит маршрут. Более крупные деревья будут «внутрь» издалека, и можно использовать более крупную факторную призму (20 или 30 футов / акр, 5–8 м / га). Меньшие деревья будут "за пределами" большой факторной призмы, если они не находятся очень близко, и, следовательно, должна использоваться меньшая факторная призма.
Важно отметить, что нижний край призмы должен быть примерно параллелен земле, чтобы обеспечить точную оценку на наклонной поверхности. Клиновые призмы трудно использовать во влажных условиях из-за влияния водяных капель на оптические свойства стекла. Клиновые призмы бывают разных цветов, например, прозрачные или янтарные. Янтарь выполняет те же функции, что и призма с прозрачным клином, только уменьшает блики и его легче использовать в пасмурные или пасмурные дни. Использование клиновой призмы - это одна из техник, используемых сегодня в лесном хозяйстве, потому что клиновая призма проста, относительно недорогая, портативная и такая же точная, как и другие угловые датчики, при правильной калибровке и правильном использовании. Просто держите призму прямо над центром сюжета, и, сфокусировавшись на дереве, преломленный свет сместит ствол дерева. Клиновая призма используется для измерения как при землеустройстве, так и при заготовке древесины. Другими инструментами, которые часто используются вместе с призмой клина при проведении инвентаризации леса, являются клинометры, палки Билтмора, реласкопы и диаметр. ленты.
Клиновая призма также может использоваться с целью, расположенной в центре графика, для построения графиков с фиксированным радиусом. В этой функции размер цели тщательно калибруется до желаемого размера графика, и график определяется как вся область, в которой цель находится «внутри», если смотреть через призму.
