Centrirani optički sistem. Geometrijska optika
Pošaljite svoj dobar posao u bazu znanja je jednostavan. Koristite donji obrazac.
Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svojim studijama i radu će vam biti veoma zahvalni.
Posted at http://www.allbest.ru/
Centered optički sistem
Centrirani optički sistem je optički sistem koji ima osu simetrije (optička osa) i zadržava sva svoja svojstva kada se rotira oko te osi.
Za centrirani optički sistem moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti:
· Sve ravne površine su okomite na os,
· Centri svih sfernih površina pripadaju osi,
· Sve dijafragme su okrugle, centri svih dijafragmi pripadaju osi,
· Svi mediji su ili homogeni ili je raspodela indeksa prelamanja simetrična oko ose.
Centrirani optički sistemi mogu uključivati ravne zrcala i reflektirajuće prizme koje prekidaju optičku osu, ali u stvari ne utiču na simetriju sistema (Slika 1.).
Sl.1. Centrirani optički sistem sa prekidom u optičkoj osi.
fokusirana optička žarišna duljina objektiva
Objektiv za koji se pretpostavlja da je debljina nula naziva se tanak u optici. Za takvo sočivo, oni ne pokazuju dvostrane ravni, već onu u kojoj se spreda i stražnja, kao što se, spajaju.
Razmotrimo konstrukciju putanje snopa proizvoljnog smjera u tankoj sakupljačkoj leći. Za ovo koristimo dva svojstva. tanke leće:
Snop koji prolazi kroz optički centar objektiva ne mijenja smjer;
Paralelni zraci koji prolaze kroz sočivo konvergiraju u fokalnoj ravni.
Razmotrimo snop SA proizvoljnog smjera, koji se nalazi na objektivu u točki A. Konstruiramo liniju njegovog širenja nakon prelamanja u sočivu. Da bi se to postiglo, konstruiramo snop OB, paralelan sa SA i prolazeći kroz optički centar O objektiva. Prema prvom svojstvu sočiva, snop OB ne mijenja smjer i prelazi fokalnu ravninu u točki B. Prema drugom svojstvu leće, paralelni snop SA nakon prelamanja mora sjeći fokalnu ravninu u istoj točki. Dakle, nakon prolaska kroz sočivo, snop SA će pratiti putanju AB.
Slično tome, možete napraviti i druge zrake, kao što je SPQ snop.
Označiti udaljenost SO od sočiva do izvora svjetlosti u, udaljenost OD od sočiva do žarišne točke zraka s v, žarišna duljina OF od f. Izvodimo formulu koja povezuje ove količine.
Razmotrimo dva para sličnih trouglova: 1) SOA i OFB; 2) DOA i DFB. Napišite proporcije
Podelimo prvi odnos sa drugim, dobijamo
Nakon podjele oba dijela izraza v i preraspodjele članova, dolazimo do konačne formule
gde - žižna daljina tankog sočiva.
Snimanje tankim objektivom za sakupljanje
Prilikom predstavljanja karakteristika leća, razmatran je princip konstruisanja slike svetleće tačke u fokusu sočiva. Zrake koje padaju na leće na levoj strani prolaze kroz njen zadnji fokus, a one koje padaju na desno kroz prednji fokus. Treba napomenuti da je kod difuznih objektiva, naprotiv, zadnji fokus smješten ispred objektiva, a prednji dio iza.
Izgradnja slike objektiva objekata koji imaju određeni oblik i veličinu, dobija se na sledeći način: na primer, linija AB je objekat koji se nalazi na određenoj udaljenosti od sočiva, mnogo veći od njegove žižne daljine. Iz svake tačke objekta kroz sočivo nalazi se beskonačan broj zraka, od kojih, radi jasnoće, dijagram pokazuje samo tok tri zraka.
Tri zrake koje izlaze iz tačke A prolaze kroz sočivo i presijecaju se na odgovarajućim tačkama nestajanja na A 1 B 1, formirajući sliku. Dobijena slika je važeća i okrenuta.
U ovom slučaju, slika je dobivena u konjugiranom fokusu u žarišnoj ravnini FF, pomalo udaljenom od glavne žarišne ravnine F "F", prolazeći paralelno s njom kroz glavni fokus.
Ako se objekat nalazi na udaljenosti koja je beskonačno daleko od sočiva, tada se njena slika dobija u pozadinskom fokusu sočiva F “realno, obrnuto i svedeno na tačku sličnosti.
Ako je objekat blizu objektiva i nalazi se na udaljenosti većoj od dvostruke žižne daljine objektiva, tada će njegova slika biti stvarna, obrnuta i smanjena će se nalaziti iza glavnog fokusa na segmentu između njega i dvostruke žižne daljine.
Ako je objekat postavljen na dvostruku fokalnu udaljenost od objektiva, tada je rezultirajuća slika na drugoj strani objektiva na dvostrukoj fokalnoj udaljenosti od nje. Slika se dobija stvarna, obrnuta i jednaka po veličini subjektu.
Ako je objekat postavljen između prednjeg fokusa i dvostruke žižne daljine, slika će biti snimljena iza dvostruke žižne daljine i bit će stvarna, obrnuta i povećana.
Ako se objekat nalazi u ravni prednjeg glavnog žarišta sočiva, zrake će, prolazeći kroz sočivo, ići paralelno, a slika se može dobiti samo u beskonačnosti.
Ako se objekat nalazi na udaljenosti manjoj od glavne žižna daljinazrake će izaći iz sočiva u divergirajućem snopu, nikada se ne presijecajući nigdje. Slika tako ispada imaginarna, direktna i uvećana, tj. u ovom slučaju, objektiv radi kao povećalo.
Lako je uočiti da kada se objekt približava od beskonačnosti do prednjeg fokusa sočiva, slika se udaljava od pozadinskog fokusa i kada objekat dospije do prednje fokusne ravnine, on je beskonačan iz njega.
Ovaj obrazac je od velike važnosti u praksi različitih tipova fotografskog rada, stoga, da bi se odredio odnos između udaljenosti objekta od sočiva i od objektiva do ravnine slike, potrebno je znati osnovnu formulu objektiva.
Izračunavanje žižne daljine i optičke snage objektiva
Vrijednost žižne daljine za objektiv može se izračunati pomoću sljedeće formule:
Indeks prelamanja materijala sočiva, indeks refrakcije medija koji okružuje sočivo,
Razmak između sfernih površina sočiva duž optičke osi, poznat i kao debljina leće, i znakovi sa radijusima smatraju se pozitivnim ako je središte sferne površine levo desno od sočiva i negativno ako je lijevo. Ako je zanemarivo malen u odnosu na žižnu daljinu, onda se takva leća naziva tanka, a njena žarišna duljina se može naći kao:
gdje je R\u003e 0 ako je centar zakrivljenosti desno od glavne optičke osi; R<0 если центр кривизны находится слева от главной оптической оси. Например, для двояковыпуклой линзы будет выполняться условие 1/F=(n-n_0)(1/R1+1/R2) (Эту формулу также называют формулой тонкой линзы.) Величина фокусного расстояния положительна для собирающих линз, и отрицательна для рассеивающих.
Vrijednost se naziva optička snaga objektiva. Optička snaga sočiva se mjeri u dioptrijama, čije su jedinice mjerenja? 1.
Ove formule se mogu dobiti pažljivim razmatranjem procesa konstrukcije slike u sočivu koristeći Snellov zakon, ako pređemo od opštih trigonometrijskih formula do paraksijalne aproksimacije. Pored toga, da bi se dobila formula za tanke leće, pogodno je da se zameni trouglastom prizmom, a zatim upotrebom formule ugla otklona za ovu prizmu.
Leće su simetrične, tj. Imaju istu žižnu daljinu bez obzira na smjer svjetla - lijevo ili desno, što se, međutim, ne odnosi na druge karakteristike, kao što su aberacije, čija veličina ovisi o tome koja je strana leće okrenuta prema svjetlu.
Posted on Allbest.ru
Slični dokumenti
Suština leće, klasifikacija njenih konveksnih (sakupljačkih) i konkavnih (raspršenih) oblika. Koncept fokusiranja objektiva i žižne daljine. Karakteristike konstrukcije slike u sočivu, u zavisnosti od putanje snopa nakon prelamanja i lokacije objekta.
prezentacija dodana 22/22/2012
Dimenzioni proračun optičke sheme. Određivanje ugaonog polja okulara, promjera ulazne zenice monokularnog, žarišne duljine leće, promjera polja dijafragme. Aberracijski proračun okulara i prizme. Ocjena kvaliteta slike optičkog sistema.
seminar, dodan 02.07.2013
Osnovna teorija tankih sočiva. Određivanje žižne duljine magnitude objekta i njegove slike i udaljenosti od leće. Određivanje žižne daljine magnitude pokreta leće. Koeficijent uvećanja objektiva.
laboratorijski rad, dodan 07.03.2007
Savršen optički sistem. Kalkulacija prizme, izbor okulara. Axisimetrični i prostorni optički sistem. Parametri dizajna, aberacija objektiva i prizma. Izračunavanje monokularnih aberacija. Oslobodite crtež rešetke. Triora svemirski objekti.
ispitivanje, dodano 10.02.2013
Lomni prizma ugao. Ugao najmanjeg odstupanja snopa od izvornog smjera. Optička snaga kompozitnog sočiva. Točkasti izvor s kosinusnom raspodjelom intenziteta svjetlosti. Formiranje interferencijskih traka. Intenzitet svjetlosti u smjeru njegove osi.
ispit, dodan 12.04.2010
Razmatranje skale elektromagnetskih talasa. Zakon pravocrtnog širenja svetlosti, nezavisnost svetlosnih zraka, refleksija i prelamanje svetlosti. Pojam i svojstva objektiva, definicija optičke snage. Značajke izrade slika u objektivima.
prezentacija je dodata na dan 28.07.2015
Razvoj funkcionalnog dijagrama uređaja za mjerenje žarišne duljine fleksibilnog zrcala. Izbor i tehničke karakteristike fotodetektora, motora, napajanja i mikrokontrolera. Prezentacija električnog koncepta uređaja.
semestarski rad, dodan 10.07.2014
Pregled prelamanja i refleksije svetlosti na sferne površine. Određivanje položaja glavnog fokusa refraktivne površine. Opisi tankih sfernih sočiva. Tanke leće. Slikanje objekata tankim sočivom.
sažetak, dodan 04.10.2013
Suština zakona prelamanja svetlosti. Stanje maksimalne i minimalne smetnje. Odnos za intenzitet incidentnog i reflektovanog talasa. Određivanje brzine smanjenja debljine filma. Suština dužine optičkog puta i razlike optičkog puta.
ispitivanje, dodano 24.10.2013
Određivanje fokalnih dužina sakupljačkih i raspršujućih sočiva, uvećanje i optička dužina mikroskopske cevi, indeks prelamanja i prosečna disperzija tečnosti, intenzitet svetlosti žarulje sa žarnom niti i njeno svetlosno polje. Proučavanje zakona fotometrije.
Literatura pokazuje da upotreba decentraliziranih leća uzrokuje zakrivljenost slike i promjenu u astigmatizmu, hromatizmu, uvećanju i distorziji, koji nisu isti za simetrične tačke polja.
Prilikom izrade i montaže koriste se dva središta: centriranje samog objektiva i centriranje sočiva u okviru.
Suština leće za centriranje. Centriranje sočiva je operacija kombinovanja optičke osi sočiva sa osi osnovne cilindrične površine (EB). Slika 1 O A O B - optička osa. Podsjetimo se da je optička osa ravna linija na kojoj leže centri zakrivljenosti sfernih površina leće; ako je jedna od površina leće ravna, onda optička osa prolazi kroz centar zakrivljenosti kugle i okomita je na tu ravan.
Sl. 1. Skica optičkog dela
Ako se te dvije linije ne podudaraju, tada se poziva objektiv decentralizirano. Mera decentriranja je naznačena u crtežu sočiva. Decentričnost se javlja kao rezultat nagomilavanja grešaka u svim prethodnim operacijama obrade mehaničkih leća. Važno je napomenuti da su optička osa i osa osnovnog elementa uvijek interbreeding linije, tj. linije koje leže u različitim ravnima. Odnos križanja određen je uglom i razmakom između njih.
Veličina odstranjenog odstupanja pri brušenju ovisi o omjeru radijusa zakrivljenosti R objektiv i njegov prečnik Dkao i znakove zakrivljenosti sfernih površina. Naknada se povećava sa omjerom R: D.
Pri centriranju leća se instalira na tri načina: na odsjaju; u samonastavljivoj patroni; na uređaju.
4.1. Postavljanje objektiva na odsjaj, preciznost centriranja na odsjaju
Instaliranje sočiva na odsjaj koristi se kada je moguće objektiv centrirati preciznošću koja nije preciznija od 0,04-0,1 mm (u nekim izvorima 0,02-0,2 mm). Instalacija se vrši lijepljenjem centriranog sočiva 3 sa smolom 2 na cjevasti metalni uložak 1 koji je fiksiran u vretenu stroja za centriranje (slika 2).
Sl.2. Šema flare centriranja:
1-kertridž, 2-smola, 3-sočivo, 4-dijamantno brusno kolo,
- optička os do centriranja,
- optička osa nakon centriranja
Leća se zagreva na 60º, nanosi se na kertridž, i dok se smola ne smrzne, ona se pomera duž kraja kertridža, posmatrajući golim okom položaj osvetljenja na površini sočiva od izvora svetlosti. S. U ovom slučaju, vreteno se ručno okreće i centriranje završava u odsustvu izbijanja.
Za centriranje se koristi cjevasti uložak (vidi sl. 3), koji je montiran u navoj vretena mašine M, i orijentisan ka remenu DH6. To znači da se osovine vretena i stezne glave ne podudaraju. Stoga se kertridž, nakon ugradnje u vreteno, obrađuje kroz Ø d na dužinu od 10-15 mm (za izlaz iz brusnog točka). Zatim probijaju konus do tačke i prednje platforme širine 0,2 mm.
Ova operacija se koristi za dobijanje referentnih ivica koje su strogo centrirane u odnosu na os rotacije vretena: vanjski rub za konkavne površine i unutarnji rub za konveksne površine.
Perpendikularnost čeone strane patrone se provjerava nanošenjem podmazane, polirane ploče na rotirajuću patronu.
Za lepljenje leće, kertridž se zagreva sa alkoholnim ili gasnim gorionikom, podmazuje konus i završnu površinu smole, nakon čega se pritisne topla leća (zagreva se toplim vazduhom preko plamena gorionika na 600) sa stranom manjeg radijusa zakrivljenosti. Pomeranjem sočiva duž kraja patrone, njegov položaj se postiže tako da kada se vreteno okrene, slika sijalice Szadane površine prednje i zadnje strane objektiva biće fiksne. Zatim se leća ohladi, preživljavajući preko tople vode.
Sl. 3. Kertridž za centriranje cevastih sočiva
Centering izvode abrazivne kotače od silicijum karbida; Tvrdoća raspona M2-CM2 i veličina zrna br. 3-12 se biraju u zavisnosti od marke stakla, veličine leće i tolerancije prečnika.
Brzina rotacije set vretena zavisi od radnih uslova. Za sočiva malog promjera i mekog stakla brzina je veća.
Prečnik objektiva se periodično provjerava (mjeri), dok se krug povlači, a vreteno se koči. Nakon centriranja, krug se preklapa i prednja površina se oblaže ručnim pomicanjem čaše.
Tačnost centriranja. Ovaj metod centriranja koristi optički “sistem” koji radi sa okom, tj. prijemnik energije zračenja je oko. Važna karakteristika oka je granica rezolucije (rezolucija) - kutna ili linearna veličina najmanje udaljenosti između dvije tačke ili linije, pri čemu sistem formira zasebnu sliku pod određenim uvjetima ispitivanja.
Oko se može smatrati nekom vrstom optičkog uređaja sa brojnim optičkim svojstvima.
Optički sistem oka projicira sliku objekta na zadnji zid mrežnice. Oštrina slike preko mrežnice objekata na različitim udaljenostima od oka postiže se promjenom žarišne duljine objektiva. Kada je prstenasti mišić pod stresom, zakrivljenost površine leće se povećava (žižna dužina se smanjuje) i objekti bliže se prikazuju oštro. Svojstvo oka da daje oštru sliku objekata različitih udaljenosti naziva se smještaj. Točka prikazana okom u mirovanju smještaja naziva se daleko, a pri maksimalnom naponu, blizu.
Kada se gleda s okom 4 istog objekta
MN (Sl.4, a) na različitim udaljenostima
L i L’
veličina slike
l’
i l’’
takođe će biti drugačiji, jer će objekat biti posmatran sa okom pod uglovima i
različitih veličina.
Za oka bez smetnji (emmetropic), najudaljenija tačka leži na beskonačnosti, a blizu jedna na udaljenosti do 70 mm. Ispitivanje objekta koji se nalazi u najbližoj tački, kao što je spomenuto, nastaje pri maksimalnom naponu smještaja, što je za oči vrlo zamorno. Udaljenost najbolji pogled kada gledate male objekte za emmetropično oko, to odgovara 250 mm. Jedan od čestih nedostataka oka je ametropija, koja se manifestuje u obliku miopije (miopije), hiperopije (hiperopije).
Sl. 4. Optičko djelovanje oka
Za kratkovidno oko, najudaljenija tačka leži na konačnoj udaljenosti. Dakle, objekti koji leže u beskonačnosti nisu prikazani na mrežnici, nego ispred nje (sl. 4, u). Da bi se ispravila mijopija, negativno sočivo (naočari) se postavlja ispred oka.
Za dalekovidno oko, najudaljenija tačka leži iza mrežnjače (izvan očne jabučice). U ovom slučaju, pozitivno sočivo je postavljeno ispred oka. U slučaju male hiperopije, posmatrač tokom smještaja oka može dobiti oštru sliku udaljenih objekata. U slučaju miopije, on to ne može, jer nema negativnog smještaja.
Prilikom računanja optičke snage sočiva namijenjenog za korekciju emmetropnog oka, potrebno je krenuti od položaja da se pozadinski fokus leće mora podudarati sa udaljenom točkom. Paralelni zraci (ili njihov nastavak u suprotnom smeru) koji padaju na sočivo moraju proći kroz fokus nakon prelamanja, a kako se fokus poklapa sa udaljenom tačkom, zrake koje ulaze u oko izlaze (ili se skupljaju) sa daleke tačke oka i daju oštru sliku udaljenog objekta na mrežnici. Na primjer, ako je mijopija -2 dioptrija, onda je najdalje mjesto na udaljenosti
stoga, objektiv treba da se nanosi sa žižnom daljinom
tj. silom
diopter.
Isto tako i za dalekovidne oči; samo znak snage objektiva će biti pozitivan.
Navedeno treba uzeti u obzir pri razvoju i korištenju optičko-mehaničkih mjernih uređaja koji imaju okular. Okular bi trebao dopustiti to work na svako oko u stanju mira smještaja.
Pri razvoju optičko-mehaničkih mjernih uređaja potrebno je uzeti u obzir veličinu zjenice oka. Najbolji uslovi posmatranja će biti kada se izlazna zenica uređaja podudara sa zenicom oka u smislu lokacije i veličine. Položaj zjenica osigurava okular (posebna čahura ojačana na okularu).
Najvažniji parametar za mjerni proces je rezolucija oka (oštrina vida), pri čemu su dvije točke zatvaranja vidljive odvojeno.
Rezolucija oka se određuje posmatranjem tačkastih objekata, kontrastom K = 1 (crni udarci na bijeloj pozadini) i osvjetljenje 50-200 lux.
Pored toga, rezolucija oka određena je strukturom mrežnice. Ako se slike dvaju tačaka nalaze na jednom elementu za primanje svetla ili dva susedna, onda se takve tačke neće rešiti (za posmatrača će se spojiti na jedno mesto). Češeri (elementi za primanje svjetlosti u oku) imaju dužinu od oko 0,035 mm i širinu od 0,006 mm. Neophodan uslov za rezoluciju je lokacija slika dviju tačaka na elementima, između kojih postoji slobodan element. Kutno rastojanje između dvije maksimalne točke koje se može riješiti određuje se iz izraza
, (1)
gdje a ’- širina konusa, D - optička snaga oka (refrakcija oka).
dioptrija,
.
U mjernoj tehnologiji često je potrebno procijeniti pomicanje jednog dijela ravne linije u odnosu na drugi dio (nijalno poravnanje) ili simetrični raspored ravne linije između dviju pravocrtnih linija (bisektoralno poravnanje). U ovim slučajevima, granični kut rezolucije u sredini je šest puta manji (10 ”).
Kada se posmatraju na najboljoj udaljenosti, dvije točke će biti riješene ako se nalaze na udaljenosti jedna od druge
, (2)
gdje L - udaljenost najbolje vizije (250 mm), -odlučivanje oka ili zamjena numeričkih vrijednosti.
4.2. Instaliranje objektiva na autokollimator. Tačnost
Metoda je slična prethodnoj, samo se umjesto proizvoljnog izvora svjetlosti koristi autokolimator, a položaj baklje se određuje točnim očitavanjem na mrežici za autokolimator (slika 5).
Metod je jednostavan i visokih performansi.
Sl. 5. Centriranje sočiva sa autokolimacijskim kontrolama bljeska:
1-kertridž, 2-šelak smola, 3-autokolimacijska cev, 4-dijamantni alat, centri za zakrivljenje sfernih površina A i B sočiva
4.3. Instaliranje sočiva u samoncentrirajući uložak, preciznost metode
Najučinkovitiji način je centriranje sočiva u samocentrirajući kertridž na CA-100, CA-10A, CA-150B strojevima (Slika 6).
b) Nezavisni stepeni slobode: na bazi B - x, y, z, na bazi A -
Sl. 6. Shema centriranja objektiva u samocentrirajućem uređaju:
1-olovna kaseta, 2-sočivo, 3-slave kaseta, 4-osna rotacija vretena, 5-dijamantni alat (krug),
- središta zakrivljenosti sfernih površina A i B u dva položaja - prije i poslije ugradnje
Samoncentrirajući kertridž se sastoji od dvije istodobno rotirajuće polovice - lijeve i desne patrone. Oni su montirani na vretenu mašine tako da se osi njihovih ivica poklapaju sa osi rotacije vretena. Udaranje rubova patrone ne smije prelaziti 1-2 mikrona.
Leća postavljena između kertridža, pod djelovanjem opruge, kretat će se u smjeru od debelog do tankog ruba sve dok se optička osa leće ne poravna s osi rotacije vretena.
Objektiv se instalira na sljedeći način: radnik pažljivo nanosi objektiv na lijevi uložak, lišavajući ga tri pokreta - x, y, z (vidi sliku 6 za shemu baziranja). U ovom trenutku, optička osa je pod uglom prema osi vretena (). Nakon toga radnik lagano oslobađa oprugu desnog kertridža, a optička osa se rotira i poravnava se sa osovinom vretena. Objektiv na bazi B isporučen sa osloncem 3 gubi dva zavoja.
Za preciznost ugradnje važan je ugao pomaka sočiva. (vidi sl. 6), što je za bikonveksne i bikonkave leće zbroj uglova stezanja i površine leće, a za meniskus - pozitivna razlika ovih uglova.
Kut pomicanja sočiva formira se tangentama na radijuse zakrivljenosti površina sočiva, koje se provode kroz tačku dodira s rubom patrone. Kutovi između navedenih radijusa zakrivljenosti i osi leće su uglovi stezanja i.
Eksperimentalno je ustanovljeno [Sulim] da leće sa uglom pomaka
dobro montiran i centriran sa preciznošću od 0,01 mm. Kutni objektivi
instaliran gore i centriran sa preciznošću od 0,02-0,03 mm. S daljim smanjenjem kuta pomaka manje
Ova metoda obično nije centrirana.
Nakon instalacije, sočiva uključuju vreteno i glatko dovode dijamantski kotač. Brzina rotacije vretena i brzina pomaka zavise od tvrdoće stakla, debljine sočiva i abrazivnih svojstava točka. Načini obrade su odabrani empirijski.
Sila opruge valjkastog vretena je 20-80 N (2-8 kg) i povećava se s povećanjem promjera sočiva na 295 N.
4.4. Instalacija na uređaju
Centriranje sočiva na uređaju (Sl. 7) omogućava korištenje različitih mjernih sustava: ravnih, zakrivljenih, mikroskopi autokola, sa zaslonom CCD, koji značajno proširuje područje primjene.
Sl. 7. Centriranje na instrumentu
U ovoj metodi (sl. 8), centar donje sfere dijela 6 se uvijek nalazi na osi patrone 5, stoga je potrebno instalirati samo centar O 2 gornje površine, što znatno pojednostavljuje proces. Pokazano je da preciznost procesa uglavnom zavisi od tačnosti preuzimanja i očitavanja.
Razmotrimo detaljnije svaku od metoda.
U autokolimacijskom mikroskopu (Sl. 9), snop svjetlosti iz žarulje sa žarnom niti 1, koji prolazi kroz kondenzator 2, reflektira se od ploče za cijepanje snopa 3 i ogledala 4, osvjetljava rešetke 5 i 6, raspoređene duž osi do dubine polja leće kolimatora 7. Rešetke 5 i 6 predstavljaju krstovi: jedan - proziran na tamnoj pozadini, drugi - neproziran na svetloj pozadini. Slike ovih rešetki su projektovane pomoću sočiva 7, prizme 8, ravne paralelne ploče 9 i mikro-sočiva 10 u mikroskopsku ravninu, u koju su sekvencijalno postavljeni ili centar zakrivljenosti ili vrh mjerene površine.
Reflektovani svetlosni tok prolazi kroz mikro-sočivo 10, reflektuje se od ploče 9 i dijagonalne površine prizme 11, prolazi kroz sočivo 12, prizmu-kubu 13, prizmu 14 i ulazi u okular 15, kroz koji operater vidi autokalnu sliku ukrštanja rešetke 5 i 6. U prednjem žarištu u ravninu okulara postavljena je rešetka 16, koja je označena referentnim indeksom u obliku horizontalne linije i kontrolnog kruga malih dimenzija, koji obavlja funkciju referentne točke za centriranje mjerenog objektiva.
Sl. 8I - kolimator; II - mikroskop; 1 - lampa, 2 - kondenzator, 3 - ispitni objekt, 4 - sočivo, 5 - osovina, 6 - objektiv koji se instalira, 7 - sočivo, 8 - rešetka, 9 - okular, 10 - sočivo, 11 - rešetka, 12 - okular prizma, 13 - okular
Sl. 9. Šema autokolimacijskog mikroskopa
1 - osvjetljivač, 2 - kondenzator, 3 - ploča za razdvajanje snopa, 4 - zrcalo, 5 i 6 - rešetke, 7 - sočivo, 8 - prizma, 9 - ravna paralelna ploča, 10 - mikro leća, 11 - prizma, 12 - sočivo, 13 - kocka prizma, 14 - prizma, 15 - okular, 16 - mreža, 17 - ugradiva leća, 18 - osovina
Optička šema ekranskog mjernog mikroskopa (slika 10) sastoji se od končanice i tri referentna dijela. Na ekranu se projektuju slike mjerenog objekta, kao i glavne i referentne skale. Optički mikrometri se koriste u sistemima za čitanje.
Konture predmeta koji se mere se posmatraju na ekranu za posmatranje (pri slabom osvetljenju) ili gledaju kroz binokularni priključak (pri visokom svetlu). Odbrojavanje kretanja vagona vrši se prema slici glavne i referentne skale.
Svjetlo iz lampe 17 konstantnim kondenzatorom 16 i izmjenjivim sistemom osvjetljenja 18, 19 ili 20 je usmjereno na izmjenjivi objektiv 10, 11, 12 ili 13 (uvećanja ,
, i respektivno), osvjetljavajući izmjereni objekt P. Slika objekta se projicira kroz sočivo kroz prizmu 3 i zaštitne naočale 9 u ravninu staklene ploče 5 isprekidanim linijama. Ploča se može okretati unutar zamašnjaka
. Zajednička slika objekta i linija mreže kroz kolektiv 8 je projektovana objektivom 6 pomoću ogledala 7 i 1 na nišanskom ekranu 2. Goniometrijski optički sistem očitavanja prikazan je na istoj slici.
Svjetlo iz lampe 27 kroz kondenzator 26, svjetlosni filter 25 i tim 24 šalju se na stakleni kraj 4 (cijena podjele). a) ugao glave. Udovi su čvrsto povezani sa isprekidanom mrežicom i rotiraju se s njom. Objektiv 23 projicira osvijetljeni dio udova u ravninu fiksne skale očitavanja (minuta). Zajednička slika obje ljestvice projicira objektiv 22, kroz prizmu 21 i ogledalo 15 na ekranu 14 goniometra za očitavanje.
Sl. 10. Dijagram mikroskopa za mjerenje ekrana
4.5. Centriranje objektiva u okvir
Postoji nekoliko načina za centriranje sočiva kada su spojeni na obod, a jedan od njih je autokolimacija. Takvo jedinjenje se naziva skupom za autokolimaciju.
Automatsko centriranje .
Objektivi dizajnirani za montažu autokolimacije, u optičkom trgovačkom centru sa niskom preciznošću od 0.03 - 0.1 mm.
Okviri za sočiva se izrađuju u mašinskoj radionici s dozvolama za promjer baze i završetke podnožja. Zatim se objektivi fiksiraju u okvire valjanjem ili navojnim prstenom. O centriranju nije briga.
Na primjer, uzmite objektiv fotografskog objektiva u okvir, crtež koji je prikazan na slici 11. Na crtežu se obično određuje tolerancija za decentriranje - sa znacima ili tekstom u polju za crtanje. Na primjer, “osa neusklađenost
i ose 20 ne više od 0.01m. ”
Sl. 11. Primjer objektiva u okviru za montažu autokolimacije.
Da bi se izvršilo centriranje, potreban je precizan tokarilica, čiji vreteno ima otkucaje ne veće od 3-5 mikrona, optički uređaj nazvan autoklimaciona cijev YuS-13 *, koja A.A. Zabelin i podesiva kazeta za centriranje.
4.5.1. Uređaj autoklimacione cijevi YuS-13
Dijagram Zabelinove cijevi prikazan je na sl. 12. Sadrži: pokretni objektiv 14, iluminator sa izvorom 10, kondenzator 11 i ogledalo 12; objektiv i osvetljivač dele ogledalo 13, koji ima prozirni otvor (otvor) ili krst; Mikroskop M koji se sastoji od sočiva 4, merne mreže 6 i okulara 5. Ekran 17 se koristi za snimanje dubokog odstupanja.
Sl. 12. Uređaj za autookolimaciju YuS-13
4.5.2. Stezna glava uređaja
Uređaj patrone je shematski prikazan na sl. 13. Sastoji se od sljedećih glavnih dijelova. Kvačilo 1 se koristi za pričvršćivanje i orijentaciju patrone na vretenu. Centriranje će biti točnije, preciznije se postavlja stezna glava u odnosu na osovinu vretena. Najpreciznija orijentacija je moguća sa koničnom drškom, tj. umesto pojasa za sletanje D bi trebalo da bude drška. Kvačilo je opremljeno kućištem 2 patrone u obliku rukavca sa četiri radijalna vijka 4, koji se koriste za pomicanje unutrašnjosti uloška kroz staklo 3 u XOY ravnini. Vijci 5 služe za okretanje sferne podloške 6 (konveksna ili konkavna) sa okvirom montiranim na podlošku sa sočivom.
Glavni parametri kertridža: stvarni radijus
sferna podloška 6; stvarna udaljenost B od vrha podloške do kraja. Stvarni parametri i B se primjenjuju na patronu brendiranjem.
Izbor kertridža za centriranje određen je radijusom zakrivljenosti površine centriranog sočiva, sa kojim počinje proces centriranja. Na primjer, negativni uložak se koristi samo za velike negativne radijuse zakrivljenosti prve površine centriranog objektiva.
Sl. 13. Dijagram stezne glave.
Radijus prve površine sočiva određuje dužinu prelaznog trna do kertridža za centriranje (vidi dolje).
4.5.3. Proces centriranja
Zabelinova cijev je instalirana u pero za stražnjicu i, koristeći dva vijka 9 (jedan na slici 14 nije prikazan), nagnite cijev u dva međusobno okomita pravca kako bi poravnali osovinu cijevi s osi rotacije vretena. Okvir sa sočivom je ugrađen u kasetu za centriranje (slika 14, a) tako da je centar O 1 njegove površinske krivine najbliži cijevi u ravnini centra O kuglastog dijela patrone 1 (ova ravnina je okomita na os osovine). Ako duljina okvira ne dopušta kombiniranje O 1 i O, tada uzmite drugi uložak ili upotrijebite srednji trn (za izračunavanje trna, vidi dolje). Uključite osvetljivač. Zraka zraka od izvora svjetlosti 10 se projektira pomoću kondenzatora 11 nakon refleksije od ogledala 12 na ravnini ogledala 13 koji ima prozirni otvor (otvor) ili križ. Objektiv 14 projicira zrake do točke na optičkoj osi autokollimatora.
Sl. 14. Centriranje na autokolimatoru
Pomeranjem pero 8 zadnje strane mašine, u kojoj je cijev 7 postavljena kroz konusnu dršku, slika dijafragme (točka) formirana sa sočivom 14 je poravnata sa ravninom centara zakrivljenosti O 1 leće i centra zakrivljenosti O kuglastog čašice patrone. Trenutak koincidencije određen je oštrom slikom otvora, vidljivim u okularu 5, jer se zrake reflektirane od površine leće kreću u suprotnom smjeru (označene isprekidanom linijom strelicom) i projektiraju se objektivom 14 na ravninu ogledala 13. Offset slika dijafragme se vidi pod mikroskopom M. njegova rešetka 6. Ako je pomak veliki, onda slika pada na ekran 17 i ne gubi se tokom procesa podešavanja. Pri rotaciji vretena ova slika će opisati krug promjera D.
Sada je točka O 1 poravnana sa osovinom vretena. Da bi se to postiglo, okretanjem vijaka 15, koji se nalaze kroz 90 0 oko osovine vretena, pomični dio stezne glave pomiče se duž osi Y i Z sve dok se točka O 1 ne poravna sa osovinom vretena, pokretnim dijelom, tj. D = O (vidi Sliku 14, b) i udaranje O 1 centra tokom rotacije nije uočeno.
Zatim se leća 14 pomera u autokolimatoru kako bi se dobila oštra slika dijafragme formirana snopom zraka koji se odbija od druge površine sočiva sa centrom zakrivljenosti O 2. Ako se vidi rotacija vretena pomicanjem slike dijafragme, okrećite vijke 16 (Sl. 14, c) okretanjem sfernog dijela uloška dok se ne ukloni otisak slike dijafragme na rešetki 6 mikroskopa. To znači da centar O 2 leži na osi vretena. To će prouzrokovati pomak središta O 1 sa osi vretena kao i koliko će biti prikazano u nastavku.
Objektiv 14 u telu autokolimatora može pomaknuti sliku dijafragme (točke) sa kraja cijevi na udaljenosti od -15cm do
i do + 9cm, što omogućava centriranje sočiva sa radijusima radnih površina skoro svake veličine. Međutim, pomak leće 14 mijenja linearno povećanje
to se mora uzeti u obzir pri mjerenju decentralizacije. Vrijednost decentralizacije C, formirana kada centri zakrivljenosti O 1 ili O 2 površine leće ne podudaraju s osi rotacije vretena, određuje se formulom
, (3)
gde je linearno uvećanje autokolimatorskog sočiva,
- linearno uvećanje mikroskopa, m - cijena dijeljenja rešetke mikroskopa, D - promjer kruga, opisan slikom dijafragme u ravnini mreže mikroskopa, N - broj mrežnih podjela koje odgovaraju promjeru D.
Kao rezultat, nosač objektiva će imati prenos u odnosu na os osovine, ali je optička osa O 1 O 2 (sa greškom) poravnana sa osovinom vretena (vidi Sl. 14, c). Iskrivljenje naplatka koje nastaje uslijed poravnanja eliminira se obradom osnovnih površina (pogledati sl. 12, c i 13) bez uklanjanja oboda iz uloška za centriranje. Vanjska površina okvira s 20 se obrađuje do veličine jednake promjeru kućišta objektiva s minimalnim potrebnim zazorima (oko 0,01 mm). Kraj oboda se reže tako da može izdržati veličinu navedenu na crtežu 0.54 0,01 mm (pogledati sl. 11). Udaljenost od sočiva do kraja kada se podrezivanje mjeri pomoću indikatorskog uređaja prikazanog na sl. 15, a. tada se okvir skida sa stezne glave i ugrađuje se u stezna čahura tokarilice na obrađenim osnovnim površinama (vidi Sl. 15, b). Izrežite drugi kraj ležaja okvira tako da izdrži veličinu od 3 0,01 mm do druge površine sočiva. Proces centriranja sočiva je završen.
Sl. 15. Obrada obruča sočiva nakon centriranja
4.5.4. Određivanje metodološke greške metoda centriranja
Konstrukcije su napravljene na primjeru bikonveksne leće (Sl. 16). O 1 O 2 je optička osa za centriranje, O je središte sfere patrone, osi uloška koincidira sa osi vretena u XYZ koordinatnom sistemu, a osovina vretena se poklapa sa osom OX. Prvo pomeramo kertridž u ravni YOZ tako da kombinujemo tačku O 1 sa tačkom O. Osa kasete će zauzeti novi položaj. Središte sfere kertridža za pomicanje do točke
, centar zakrivljenosti O 2 se pomera do tačke . Rotirajući vijke, okrećite sferni dio patrone oko središta kako biste pomjerili centar sfere O 2 od točke do osi vretena do točke
. Na ovom skretanju, prvi centar zakrivljenosti O 1 iz tačke pređite na tačku
. Optička osa O 1 O 2 se ne poklapa sa osom rotacije vretena, "pojavljuje se nespecificirana greška metode."
Očigledno, da bi se smanjila ova greška, treba početi centriranje sa površine leće, koja je preciznije locirana u odnosu na os osovine, ili ponoviti cijeli proces.
Sl. 16. Sheme do definicije metodičke greške
4.5.5. Matematički model
Za izračunavanje tačnosti lokacije osa prema shemi na sl. 17 razvio je matematički model.
Postavljene su dve linije koje se ukrštaju. i b. Plane i dobije se paralelnim prenosom i b do raskrsnice.
Sl.1 7. Shema za kreiranje matematičkog modela
, b
, i collinear;
Kanoničke jednadžbe:
direktni:
,
direktni b:
,
gdje
.
Vektor
,
;
Skalarni proizvod:
Udaljenost između pređenih:
Ugao između križanja:
. (5)
4.6. Sheme za izračunavanje ugla i udaljenosti između optičke osi i osi okvira
Određivanje udaljenosti (Sl. 18)
Sl. 18. Shema za izračunavanje udaljenosti između optičke osi i osi okvira
Osovina mernog uređaja se podudara sa Oz; Oh 1
- središte sfere desno, Oh 2
središte leve sfere, segmenti
i
odrediti decentriranje desne i druge površine, respektivno.
Udaljenost između i Oz
ugrađena u sljedećem redoslijedu. Ušli smo u avion Xoyokomito Oz, onda je udaljenost definirana kao udaljenost između njihovih ortogonalnih projekcija na tu ravninu (tj. Xoy). Ortogonalna projekcija Oz - U tome je poenta Oh, konstruisaćemo projekciju koja je dizajnirala tačku Oh 2
- U tome je poenta znači
- projekcija i okomica OH - željenu udaljenost. Izračunajte ovu udaljenost.
Segmenti vektorizacije:
;
;
Jednadžba: ili opšta jednadžba linije
.
Predstavljamo notaciju; A onda - opšta jednačina linije.
Udaljenost od točke do linije:
Određivanje kuta (Sl. 19)
Paralelno sa vama Oz do tačke, zatim - željenog ugla.
ili (7)
Paralelno prenosimo segment na presek sa at Hzatim prava pozicija udaljenosti između i Oz.
Sl. 19. Shema za izračunavanje ugla između optičke osi i osi okvira
Urađena su istraživanja za deset tipova objektiva prikazanih na sl. 20
Sl. 20. Vrste sočiva
Prema istraživanju, sastavljena je tabela mogućnosti metoda centriranja:
Tabela 1.
Tačnost |
Konstrukcija objektiva, br. |
Vrsta proizvodnje |
Performanse |
Troškovi alata |
Napomena |
|
Blještavim s okom osvjetljivača |
finely serial |
|||||
Na bliještini sa AK: na odsjaju s okulara |
serijski |
|||||
Na bliještini sa AK: cCD glare |
||||||
U samocentrirajućoj steznoj glavi |
medium serial |
preostala decentralizacija se ne mjeri |
||||
Centriranje u adaptaciji: mikroskop sa okulara |
serijski |
|||||
Centriranje u uređaju: mikroskop sa ekranom |
medium serial |
|||||
Centriranje u adaptaciji: mikroskop sa |
medium serial |
|||||
Centriranje obruča (okular) |
serijski |
|||||
Centriranje obruča (CCD, monitor) |
medium serial |
4.7. O izboru patrone i proračunu trna
Kao što je ranije pomenuto, centriranje sočiva, po pravilu, mora početi eliminacijom decentralizacije površine koja je najbliža mikroskopu. U iznimnim slučajevima, kada je centar zakrivljenosti sfernog dijela uloška usklađen s centrom zakrivljenosti površine leće koji nije najbliži mikroskopu, centriranje površina leće se izvodi naizmjenično koristeći metodu uzastopnih aproksimacija.
Radijus prve površine centriranog sočiva određuje dužinu prelaznog trna do kertridža za centriranje. Dužina trna jednaka je razmaku između krajeva oslonca kertridža za centriranje i okvira centriranog sočiva. Izračunavanje dužine tranzitnog trna prikazano je sa specifičnim primjerima.
Sl. 16. Šeme za proračun tranzicionih rukava sa centriranjem
a - pozitivna kaseta, b - negativna patrona
Primer 1 Positive cartridge.
U zavisnosti od specifičnih podataka sočiva, postoje dve opcije za izračunavanje tranzitne osovine.
Opcija 1.
Za prvu površinu centrirane leće, odabrana je površina s radijusom R / 1 i sa centrom u točki (Slika 16, a)
Dužina trna L određuje se po formuli:
L = R / n-R / 1-B-P-d
Opcija 2.
Za prvu površinu, odabrana je površina s radijusom R / 1 i sa centrom u točki O / 1 (slika 16, a). Tada se dužina trna L odlučuje:
L = R // n-R // 1 -B-P
Primer 2 Negativni kertridž.
Određuje se dužina trna (slika 16, b)
L = R n-R 1 -B-P-d
4. 8. Postavljanje optičkih elemenata tokom montaže
Prilikom montaže elementarne montažne jedinice se spajaju dva dijela kroz direktan mehanički kontakt njihovih površina. Veza je interakcija dijelova u skladu sa njihovom funkcionalnom svrhom. Napominjemo da ovdje riječ "veza" ne znači proces stavljanja jednog dijela na drugi, već znači država. Obrazac za povezane delove kontaktni par.
Tako da par kontaktnog para ne bude slomljen tokom rada, on je podložan zatvaranju silom, oblikom, pričvršćivanjem.Pri stvaranju spojeva koristi se terminologija proizvodnih procesa; kaže se da je deo baziran ili orijentisan, što znači da bazira (orijentiše) prenošenje određenog položaja određenog crtežom dela koji se spaja u odnosu na osnovni. Potrebno je jasno shvatiti da su baziranje i konsolidacija dvije različite stvari. Ne možete reći "detalj je fiksiran", prvo se temelji detalj, a zatim fiksno, ako je potrebno.
Postoje početne (generalizovane) sheme baziranja za tipična tela: vidi tabelu. 2
Razmotrite bazu u okviru najmasivnijeg optičkog dela - objektiva. Temeljenje ne zavisi od konfiguracije objektiva. Podsjetimo se da kada se bazira na postizanju određenog položaja optičke osi objektiva - kombinacija osi sa geometrijskom osi osnovne površine okvira. Neusklađenost osovine se procenjuje po decentralizaciji 1. i 2. vrste. Decentrikcija 1. vrste je poprečni pomak leće duž osi X i Y (označen sa x i y) vidi tabelu. 2. Druga vrsta decentralizacije je nagib (okreta) leće u odnosu na osovinu osnovne površine okvira.
Na sl. 22a, b pokazuje tipičnu konstrukciju spajanja i pričvršćivanja ravnog konveksnog objektiva s navojnim prstenom.
Principi orijentacije optičkih delova kružnog oblika (sočiva, ravni-paralelni, staklene ploče, svjetovi, rešetke, itd.) Kada su povezani sa njihovim mehaničkim osnovnim dijelovima ovise o tipu dijela (njegova konfiguracija), o zahtjevima za funkcionalnu preciznost i pouzdanost veze.
Oštećeni stepen slobode određuje dizajner na osnovu stanja veze. Ako je nekoliko površina istog dijela uključeno u spoj, za njih se kaže da se temelje na skupu baza. U ovom slučaju, kako ne bi lišio dio “ekstra” stupnjeva slobode (to se naziva i prevelikim), dizajner bi trebao koristiti sljedeća pravila.
Klasifikacija osnovnih kontaktnih parova
Tabela 2.
Kombinacije površina para |
Couples Classes |
||||
Sfera i sfera |
|||||
Sfera i cilindar |
|||||
Sfera i avion |
|||||
Cilindar i cilindar |
|||||
Cilindar i ravnina |
|||||
Avion i avion |
Pravilo jedan. Prilikom baziranja uvijek treba biti glavna baza podataka (GB).
GB je površina koja lišava dio najvećeg broja stupnjeva slobode i odgovoran za glavnu funkciju veze.Kao GB, može se koristiti ravnina: ravnina lišava dio tri stupnja slobode, zove se kontaktni par treće klase (P 3): “duga” cilindrična površina, lišava dio četiri stupnja slobode, naziva se kontaktni par.
četvrta klasa (P 4): i konačno, konusna površina - kontaktni par pete klase (P 5).
Kada se bazira GB mora biti.
Prilikom dodjele drugih osnova, dizajner bi trebao koristiti
Drugo pravilo. Kada bazirate skup baza, svaka naredna baza (nakon glavne baze) ne bi trebala duplicirati funkciju prethodne baze. Primjeri mogućeg dupliciranja prikazani su na sl. 21. Na slici 21, i očigledno dupliciranje, koje se mora eliminisati promenom dizajna, vidi Sliku 21, b.
Sl. 21. Primer dupliranja nepismenog dizajna veze.
Razmotrimo primjere ovih pravila za baziranje objektiva i određivanje dimenzija okvira - osnovnog dijela - vidi sliku .. U svim slučajevima, osnovni zadatak baze je kombinirati optičku osu objektiva 00A (0 1 0 2) s geometrijskom osi osnovnog elementa veze (BAS).
Sl. 22. Tipične šeme za baziranje i fiksiranje sočiva: a) GB-sfera sočiva, b) GB-ravnina, c) GB-sfera objektiva, d) i e) GB-sfera R 2 ; 1 - sočivo; 2 - okvir; 3 - pričvršćivanje navojnog prstena
Prema dijagramu na slici 22, a glavna baza je prstenasta linija sočiva, kugla. I dolazi u kontakt sa okvirom na prstenastoj ivici. To je kontaktni par klase P 3 koji lišava sočivo od tri stepena slobode - pomjeranja duž osi XYZ (sami pomaci su označeni malim slovima x, y, z). Okreti sočiva regulirani su dodatnom bazom - cilindričnom površinom sočiva. Ovo je kontaktni par klase P 2, koji lišava objektiv dva zavoja ω x i ω y. I kontakt u paru mora biti sa garantovanim jazom. Prema tome, ova osnova osigurava poprečni pomak leće (decentriranje druge vrste) ne više od polovine zbroja tolerancija na vanjski promjer objektiva i kontaktni promjer okvira.
Ako je tačnost niti u prstenu manja od tačnosti slijetanja na DN7 (što se obično događa), onda je kut nagiba osi 00a β = arctan (? / L), gdje? - maksimalni razmak prema D7 l - dužina kontaktnih površina.
Na osnovu sheme sl. 22, b, ulogu glavne baze obavlja uski prstenasti pojas na površini B sočiva, čija se širina, jednaka polovini razlike između punog i svjetlosnog promjera objektiva, normalizira standardima. U ovom slučaju dobija se kontaktni par klase P 3 (z, ω x, ω y). Dodatna baza - cilindrična površina - par klase P 2 x, y).
Usporedba shema pokazuje veliku razliku u funkcionalnim performansama. Dakle, u drugom slučaju, P 2 par “kontroliše” decentriranje prve vrste, a P 3 par u prvom slučaju. U prvom, D St mora biti egzaktan, au drugoj, obična preciznost.
Na sl. 22, g i d, prikazano je polaganje i pričvršćivanje prstenastog prstenastog prstena koji je poduprt sferičnom površinom na ivici slemena - to je kontaktni par R3 (x, y, z). Prilikom zavrtanja navojnog prstena, rotacija leće će uglavnom biti određena veličinom razmaka "S" u prikladnosti, unutar kojeg je moguće okretati? Φ x, y ≈? C / (R 2 * Cosγ).
Razmotrite efekat sile pričvršćivanja sa navojnog prstena na položaj sočiva u okviru (vidi sliku 23).
Sl. 23. Dijagram za određivanje efekta sile iz navojnog prstena na mjestu leće
Kao što se može vidjeti iz slike, sa strane ruba, reakcijska sila N djeluje na sočivo (zbog sile F na strani navojnog prstena) koja ima komponentu T, pomičući objektiv duž osi X (sve dok leća ne dodirne suprotnu stranu ruba) kada je ta komponenta veća od komponente T „Sile trenja F Tr između objektiva, prstena i oboda. Tako, ovaj kontakt, koji ograničava pomeranje sočiva duž osi Z, takođe oduzima pomeranje objektiva duž osi Y i X.
Treba napomenuti da će se pomak leće pojaviti kada je uslov α\u003e 2ρ zadovoljen ili približno
D / 2R\u003e = 2≈0,3 (*),
gde je ρ ugao trenja, R je poluprečnik leće, je koeficijent kliznog trenja materijala okvira i sočiva.
Sada je potrebno shvatiti koje osnove ograničavaju okretanje objektiva.
Postoje dvije moguće opcije. Prvo, preciznost navoja je mala, a preciznost u sletanju po Ø D l je visoka, tada će rotacija sočiva biti ograničena kontaktom sočiva na Ø D l, a ugao β nagiba osi je jednak arctg (? / L).
Druga opcija, preciznost navoja je veća od prikladnosti za Ø D l, zatim za kut
β = arctg (? / l) (**),
gdje - razmak u navoju, l - dužina navoja.
Kada uslov (*) nije zadovoljen, leća se ne kreće duž osi X, a ulogu glavne baze preuzima prsten sa navojem, lišavajući objektiv kretanje duž Z i okrećući ω x, ω y. Tačnost ovog "lišavanja" može se odrediti izrazom (**).
Analiza razmatranih baznih uvjeta omogućava nam da zaključimo da će zahtjevi (tolerancije) za parametre okvira, navojnog prstena i priključnog objektiva biti različiti i zavisiti od konfiguracije veze i stanja (*).
Na primjer, ako je uvjet (*) ispunjen u spoju prikazanom na sl. 21, a otvor Ø Ø okvira treba biti koaksijalan sa osi otvora Ø D b, au spoju prikazanom na sl. 21, b ovog poravnanja nije potrebno, ali je potrebno poravnanje Ø D b i Ø DN7. Tolerancija na prečniku sočiva mora biti zategnuta, a tolerancije na navojnom prstenu su slobodne.
Treba obratiti pažnju na takve „sitnice“, koje često padaju iz vidokruga dizajnera i tehnologa. Tako, na primer, noseća ivica grebena okvira ne bi trebalo da ima brus i oštricu, pa bi pravac kretanja rezača trebalo da bude od ivice u "telo" dela (slika 24, a) tokom njegove obrade, a kada da se smanji deformacija ivice okvira i sočiva prilikom pričvršćivanja posljednji rub izveden pod kutom od 135, ili pod kutem koji se dodiruje sferičnom površinom sočiva (Sl. 24, b, c). Neophodno je osigurati položaj vrhova konusne površine ruba na osnovnoj osi okvira.
Sl.24 . Lokacija ivice na bazi naplatka
Strogo govoreći, takav sistem ne treba zvati autokolimator, jer kolimacija u svom izvornom značenju znači paralelni tok zraka. Međutim, široka praksa upotrebe metoda autokolimacije proširila je ovo ime na sisteme koji rade sa neparalelnim gredama.
Optički instrumenti- uređaji u kojima je zračenje bilo kojeg spektralnog područja(ultraljubičasto, vidljivo, infracrveno) transformisan (preskočeno, reflektovano, prelomljeno, polarizovano).
Odavanje počasti istorijskoj tradiciji, optički uređaji koji se obično nazivaju vidljiva svjetlost.
U početnoj procjeni kvaliteta uređaja se razmatraju samo glavnihis karakteristike:
- svjetlost- sposobnost koncentracije zračenja;
- razlučiva snaga - sposobnost razlikovanja susjednih detalja slike;
- povećanje - Odnos veličine objekta i njegove slike.
- Za mnoge uređaje, definišuća karakteristika je vidno polje- ugao pod kojim su ekstremne tačke objekta vidljive iz središta uređaja.
Rješavanje snage- karakteriše sposobnost optički instrumenti dati odvojene slike dvije bliske točke objekta.
Najmanja linearna ili ugaona udaljenost između dvije točke, od koje se spajaju njihove slike, zove seograničenje linearne ili ugaone rezolucije.
Sposobnost uređaja da razlikuje dvije bliske točke ili linije je zbog valne prirode svjetlosti. Numerička vrednost snage razdvajanja, na primer, sistema sočiva, zavisi od sposobnosti dizajnera da se nosi sa aberacijama objektiva i pažljivo centrira ova sočiva na istoj optičkoj osi. Teorijska granica rezolucije dviju susjednih točaka slike definirana je kao jednakost udaljenosti između njihovih centara i radijusa prvog tamnog prstena njihove difrakcijske slike.
Povećaj. Ako je objekat dužine H okomit na optičku osovinu sistema, a dužina njegove slike je h, onda je povećanje u m određeno formulom:
m = h / H .
Povećanje zavisi od žižne daljine i relativnog položaja objektiva; Da bi izrazili ovu zavisnost, postoje odgovarajuće formule.
Važna karakteristika uređaja za vizuelno posmatranje je vidljivo povećanje M. Određuje se iz odnosa veličine slike objekta, koji se formiraju na mrežnici oka sa direktnim posmatranjem objekta i gledanjem kroz uređaj. Obično je vidljivo povećanje M izraženo odnosom M = tgb / tgagde je a ugao pod kojim posmatrač vidi objekat golim okom, a b je ugao pod kojim oko posmatrača vidi predmet kroz uređaj.
Glavni deo svakog optičkog sistema je sočivo. Objektivi su dio gotovo svih optičkih uređaja.
Lens – optički prozirno tijelo ograničeno sfernim površinama.
Ako je debljina samog sočiva mala u usporedbi s polumjerima zakrivljenosti sfernih površina, onda se leća naziva tanka.
Objektivi su prikupljanje i rasipanje. Sakupljajuća leća u sredini je deblja nego na rubovima, difuzna sočiva, naprotiv, je tanja u srednjem dijelu.
Vrste leća: \\ t
- ispupčen:
- bikonveksni (1) \\ t
- konveksni stan (2) \\ t
- konkavno-konveksni (3) \\ t
- konkavno:
- bikonkavske (4) \\ t
- ravna konkavna (5) \\ t
- konveksna-konkavna (6) \\ t
Osnovne oznake u objektivu:
Naziva se pravac koji prolazi kroz centre zakrivljenosti O 1 i O 2 sfernih površina glavna optička osa sočiva.
U slučaju tankih sočiva, možemo približno pretpostaviti da se glavna optička osa presijeca sa sočivom u jednoj točki, što se obično naziva. optički središnji objektiv O Snop svjetlosti prolazi kroz optički centar objektiva, ne odstupajući od izvornog smjera.
Centar za optička sočiva- tačku kroz koju prolaze svetlosni zraci bez prelamanja u sočivu.
Glavna optička osa - Pravac koji prolazi kroz optički centar sočiva, okomit na objektiv.
Pozivaju se sve linije koje prolaze kroz optički centar bočne optičke ose.
Ako je snop zraka paralelan glavnoj optičkoj osi usmjeren na sočivo, onda nakon prolaska kroz sočivo zrake (ili njihovi nastavci) će se okupiti u jednoj točki F, koja se zove glavni fokus objektiva. Tanki objektiv ima dva glavna fokusa koji su simetrično locirani na glavnoj optičkoj osi u odnosu na objektiv. U sakupljanju trikova sočiva su stvarni, u rasipanju oni su imaginarni.
Zrake zraka paralelne s jednom od sekundarnih optičkih osi, nakon prolaska kroz sočivo, također su fokusirane u točki F ', koja se nalazi na sjecištu sekundarne osi s žarišnom ravninom F, odnosno ravninom okomitom na glavnu optičku osu i prolazi kroz glavni fokus.
Fokalna ravnina- ravna, okomita na glavnu optičku osu sočiva i prolazi kroz fokus objektiva.
Naziva se rastojanje između optičkog centra objektiva O i glavnog fokusa F žižna daljina. Označava se istim slovom F.
Refrakcija paralelnog snopa zraka u objektivu za prikupljanje.
Refrakcija paralelnog snopa zraka u difuznom objektivu.
Točke O 1 i O 2 su centri sfernih površina, O 1 O 2 je glavna optička osa, O je optički centar, F je glavni fokus, F "je bočni fokus, OF" je bočna optička osa, a F je fokalna ravnina.
Na crtežima, tanke leće prikazane u obliku segmenta sa strelicama:
prikupljanje: disipativan:
Glavno svojstvo objektiva– sposobnost da se daju slike objekata. Slike su ravno i naopako, valid i imaginary, uvećano i smanjena.
Položaj slike i njen karakter može se odrediti geometrijskim konstrukcijama. Da biste to uradili, koristite svojstva nekih standardnih zraka, čiji je tok poznat. To su zrake koje prolaze kroz optički centar ili jedan od žarišta sočiva, kao i zrake paralelne sa glavnom ili jednom od sekundarnih optičkih osi. Za izradu slike u objektivu koristite bilo koja dva od tri zraka:
Zraka koja pada na sočivo paralelno s optičkom osi, nakon prelamanja, prolazi kroz fokus objektiva.
Zraka koja prolazi kroz optički centar sočiva nije prelamana.
Zraka koja prolazi kroz fokus objektiva nakon prelamanja je paralelna s optičkom osi.
Položaj slike i njena priroda (realna ili imaginarna) može se izračunati i pomoću formule tankog sočiva. Ako je udaljenost od objekta do objektiva označena sa d, a udaljenost od objektiva do slike kroz f, onda se formula tankog sočiva može napisati u obliku:
Naziva se vrednost D, obrnuta žižna daljina objektivi za optičku snagu.
Jedinica moći je dioptrija (dioptrija). Dioptrija - optička snaga objektiva sa žižnom daljinom od 1 m: 1 dioptrija = m –1
Fokalne dužine sočiva se obično dodjeljuju određenim znakovima: za sakupljajuću leću F\u003e 0, za difuzni F< 0 .
Vrijednosti d i f također podliježu određenom pravilu znakova:
d\u003e 0 i f\u003e 0 za stvarne objekte (to jest, stvarni izvori svjetlosti, a ne nastavak zraka koji se spajaju iza objektiva) i slike;
d< 0 и f < 0 – для мнимых источников и изображений.
Tanki objektivi imaju brojne nedostatke koji ne dozvoljavaju visokokvalitetne slike. Nazivaju se izobličenja koja se javljaju tokom formiranja slike aberacije. Glavne su sferne i hromatske aberacije.
Sferna aberacijamanifestuje se u činjenici da se u slučaju širokih svetlosnih zraka, zraka daleko od optičke osi, sijeku ne u fokusu. Formula tanke leće važi samo za zrake blizu optičke osi. Slika udaljenog tačkastog izvora, stvorenog širokim snopom zraka koji se prelama objektivom, ispada da je zamagljena.
Chromatic aberationproizlazi iz činjenice da indeks refrakcije materijala leće zavisi od talasne dužine svetlosti λ. Ovo svojstvo transparentnog medija naziva se disperzija. Žižna daljina objektiva je različita za svjetlo s različitim valnim duljinama, što dovodi do zamućenja slike kada se koristi ne-monokromatska svjetlost.
U modernim optičkim uređajima koriste se ne tanki objektivi, već kompleksni multi-objektivni sistemi, u kojima je moguće približno eliminirati različite aberacije.
Formiranje skupljačkih leća valid image Stavka se koristi u mnogim optičkim uređajima, kao što su kamera, projektor itd.
Ako želite da napravite kvalitetan optički uređaj, trebali biste optimizirati skup njegovih glavnih karakteristika - osvjetljenje, rezoluciju i uvećanje. Ne možete napraviti dobar, na primjer, teleskop, postižući samo veliko vidljivo povećanje i ostavljajući mali otvor (otvor blende). Imaće lošu rezoluciju, jer je direktno zavisna od otvora blende. Dizajni optičkih uređaja su veoma raznovrsni, a njihove karakteristike su diktirane namenom određenih uređaja. Međutim, pri realizaciji bilo kog projektovanog optičkog sistema, potrebno je sve optičke elemente urediti strogo u skladu sa usvojenom shemom, sigurno ih fiksirati, osigurati precizno podešavanje položaja pokretnih dijelova, postaviti ploče otvora kako bi se uklonilo neželjeno pozadinsko raspršeno zračenje. Često je potrebno izdržati specificirane vrijednosti temperature i vlažnosti unutar uređaja, smanjiti vibracije, normalizirati raspodjelu težine, osigurati odvođenje topline iz lampe i druge pomoćne električne opreme. Dodata vrednost izgled uređaj i lako rukovanje.
Mikroskop, povećalo, povećalo.
Ako posmatramo objekat koji se nalazi iza sočiva ne dalje od fokalne tačke kroz pozitivnu (sakupljačku) leću, onda se vidi uvećana imaginarna slika objekta. Ovaj objektiv je jednostavan mikroskop i zove se povećalo ili povećalo.
Iz optičke šeme možete odrediti veličinu uvećane slike.
Kada je oko podešeno na paralelni snop svetla (slika subjekta je na neodređeno vreme long distance, a to znači da se objekat nalazi u žarišnoj ravnini leće), očigledan porast M može se odrediti iz odnosa: M = tgb / tga = (H / f) / (H / v) = v / f, gde je f žižna daljina leće , v je udaljenost najbolje vizije, tj. najmanja udaljenost na kojoj oko dobro vidi tokom normalnog smještaja. M se povećava za jedan kada je oko podešeno tako da je imaginarna slika objekta na udaljenosti od najboljeg pogleda. Sposobnost smještaja za sve ljude je različita, s godinama se pogoršava; smatra se da je najveća udaljenost od 25 cm normalne oči. U vidnom polju jednog pozitivnog objektiva, dok se udaljavate od njegove osi, oštrina slike se naglo pogoršava zbog poprečnih aberacija. Iako postoje povećala sa povećanjem od 20 puta, njihova tipična multiplicitet je od 5 do 10. Povećanje složenog mikroskopa, koji se obično naziva samo mikroskopom, dostiže 2000 puta.
Teleskop.
Teleskop povećava prividnu veličinu udaljenih objekata. Šema najjednostavnijeg teleskopa uključuje dva pozitivna sočiva.
Zrake udaljenog objekta, paralelne s osi teleskopa (zrake a i c u dijagramu), prikupljaju se u pozadinskom fokusu prvog objektiva (objektiv). Drugi objektiv (okular) je uklonjen iz žarišne ravnine sočiva na njegovoj žarišnoj duljini, a zrake a i c izlaze iz njega opet paralelno s osi sustava. Neki snop b, koji ne dolazi iz onih tačaka objekta, odakle potječu zrake a i c, pada pod kutom a prema osi teleskopa, prolazi kroz prednji fokus objektiva i zatim ide paralelno sa osi sistema. Okular ga usmjerava prema zadnjem fokusu pod kutom b. Pošto je udaljenost od prednjeg fokusa sočiva prema oku posmatrača zanemariva u odnosu na udaljenost do objekta, izraz za prividno uvećanje M teleskopa može se dobiti iz sheme: M = -tgb / tga = -F / f "(ili F / f). Znak pokazuje da je slika obrnuta, u astronomskim teleskopima ona ostaje ista, u teleskopima se koristi sistem obrtanja za posmatranje zemaljskih objekata kako bi se prikazale normalne, a ne obrnute slike. e ili, u dvogled, prizme.
Dvogled.
Binokularni teleskop, koji se obično naziva dvogled, je kompaktan instrument za promatranje s oba oka u isto vrijeme; njegovo povećanje je obično od 6 do 10 puta. U dvogledu se koristi par sistema za omatanje (najčešće - Porro), od kojih se svaki sastoji od dvije pravokutne prizme (sa bazom od 45 °), orijentirane prema pravokutnim rubovima.
Da bi se postiglo veliko uvećanje u širokom vidnom polju, bez aberacija objektiva, a samim tim i značajnog ugla gledanja (6-9 °), dvogledu je potreban vrlo kvalitetan okular, napredniji od teleskopa sa uskim uglom gledanja. Fokus slike je obezbeđen u okularu dvogleda, sa korekcijom vida, a njegova skala je označena u dioptriji. Pored toga, u dvogledu se položaj okulara prilagođava udaljenosti između očiju posmatrača. Obično su dvogledi označeni u skladu s njihovim povećanjem (u sanducima) i promjerom sočiva (u milimetrima), na primjer, 8 * 40 ili 7 * 50.
Optički nišan.
Kao optički nišan, bilo koji teleskop se može koristiti za zemaljska opažanja, ako se u bilo kojoj ravnini njegovog prostora slike primjenjuju jasne oznake (rešetke, oznake), koje odgovaraju datoj svrsi. Tipičan uređaj mnogih vojnih optičkih instalacija je takav da objektiv teleskopa otvoreno gleda u metu, a okular je u skloništu. Takva shema zahteva razbijanje optičke osi vida i korišćenje prizmi da bi se ona pomerila; te iste prizme pretvaraju obrnutu sliku u direktnu. Sistemi sa odstupanjem optičke osi nazivaju se periskopski. Obično se optički nišan izračunava tako da se zenica njegovog izlaza ukloni sa zadnje površine okulara na dovoljnoj udaljenosti kako bi se zaštitnikovo oko zaštitilo od udarca po ivici teleskopa kada se oružje oporavi.
Domet tragača
Optički daljinomeri, pomoću kojih mjere udaljenosti do objekata, su dva tipa: monokularni i stereoskopski. Iako se razlikuju u strukturalnim detaljima, glavni dio optičke sheme za njih je isti, a princip rada je isti: na poznatoj strani (bazi) i dva poznata ugla trokuta određena je nepoznata strana. Dva paralelno orijentisana teleskopa, razdvojena razdaljinom b (baza), grade slike istog udaljenog objekta na takav način da se čini da ih se može posmatrati u različitim smjerovima (veličina mete može poslužiti i kao baza). Ako koristite bilo koje prihvatljivo optički uređaj kombinovati polja slike oba teleskopa tako da se mogu istovremeno posmatrati, ispada da su odgovarajuće slike objekta prostorno odvojene. Postoje detektori dometa ne samo sa potpunim preklapanjem polja, već i sa polovicom: gornja polovina prostora slike jednog teleskopa je kombinovana sa donjom polovinom prostora slike druge. U takvim uređajima koristi se odgovarajući optički element vrši se kombinacija prostorno odvojenih slika i izmjerena vrijednost se određuje relativnim pomakom slika. Često prizma ili kombinacija prizmi služi kao element za smicanje.
MONOCULAR DALNOMER. A je pravokutna prizma; B - pentaprizma; C - sočiva objektiva; D - okular; E - oko; P1 i P2 su fiksne prizme; P3 - pokretna prizma; I 1 i I 2 - slike pola vidnog polja
U monokularnom krugu daljinomera prikazanom na slici, ova funkcija se izvodi pomoću prizme P3; to je povezano sa skalom koja je mjerena na mjerenjima udaljenosti do objekta. Pentaprizme B se koriste kao reflektori svetlosti pod pravim uglom, jer takve prizme uvek skreću snop svetlosti upada na 90 °, bez obzira na tačnost njihove instalacije u horizontalnoj ravni uređaja. Slike koje stvaraju dva teleskopa u stereoskopskom daljinomeru koje posmatrač vidi sa oba oka odjednom. Osnova takvog detektora dometa omogućava posmatraču da sagleda položaj objekta volumetrijski, na određenoj dubini u prostoru. Svaki teleskop ima mrežu sa oznakama koje odgovaraju vrijednostima udaljenosti. Posmatrač vidi razmak skale koji ide duboko u prikazani prostor i određuje udaljenost objekta od njega.
Uređaji za osvjetljenje i projekciju. Spotlights.
U optičkoj šemi reflektora, izvor svjetlosti, kao što je električni krater za pražnjenje, nalazi se u fokusu paraboličnog reflektora. Zrake koje zrače iz svih tačaka luka se reflektiraju paraboličnim ogledalom skoro paralelnim jedna s drugom. Zraka zraka se blago divergira jer izvor nije svjetlosna točka, već volumen konačne veličine.
Diascope
Optička šema ovog uređaja, dizajnirana za gledanje prozirnih folija i transparentnih okvira u boji, uključuje dva sistema leća: kondenzator i projekcijsko sočivo. Kondenzator ravnomerno osvetljava transparentni original, usmeravajući zrake u projekcijsko sočivo koje stvara sliku originala na ekranu. Projekciono sočivo omogućava fokusiranje i zamenu sočiva, što vam omogućava da promenite rastojanje do ekrana i veličinu slike na njemu. Optička shema filmskog projektora je ista.
SCHEME DIASKOPA. A je slajd; B - kondenzator sočiva; C - projekcijsko sočivo; D - ekran; S - izvor svjetlosti
Spektralni instrumenti.
Glavni element spektralnog instrumenta može biti disperzijska prizma ili difrakcijska rešetka. U takvom instrumentu, svjetlo se prvo kolimira, tj. formira se u snop paralelnih zraka, zatim se raspada u spektar, i, konačno, slika ulaznog proreza instrumenta je fokusirana na njegov izlazni otvor duž svake valne duljine spektra.
Spektrometar
U ovom manje ili više univerzalnom laboratorijskom instrumentu, sistemi za kolimiranje i fokusiranje se mogu rotirati u odnosu na centar tabele na kojoj se nalazi element koji razlaže svetlost u spektar. Uređaj ima skale za brojanje kuteva rotacije, na primjer, disperzivnu prizmu, i kutove odstupanja nakon nje različitih komponenti boje spektra. Rezultati takvih očitanja mjere, na primjer, indekse loma transparentnih krutina.
Spectrograph.
To je naziv uređaja u kojem je snimljeni spektar ili njegov dio snimljen na fotografskom materijalu. Možete dobiti spektar od prizme iz kvarca (raspon 210-800 nm), stakla (360-2500 nm) ili kamene soli (2500-16000 nm). U onim spektralnim oblastima gde prizme slabo apsorbuju svetlost, slike spektralnih linija u spektrografu su svetle. U spektrografima sa difrakcijske rešetke potonji obavljaju dvije funkcije: razgrađuju zračenje u spektar i fokusiraju komponente boje na fotografski materijal; takvi uređaji se koriste u ultraljubičastom području.
Kamerato je zatvorena komora koja ne propušta svetlost. Slika snimljenih objekata nastaje na fotografskom filmu pomoću objektivnog sistema koji se naziva objektiv. Specijalni zatvarač omogućava otvaranje objektiva u trenutku izlaganja.
Karakteristika kamere je da na ravnom filmu treba dobiti prilično oštre slike objekata na različitim udaljenostima.
U filmskoj ravni, oštre su samo slike objekata na određenoj udaljenosti. Fokusiranje se postiže pomeranjem objektiva u odnosu na film. Slike tačaka koje ne leže u ravni oštrog vođenja, zamagljene su u obliku krugova rasipanja. Veličina d ovih krugova može se smanjiti dijafragmom sočiva, tj. smanjuje otvor a / f. To dovodi do povećanja dubinske oštrine.
Objektiv moderne kamere sastoji se od nekoliko sočiva kombiniranih u optičke sisteme (na primjer, optička shema Tessara). Broj objektiva u objektivima najjednostavnijih kamera varira od jednog do tri, au modernim skupim kamerama ima ih do deset ili čak osamnaest.
Optička shema Tessar
Optički sistemi u objektivu mogu biti od dva do pet. Gotovo sve optičke šeme su raspoređene i rade na isti način - fokusiraju zrake svjetlosti koje prolaze kroz sočiva na fotosenzitivnu matricu.
Samo kvalitet slike na fotografiji zavisi od objektiva, da li će fotografija biti oštra, da li će slika izobličiti oblik i liniju, da li će prenijeti boju - sve zavisi od svojstava objektiva, tako da je objektiv jedan od najvažnijih elemenata moderne kamere.
Objektivi sočiva su izrađeni od posebnih vrsta optičkog stakla ili optičke plastike. Stvaranje objektiva je jedna od najskupljih operacija stvaranja kamere. Poredeći staklena i plastična sočiva, vrijedi napomenuti da su plastične leće jeftinije i lakše. Trenutno, većina objektiva jeftinih amaterskih kompaktnih fotoaparata izrađena je od plastike. Ali, takva sočiva su sklona ogrebotinama i nisu tako izdržljiva, nakon otprilike dvije ili tri godine postaju zamućena, a kvalitet fotografija ostavlja puno da se poželi. Optičke kamere su skuplje od optičkog stakla.
Trenutno, većina kompaktnih fotoaparata je napravljena od plastike.
Između njih, sočivo objektiva lepi ili se povezuje sa veoma precizno izračunatim metalnim okvirima. Leće za lepljenje mogu se naći mnogo češće od metalnih okvira.
Projekcioni aparatidizajniran za izradu velikih slika. Objektiv O projektora fokusira sliku ravnog objekta (slajd D) na udaljenom ekranu E. Sustav leća K, nazvan kondenzator, dizajniran je da koncentrira svjetlost izvora S na klizaču. Na ekranu E kreira se prava uvećana obrnuta slika. Povećanje aparata za projekciju može da se promeni zumiranjem ili uklanjanjem ekrana E dok se istovremeno menja rastojanje između klizača D i objektiva O.
Instrumenti i pribor:
biološki mikroskop, osvetljivač, mikrometar, milimetarski ravnalo, klizač sa tankom žicom, klizač sa kosom, histološki uzorak ispruženog mišića, postolje za skiciranje slike.
Svrha rada:
ispitajte mikroskop, odredite uvećanje mikroskopa i linearnu veličinu malog objekta.
Koncepti optike koji se koriste u priručniku:
1. Lens - transparentno tijelo ograničeno sa dvije sferične površine, jedna od površina može biti ravna.
Tanki objektiv - sočivo čija je debljina mala u poređenju sa radijusom njegove zakrivljenosti.
Optički sistem - sistem od nekoliko sočiva.
Glavna optička osa sočiva - pravac koji prolazi kroz centre svih sfernih površina.
Glavna optička osa sistema - linija na kojoj leže centri svih sfernih površina.
Skupljajući objektiv - sočivo koje pretvara snop paralelnih zraka koji padaju na njega u konvergirajući zrak.
Optički centar tankog sočiva - tačku koja se nalazi na glavnoj optičkoj osi kroz koju prolazi svetlosni snop bez promene pravca. Obično se poklapa sa geometrijskim centrom objektiva.
Optički centar oka - uslovna tačka oka modela, kada prolazi kroz koje snop ne mijenja smjer.
Glavni fokus objektiv - točka na kojoj se, nakon prelamanja, sijeku zrake koje padaju na sočivo paralelno s njegovom glavnom optičkom osi. U skladu sa smjerom širenja snopa razlikuju se prednji i stražnji glavni žarišta
Fokalna ravnina - ravni koje prolaze kroz glavne fokuse leće okomito na glavnu optičku osu. Paralelni zraci koji se nalaze na objektivu pod bilo kojim uglom u odnosu na glavnu optičku osu se sijeku u žarišnoj ravnini.
Žižna daljina - udaljenost od optičkog centra tankog sočiva do njegovog glavnog fokusa.
Najbolja udaljenost vida - najmanja udaljenost od objekta do oka, pri čemu oko daje oštru sliku s minimalnim naponom smještaja. Za normalno oko je 25 cm.
Kut gledanja - ugao koji čine zrake koje dolaze iz ekstremnih tačaka objekta kroz optički centar oka.
Immersion system - leća mikroskopa, u kojoj je prostor između prvog objektiva i objekta koji se razmatra ispunjen tečnošću sa velikim indeksom prelamanja, nazvanim uranjanje.
Optički sistem i princip mikroskopa
Mikroskop je kombinacija dva optička sistema kratkog fokusa - objektiv i okular.
Žižna daljina
objektiv - nekoliko milimetara,
okular - nekoliko centimetara.
Shema optičkog sistema mikroskopa i tok zraka u njoj prikazani su na slici 1. Odnos između fokalnih dužina i optičke dužine cijevi je proizvoljan.
Objektiv i okular prikazani su u obliku dva sakupljača objektiva On i Ok. Mali objekat AB se postavlja na pozornicu ispred sočiva na udaljenosti nešto višoj od fokalne dužine.
Slika na slici 1 izgrađena je prema pravilima za konstrukciju slike u tankim objektivima za najjednostavniji slučaj. Kada se objekat nalazi na glavnoj optičkoj osi. Zrak 1 ide od tačke B paralelne sa glavnom optičkom osi OO 1 i nakon prelamanja u sočivu prolazi kroz njegov stražnji glavni fokus F oko. Zraka 2 ide od točke B bez prelamanja kroz optički centar leće O. Na sjecištu ovih zraka leži točka B 1 - slika točke B. Spustite okomicu iz ove točke na glavnu optičku os i dođite do točke A 1 srednje slike A 1 B 1.
Tako, koristeći objektiv, dobijamo pravu, uvećanu, obrnutu srednju sliku u ravnini koja nužno leži iza prednjeg glavnog fokusa okulara F cca.
Slično tome, koristeći 1 'i 2' grede, konstruiramo konačnu sliku koju je stvorio okular. Nakon prelamanja u okularu, ove zrake formiraju divergirajuću zraku i stoga se ne sijeku. Produžite ih u suprotnom smjeru, točka presjeka B 2 je imaginarna slika točke B 1, a segment A 2 B 2 je konačna slika objekta AB, uvećana, imaginarna i obrnuta u odnosu na objekt koji leži na udaljenosti od najboljeg pogleda S. Ova slika gleda u oko: divergirajući zrak zraka 1 'i 2' iz okulara ulazi u oko, prelaman je optičkim sistemom i formira pravu sliku na mrežnici. Pri radu sa mikroskopom, oko je postavljeno tako da se njegov optički centar poklapa sa zadnjim glavnim fokusom okulara Fock. Zbog toga se od ovog mjesta konvencionalno mjeri udaljenost najboljeg pogleda.
Povećanje koje daje mikroskop pokazuje koliko puta je veličina slike objekta veća od veličine samog objekta (Slika 1)
K = A 2 U 2 / AB (1)
Ako uzmemo da je K on = A 1 B 1 / AB, a K on = A 2 B 2 / A 1 B 1, dobijamo
K = K o To ok (2)
Iz sličnosti trokuta OCF 'oko i A 1 B 1 F' oko i jednakosti AB = OS, F 'oko A 1 dobijamo
, (3)
i iz sličnosti trokuta S 1 O 1 F 'ok i A 2 V 2 F ok i jednakosti A 1 V 1 = O 1 S 1 dobijamo
(4)
gde je length optička dužina cevi - rastojanje između zadnjeg fokusa sočiva i prednjeg fokusa okulara; S je udaljenost najboljeg vida; f on, f ok - žižne daljine leće i okulara. Nakon zamene formule (3) i (4) u izraz (2), dobijamo
(5)
Povećanje objektiva i okulara prikazano je na njihovom rubu, na primjer, na leći: 8,20,40,60; na okularu: 7x, 10x, 15x.
MICROSCOPE RESOLUTION
Tehnički je moguće napraviti optičke mikroskope, čije će leće i okulari dati ukupno povećanje od 1500-2000 i više. Međutim, to je nepotrebno, jer je mogućnost razlikovanja malih detalja nekog objekta ograničena difrakcijskim fenomenima. Kao rezultat toga, slika najsitnijih detalja objekta gubi oštrinu, može doći do kršenja geometrijske sličnosti slike i objekta, susjedne točke će se spojiti u jednu, slika može potpuno nestati. Dakle, u optici postoje sljedeće koncepte koji karakteriziraju kvalitet mikroskopa : rezolucija, ograničenje rezolucije i korisno povećanje .
Rezolucija mikroskopa - svojstvo mikroskopa da odvojeno prikaže sliku o malim dijelovima subjekta koji se razmatra.
Granica rezolucije - ovo je najmanja udaljenost između dvije točke koje su vidljive u mikroskopu odvojeno.
Što je niža granica rezolucije, veća je rezolucija mikroskop . Granica rezolucije određuje najmanju veličinu dijelova koji mogu varirati u pripremi pomoću mikroskopa.
Predstavljamo koncept aperture angle je kut između ekstremnih zraka koničnog svjetlosnog snopa koji dolazi iz središta objekta u objektiv (Slika 3a).
Da bi se stvorila slika, odnosno, za rezoluciju nekog objekta, dovoljno je da zrake koje formiraju maksimume od samo nule i prvog reda barem na jednoj strani padaju u sočivo (Sl. 2 i 3b). Učešće u formiranju slike zrna iz većeg broja uspona poboljšava kvalitet slike, njen kontrast. Stoga, zraci koji formiraju ove maksimume trebaju biti unutar ugla otvora objektiva.
Dakle, ako je objekt difrakcijska rešetka sa periodom d i svetlo pada na njega normalno (Sl. 2 i 3b), onda zrake koje formiraju maksume nule i prvog reda na obe strane moraju biti uključene u formiranje slike, a ugao 1 je ugao skretanje zraka koje čine maksimum prvog reda, treba da bude, u krajnjem slučaju, jednako kutu U / 2. Ako uzmemo rešetku sa manjim periodom d ', onda će ugao 1' 1 biti veći od ugla U / 2 i slika se neće pojaviti. Dakle, period rešetke d može se uzeti kao granica rezolucije mikroskopa Z. Zatim, koristeći formulu difrakcijske rešetke, pišemo za k = 1 :. Zamijenimo d sa Z, a by 1 sa U / 2, dobijamo (6)
Tokom mikroskopije, svetlosni zraci padaju na objekat pod različitim uglovima. Kod kosog upada zraka (slika 3d) granica rezolucije se smanjuje, budući da će u stvaranju slike biti uključene samo zrake koje tvore nulti red i maksimum prvog reda, a kut will 1 će biti jednak kutu otvora U. Proračuni pokazuju da formula za granica rezolucije u ovom slučaju ima sljedeći oblik
(7)
a) b) c) d)
1 prednji objektiv, 2 - objektiv.
Slika 3
Ako je prostor između objekta i sočiva ispunjen medijumom za potapanje sa indeksom prelamanja n, koji je veći od indeksa loma zraka, tada će valna duljina svjetla biti jednaka n = n . Zamenjujući ovaj izraz u formuli za granicu rezolucije (7), dobijamo
ili (8)
Prema tome, formula (7) određuje granicu rezolucije za mikroskop sa suhom sočivom i formulu (8) za mikroskop s potopnim lećama. Vrijednosti sin 0.5 U i n sin 0.5 U ove formule nazivaju se numeričkim otvorom objektiva i označene su slovom A . S obzirom na to, formula za granicu rezolucije mikroskopa u opštoj formi piše se na sledeći način: (9).
Kao što se može vidjeti iz formula (8) i (9), rezolucija mikroskopa ovisi o valnoj duljini svjetlosti, veličini ugla otvora, indeksu prelamanja medija između objektiva i objekta, kutu upada svjetlosnih zraka na objekt, ali ne ovisi o parametru okulara. Okular ne daje nikakve dodatne informacije o strukturi objekta, ne poboljšava kvalitet slike, već samo povećava srednju sliku.
Rezolucija mikroskopa može se povećati upotrebom uranjanja i smanjenjem talasne dužine svjetlosti..
Povećanje rezolucije pri korištenju uranjanja može se objasniti na sljedeći način. Ako je između objektiva i objekta prisutan zrak (suha leća), onda svjetlosni snop, kada se kreće od pokrivnog stakla do zraka, okruženje s nižim indeksom prelamanja, značajno mijenja svoj smjer kao rezultat prelamanja, te stoga manje zraci padaju u objektiv. Kada se koristi imerzioni medij, čiji je indeks prelamanja približno jednak indeksu prelamanja stakla, nema promena u toku zračenja u medijumu i veliki broj zraka pada u sočivo.
Voda se uzima kao potopna tečnost (n = 1,33), ulje kedra (n = 1,515), itd. Ako je maksimalni kut otvora modernih sočiva 140 0, onda je A = 0,94 za suvu leću, i uranjanje A = 1,43. Ako proračun koristi talasnu dužinu svetlosti 55 = 555 nm, na koju je oko najosetljivije, granica rezolucije suve leće će biti 0,30 μm, a kod uranjanja ulja - 0,19 μm. Vrijednost numeričkog otvora je označena na nosaču objektiva: 0,20; 0.40; 0.65 i drugi
Povećanjem rezolucije optičkog mikroskopa smanjenjem talasne dužine svetlosti koristi se ultraljubičasto zračenje. U tu svrhu postoje specijalni ultravioletni mikroskopi sa kvarcnom optikom i uređaji za posmatranje i fotografisanje objekata. Pošto ovi mikroskopi koriste svetlost sa talasnom dužinom od približno dva puta manja od one vidljive svjetlosti, oni su sposobni da razreše strukturu preparata dimenzijama od oko 0,1 µm. Ultraljubičasta mikroskopija ima još jednu prednost - može se koristiti za istraživanje neobojenih lijekova. Većina bioloških objekata je transparentna u vidljivoj svetlosti, jer je ne apsorbuju. Međutim, oni imaju selektivnu apsorpciju u ultraljubičastom području i stoga se lako razlikuju u ultraljubičastim zrakama.
Najviša rezolucija elektronskog mikroskopa. Pošto je talasna dužina kretanja elektrona 1000 puta manja od dužine svetlosnog talasa.
I ionski mikroskopi.
History of
Starost najstarije leće stara je više od 3000 godina, takozvana Nimrudova sočiva. Pronađen je prilikom iskopavanja jedne od drevnih prestonica Asirije u Nimrudu Austina Henryja Layarda 1853. godine. Objektiv ima oblik blizak ovalnom, grubo prizemljenom, jedna strana je konveksna, a druga ravna, ima 3-struko povećanje. Lens Nimrud predstavljen u Britanskom muzeju.
Prvi spomen leće može se naći u Aristofanovoj starogrčkoj drami "Oblaci" (424 pne), gdje je vatra izvađena uz pomoć konveksnog stakla i sunčeve svjetlosti.
Karakteristike jednostavnih sočiva
U zavisnosti od oblika razlikovati okupljanje (pozitivno) i rasipanje (negativne) leće. Grupa skupljačkih leća obično se pripisuje leći, u kojoj je sredina deblja od njihovih ivica, a grupa difuznih sočiva - sočivo čije su ivice deblje od sredine. Treba napomenuti da je to tačno samo ako je indeks refrakcije materijala leće veći od indeksa okoline. Ako je indeks loma objektiva manji, situacija će biti obrnuta. Na primjer, mjehurić zraka u vodi je bikonveksni difuzni objektiv.
Objektivi su po pravilu karakterizirani optičkom snagom (mjerenom u dioptriji) i žarišnom duljinom.
Za konstrukciju optičkih uređaja s ispravljenom optičkom aberacijom (prvenstveno kromatske, zbog disperzije svjetlosti, akromata i apokromata) važna su i druga svojstva objektiva i njihovih materijala, npr. Indeks refrakcije, koeficijent disperzije, koeficijent apsorpcije i indeks rasipanja materijala u odabranom optičkom opsegu .
Ponekad su objektivi / optički sistemi sočiva (refraktori) specijalno dizajnirani za upotrebu u okruženjima sa relativno visokim indeksima prelamanja (vidi imerzijski mikroskop, uronjene tekućine).
Naziva se konveksno-konkavna sočiva meniskus i može biti kolektivno (zadeblja prema sredini), difuzno (zadeblja prema rubovima) ili teleskopski (žižna daljina jednaka beskonačnosti). Tako, na primer, naočare za leće za kratkovidnost - po pravilu, negativne meniske.
Suprotno uobičajenoj zabludi, optička snaga meniskusa istog radijusa nije nula, već pozitivna i zavisi od indeksa prelamanja stakla i debljine sočiva. Meniskus čiji su centri za krivljenje površine u jednoj točki naziva se koncentrična leća (optička snaga je uvijek negativna).
Distinctive property kolektivna leća je sposobnost prikupljanja zraka koje padaju na njegovu površinu u jednoj tački koja se nalazi na drugoj strani sočiva.
Zrake koje padaju na difuzno sočivo, nakon napuštanja, prelamaju se prema rubovima sočiva, odnosno rasipaju se. Ako se ovi zraci nastave u suprotnom smeru, kao što je prikazano na slici tačkastom linijom, oni će konvergirati u jednoj tački F, koja će biti fokus ovaj objektiv. Ovaj trik će imaginary.
Ono što je rečeno o fokusu na optičkoj osi jednako se primenjuje na one slučajeve gde je slika tačke na nagnutoj liniji koja prolazi kroz centar sočiva pod uglom u odnosu na optičku osu. Naziva se ravnina okomita na optičku os, koja se nalazi u fokusu sočiva fokalna ravnina.
Kolektivna sočiva mogu biti usmjerena na objekt bilo kojom stranom, kao rezultat toga zrake koje prolaze kroz sočivo mogu biti sakupljene s jedne ili druge strane. Dakle, objektiv ima dva fokusa - front i straga. Nalaze se na optičkoj osi na obje strane objektiva na fokusnoj udaljenosti od glavnih točaka objektiva.
Često se u tehnici koristi koncept povećanja sočiva (povećala) i označen je kao 2 ×, 3 ×, itd. U ovom slučaju, povećanje je određeno formulom = D = F + d F = d F + 1 (prikazni stil Gama _ (d) = ((F + d) nad (F)) = ((d) nad (F)) + 1) (kada se gleda u blizini objektiva). Gde? F (\\ t - žižna daljina d (prikaz stila d) \\ t - udaljenost najboljeg vida (za sredovječne odrasle osobe oko 25 cm). Za objektiv sa žižnom daljinom od 25 cm, povećanje je 2 ×. Za objektiv sa žižnom daljinom od 10 cm, povećanje je 3,5 ×.
Tok zraka u tankom objektivu
Objektiv za koji se pretpostavlja da je debljina nula naziva se tanak u optici. Za takvo sočivo nisu prikazane dvije glavne ravni, već jedna u kojoj se spajaju prednji i stražnji dio.
Razmotrimo konstrukciju putanje snopa proizvoljnog smjera u tankoj sakupljačkoj leći. Da bismo to uradili, koristimo dva svojstva tankog sočiva:
- - Greda koja prolazi kroz optički centar objektiva ne mijenja smjer;
- - Paralelni zraci koji prolaze kroz sočivo konvergiraju u fokalnoj ravni.
Razmotrimo snop SA proizvoljnog smjera, koji se nalazi na objektivu u točki A. Konstruiramo liniju njegovog širenja nakon prelamanja u sočivu. Da bi se to postiglo, konstruiramo snop OB, paralelan sa SA i prolazeći kroz optički centar O objektiva. Prema prvom svojstvu sočiva, snop OB ne mijenja smjer i prelazi fokalnu ravninu u točki B. Prema drugom svojstvu leće, paralelni snop SA nakon prelamanja mora sjeći fokalnu ravninu u istoj točki. Dakle, nakon prolaska kroz sočivo, snop SA će pratiti putanju AB.
Slično tome, možete napraviti i druge zrake, kao što je SPQ snop.
Označiti udaljenost SO od sočiva do izvora svjetlosti u, udaljenost OD od sočiva do žarišne točke zraka s v, žarišna duljina OF od f. Izvodimo formulu koja povezuje ove količine.
Razmotrimo dva para sličnih trokuta: O S O A (prikazni stil, trokut SOA) i B O F B (statički trokut OFB), A D O A \\ t i B D F B (trokut DFB) \\ t. Napišite proporcije
O A u = B F f; O A v = B F v - f. (frist (OA) (u)) = (frac (BF) (f)) qquad (frac (OA) (v)) = (frac (BF) (v-f)).Podelimo prvi odnos sa drugim, dobijamo
v u = v - f f; vu = vf - 1. (fst (v) (u)) = (frac (vf) (f)) qquad (frac (v) (u)) = (frac (v)) (f)) - 1.)Nakon podjele oba dijela izraza v i preraspodjele članova, dolazimo do konačne formule
1 u + 1 v = 1 f (displaystyle (frac (1) (u)) + (frac (1) (v)) = (frac (1) (f)))gdje f (prikaz stila f (frac () ())) - žižna daljina tankog sočiva.
Hod u sistemu sočiva
Tok zraka u sistemu sočiva konstruiran je istim metodama kao i za jedan objektiv.
Razmotrimo sistem od dva sočiva, od kojih jedan ima žižnu daljinu OF, a drugu O 2 F 2. Izgradite SAB putanju za prvo sočivo i nastavite segment AB dok ne uđete u drugu leću u tački C.
Iz tačke O 2 gradimo snop O 2 E paralelno sa AB. Na preseku sa žarišnom ravninom drugog sočiva, ovaj snop će dati tačku E. Prema drugom svojstvu tankog sočiva, snop AB će proći duž staze CE nakon prolaska kroz drugo sočivo. Presek ove linije sa optičkom osom drugog sočiva daje tačku D, gde će se fokusirati sve zrake koje dolaze iz izvora S i prolaze kroz oba objektiva.
Snimanje tankim objektivom za sakupljanje
Prilikom predstavljanja karakteristika leća, razmatran je princip konstruisanja slike svetleće tačke u fokusu sočiva. Zrake koje padaju na leće na levoj strani prolaze kroz njen zadnji fokus, a one koje padaju na desno prolaze kroz prednji fokus. Treba napomenuti da je kod difuznih objektiva, naprotiv, zadnji fokus smješten ispred objektiva, a prednji dio iza.
Izgradnja slike objektiva objekata koji imaju određeni oblik i veličinu, dobija se na sledeći način: na primer, linija AB je objekat koji se nalazi na određenoj udaljenosti od sočiva, mnogo veći od njegove žižne daljine. Iz svake tačke objekta kroz sočivo nalazi se beskonačan broj zraka, od kojih, radi jasnoće, dijagram pokazuje samo tok tri zraka.
Tri zrake koje izlaze iz tačke A prolaze kroz sočivo i presijecaju se na odgovarajućim tačkama nestajanja na A 1 B 1, formirajući sliku. Rezultat je slika valid i inverted.
U ovom slučaju, slika je snimljena u konjugiranom fokusu u nekoj fokalnoj ravni FF, donekle udaljenoj od glavne fokalne ravnine F 'F', koja prolazi paralelno njoj kroz glavni fokus.
Ove vrijednosti zavise jedna od druge i određuju se pomoću formule koja se zove formula za tanke leće (prvi primio Isaac Barrow):
1 u + 1 v = 1 f (prikaz stila (1 u) + (1 v) = (1 \\ tgdje u (\\ t - udaljenost od objektiva do objekta; v (\\ t f (prikaz stilova f) \\ t - glavna žižna daljina objektiva. U slučaju debelog sočiva, formula ostaje nepromijenjena s jedinom razlikom da se udaljenosti ne mjere od središta objektiva, već od glavnih ravnina.
Da biste pronašli nepoznatu vrijednost sa dva poznata, koristite sljedeće jednadžbe:
f = v v u v + u (displaystyle f = ((v) cdot u) (v + u))) u = f v v v - f (displaystyle u = ((f) cdot v) (v-f))) v = f u u u - f (displaystyle v = ((f) cdot u) (u-f)))Treba napomenuti da su znakovi u (\\ t, v (\\ t, f (prikaz stilova f) \\ t se biraju na osnovu sledećih razmatranja - za realnu sliku stvarnog objekta u sakupljačkoj leći - sve ove vrednosti su pozitivne. Ako je slika imaginarna - udaljenost do nje se uzima kao negativna, ako je objekt imaginarni - udaljenost do njega je negativna, ako se objektiv difuzno - žarišna duljina je negativna.
Slike crnih slova kroz tanku konveksnu leću sa žižnom daljinom f (crveno). Prikazivanje zraka za slova E, I i K (plava, zelena i narandžasta). Slikovna slova E (nalazi se na udaljenosti od 2 f) važeći i obrnuti, iste veličine. Slika I (on f) - u beskonačnosti. Slika To (on f/ 2) imaginarni, direktni, udvostručeni
Linearno povećanje
Linearno povećanje m = a 2 b 2 a b (prikaz stila m = ((a_ (2) b_ (2)) \\ t (za sliku iz prethodnog odeljka) je odnos veličine slike prema odgovarajućoj veličini objekta. Ovaj odnos se može izraziti i kao frakcija. m = a 2 b 2 a b = v u (prikaz stila m = ((a_ (2) b_ (2)) nad (ab)) = (v) \\ tgdje v (\\ t - udaljenost od objektiva do slike; u (\\ t - udaljenost od objektiva do objekta.
Evo m (\\ t postoji faktor linearnog uvećanja, tj. broj koji označava koliko puta su linearne dimenzije slike manje (veće) od stvarnih linearnih dimenzija objekta.
U praksi računanja, mnogo je prikladnije izraziti ovaj odnos u smislu u (\\ t ili f (prikaz stilova f) \\ tgdje f (prikaz stilova f) \\ t - žižna daljina objektiva.
M = f u - f; m = v - f f (prikaz stila m = (f preko (u-f)); m = ((v-f) na f)).
Izračunavanje žižne daljine i optičke snage objektiva
Vrijednost žižne daljine za objektiv može se izračunati pomoću sljedeće formule:
n 0 f = (n - n 0) (1 R 1 - 1 R 2 + (n - n 0) dn R 1 R 2) (prikaz stila (frac (n_ (0)) (f)) = (n) (frac (1) (R_ (1))) - (frac (1) (R_ (2))) + (frac ((nnn_ (0)) d) (nR_ (1) R_ (2))) \\ tgdjeN (prikaz stila n) - indeks refrakcije materijala leće, - indeks prelamanja medija koji okružuje sočivo,
D (\\ t - rastojanje između sfernih površina sočiva duž optičke osi, također poznato kao debljina sočiva,
Radijus zakrivljenosti površine koja je bliža izvoru svjetla (dalje od fokalne ravnine),
Radijus zakrivljenosti površine koja je udaljenija od izvora svjetlosti (bliže žarišnoj ravnini),
For R 1 (\\ t u ovoj formuli, znak radijusa je pozitivan ako je površina konveksna, a negativna ako je konkavna. For R 2 (\\ t naprotiv, pozitivna je ako je konkavna i negativna ako je konveksna leća (optika). Ako d (prikaz stila d) \\ t zanemarivo mali u odnosu na žižnu daljinu, naziva se takvo sočivo finoa žižna daljina se može naći kao:
n 0 f = (n - n 0) (1 R 1 - 1 R 2). (fst (n_ (0)) (f)) = (n-n_ (0)) (frac (1) (R_ (1))) - (frac (1)) R_ (2))) \\ t(Ova formula se takođe zove formula za tanke leće.) Žižna daljina je pozitivna za prikupljanje objektiva, a negativna za difuzne leće. Magnitude n 0 f (prikazni stil (frac (n_ (0)) (f))) zove optička snaga leće. Optička snaga objektiva se meri u dioptričije su jedinice m −1. Optička snaga takođe zavisi od indeksa prelamanja okoline. n 0 (\\ t.