سیستم نوری مرکزی اپتیک هندسی
کار خوب شما در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید.
دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوان که از دانش و دانش خود در زمینه تحصیل و کار خود استفاده می کنند، بسیار سپاسگزار خواهند بود.
ارسال شده در http://www.allbest.ru/
مرکزی سیستم نوری
یک سیستم نوری متمرکز یک سیستم نوری است که دارای محور تقارن (محور نوری) است و تمام خواص آن را حفظ می کند، زمانی که آن را در اطراف این محور چرخان می کند.
برای یک سیستم نوری متمرکز، شرایط زیر باید باشد:
· تمام سطوح صاف عمود بر محور است
مراکز تمام سطوح کروی متعلق به محور است
· تمام دیافراگم ها دور هستند، مراکز همه دیافراگم ها متعلق به محور هستند،
· تمام رسانه ها یا همگن هستند و یا توزیع شاخص انکسار تقریبا در محور است.
سیستم های نوری مرکزی ممکن است شامل آینه های مسطح و منشورهای بازتابی باشد که محور نوری را شکسته، اما در واقع بر تقارن سیستم تأثیر نمی گذارد (شکل 1).
شکل 1 سیستم نوری مرکزی با شکستن در محور نوری.
فاصله کانونی لنز مرکز نوری
یک لنز که ضخامت آن صفر است، در اپتیک نازک نامیده می شود. برای چنین لنزی، آنها هواپیماهای دو طرفه را نشان نمی دهند، بلکه یکی که در آن قدام و خلفی، همانطور که هست، با هم ادغام می شوند.
ساختن مسیر پرتو یک جهت دلخواه در یک لنز جمع آوری نازکی را در نظر بگیرید. برای این ما از دو ویژگی استفاده می کنیم. لنز نازک:
پرتو که از طریق مرکز نوری لنز عبور می کند، جهت آن را تغییر نمی دهد؛
اشعه های موازی که از طریق لنز عبور می کنند در یک کانال کانونی قرار می گیرند.
تیر SA را از جهت دلخواهی که بر روی لنز در نقطه A اتفاق می افتد در نظر بگیرید. خط تولید آن را پس از انکسار در لنز ایجاد کنید. برای انجام این کار، پرتو OB، موازی با SA و عبور از مرکز نور O لنز را می سازیم. با توجه به اولين ويژگي لنز، پرتو OB جهت خود را تغيير نميدهد و از فوکوس کانون در نقطه B عبور مي کند. طبق ويژگي دوم لنز، SA پرتو موازي پس از شکستن بايد فوکوس را در همان نقطه تقاطع کنيم. بنابراین، پس از عبور از لنز، پرتو SA مسیر AB را دنبال می کند.
به طور مشابه، شما می توانید اشعه های دیگر مانند SPQ پرتو ایجاد کنید.
فاصله فاصله SO از لنز تا منبع نور توسط u را نشان می دهد، فاصله OD از لنز تا نقطه کانونی اشعه ها توسط v، فاصله کانونی OF f را نشان می دهد. ما یک فرمول مربوط به این مقدار را دریافت می کنیم.
دو جفت مثلث مشابه را در نظر بگیرید: 1) SOA و OFB؛ 2) DOA و DFB. نسبت ها را بنویسید
تقسیم اول نسبت با دوم، ما دریافت می کنیم
پس از تقسیم هر دو قسمت از بیان توسط v و مرتب سازی مجدد اعضا، ما به فرمول نهایی می رسیم
جایی که طول کانونی یک لنز نازک است.
تصویربرداری با یک لنز جمع آوری نازک
در ارائه مشخصات لنزها، اصل ساخت تصویری از یک نقطه درخشان در فوکوس لنز در نظر گرفته شد. اشعه هایی که روی لنز در سمت چپ قرار می گیرند از طریق تمرکز پشت خود عبور می کنند و کسانی که از طریق تمرکز روی جلوی راست سقوط می کنند. لازم به ذکر است که در لنزهای توزیع شده، در مقابل، تمرکز پشت در مقابل لنز، و جلو پشت است.
ساخت یک تصویر لنز از اشیاء با یک شکل و اندازه خاص، به شرح زیر به دست می آید: به عنوان مثال، خط AB یک شیء است که در فاصله ای از لنز واقع شده است، بسیار بیشتر از فاصله کانونی آن است. از هر نقطه ی شیء از طریق لنز یک تعداد بی نهایت اشعه، که برای وضوح، نمودار فقط یک دوره از سه پرتو را نشان می دهد.
سه شعاع از نقطه A از طریق لنز عبور می کنند و در نقاط مربوط به ناپدید شدن A 1 B 1، یک تصویر را تشکیل می دهند. تصویر حاصل معتبر و تلنگر شده است.
در این حالت، تصویر در تمرکز کنتراسیون در یک فوکوس فوکوس FF، که تا حدودی دور از فوکوس اصلی F "F" است، عبور می کند و از طریق تمرکز اصلی موازی به آن، به دست می آید.
اگر جسم در فاصله بی نهایت دور از لنز باشد، تصویر آن در فوکوس پشت لنز F قرار می گیرد "واقعی، معکوس شده و به یک شباهت نقطه کاهش می یابد.
اگر جسم نزدیک به لنز است و در فاصله ای بزرگتر از فاصله کانونی دو لنز واقع شده است، پس از آن تصویر واقعی، چرخش و کاهش خواهد یافت در پشت تمرکز اصلی در بخش بین آن و فاصله کانونی دوگانه قرار دارد.
اگر جسم در فاصله کانونی دوتایی از لنز قرار گرفته باشد، تصویر حاصل در طرف دیگر لنز در فاصله کانونی دوتایی از آن قرار دارد. تصویر به صورت واقعی، معکوس و برابر با موضوع به دست می آید.
اگر جسم بین فوکوس جلو و فاصله کانونی دوگانه قرار گیرد، تصویر پشت فاصله کانونی دوگانه قرار می گیرد و واقعی، چرخشی و بزرگ می شود.
اگر جسم در فوکوس فوکوس اصلی لنز قرار داشته باشد، پس از عبور از لنز، اشعه ها به طور موازی حرکت می کنند و تصویر را فقط می توان در بی نهایت به دست آورد.
اگر شی در فاصله کمتر از اصلی قرار گیرد فاصله کانونیاشعه ها از لنز در یک پرتو متقاطع بیرون می آیند، هرگز هرگز تقاطع نکنند. در نتیجه تصویر به شکل خیالی، مستقیم و بزرگتر می شود در این مورد، لنز مانند یک ذره بین عمل می کند.
آسان است که ببینیم هنگامی که یک شی از نهایت به مرکز تمرکز لنز نزدیک می شود، تصویر دور از تمرکز عقب حرکت می کند و هنگامی که جسم به فوکوس فوکوس می رسد، از آن بی نهایت است.
این الگو در عمل انواع مختلف کار عکاسی اهمیت زیادی دارد، بنابراین برای تعیین رابطه بین فاصله از شی به لنز و از لنز به صفحه تصویر، لازم است که فرمول پایه لنز را بدانیم.
محاسبه فاصله کانونی و قدرت نوری لنز
مقدار کانونی برای لنز را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
شاخص انکسار مواد لنز، شاخص شکستن محيط اطراف لنز،
فاصله بین سطوح کروی لنز در امتداد محور نوری، همچنین به عنوان ضخامت لنز شناخته می شود و علائم با شعاع، مثبت است اگر مرکز سطح کروی در سمت راست لنز قرار دارد و اگر در سمت چپ باشد، منفی باشد. اگر نسبت به فاصله کانونی آن کم اهمیت باشد، چنین لنزی نامیده می شود نازک، و فاصله کانونی آن را می توان به عنوان:
جایی که R\u003e 0 اگر مرکز انحنای سمت راست از محور اصلی نوری باشد؛ ر<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.
مقدار قدرت نوری لنز نامیده می شود. قدرت نوری لنز در دیوپترها اندازه گیری می شود که واحد اندازه گیری آن 1 است.
این فرمولها را می توان با توجه به روند ساخت یک تصویر در یک لنز با استفاده از قانون Snell بدست آورد، اگر از فرمول های مثلثاتی کلی به تقریب تقریبی تقریبی استفاده کنیم. علاوه بر این، برای رسیدن به یک فرمول نازک لنز، راحت آن را با یک منشور مثلثی جایگزین کنید و سپس از فرمول زاویه انحراف برای این منشور استفاده کنید.
لنزها متقارن هستند، یعنی آنها فاصله کانونی یکنواخت بدون در نظر گرفتن جهت نور دارند - به سمت چپ یا راست، که با این حال به سایر ویژگی ها مانند انحرافات اعمال نمی شود، که میزان آن بستگی به سمت لنز به نور دارد.
ارسال شده در Allbest.ru
اسناد مشابه
ماهیت لنز، طبقه بندی محدب آن (جمع آوری) و مقعر (پراکندگی) شکل می گیرد. مفهوم تمرکز لنز و فاصله کانونی. ویژگی های ساخت تصویر در لنز، بسته به مسیر پرتو پس از refraction و محل شی.
ارائه در تاریخ 02/22/2012 اضافه شد
محاسبه ابعاد طرح نوری. تعيين ميدان زاويه ای چشمی، قطر شمع ورودی مونوكور، فاصله کانونی لنز، قطر ديافراگم ميدان. محاسبات بی رویه از چشمی و منشور. ارزیابی کیفیت تصویر سیستم نوری.
مقاله دوره، اضافه شده 07.02.2013
تئوری ابتدایی لنزهای نازک. تعیین طول کانونی از اندازه شی و تصویر آن و فاصله دومی از لنز. تعیین طول کانونی از اندازه جابجایی لنز. نسبت بزرگنمایی لنز
کار آزمایشگاهی، در تاریخ 07.03.2007 اضافه شده است
سیستم نوری کامل محاسبه پریسی، انتخاب چشمی. سیستم نوری متقارن و فضایی. پارامترهای طراحی، منحنی لنز و منشور. محاسبه انحرافات تک تک. نقاشی شبکه را آزاد کنید اشیاء سه بعدی فضایی
بررسی، افزوده شد 10/02/2013
زاویه منشور refracting زاویه کوچکترین انحراف از پرتو از جهت اصلی. قدرت نوری لنز کامپوزیت. منبع نقطه با توزیع کوزوینی از شدت نور. تشکیل باندهای تداخل شدت درخشان در جهت محور آن.
بررسی، اضافه شده 12/04/2010
در نظر گرفتن مقیاس امواج الکترومغناطیسی. قانون انتقال صریح نور، استقلال پرتوهای نور، انعکاس و انعکاس نور. مفهوم و خواص لنز، تعریف قدرت نوری. ویژگی های ساخت تصاویر در لنزها.
ارائه در تاریخ 07/07/2015 اضافه شد
توسعه یک نمودار عملکردی از دستگاه برای اندازه گیری فاصله کانونی یک آینه قابل انعطاف. انتخاب و ویژگی های فنی فوتو تروجان، موتور، منبع تغذیه و میکروکنترلر. معرفی مفهوم الکتریکی دستگاه
مقاله کوتاه، اضافه شده 2014/10/07
بررسی لرزش و انعکاس نور بر روی سطوح کروی. تعیین موقعیت تمرکز اصلی سطح شکستن. توصیف لنزهای کروی نازک. لنزهای نازک فرمول. اشعه های تصویربرداری با یک لنز نازک.
انتزاعی، افزوده شده 04/10/2013
ماهیت قانون لرزش نور. شرایط حداکثر و حداقل تداخل. نسبت شدت حادثه و امواج منعکس شده. تعیین میزان کاهش ضخامت فیلم. ماهیت مسیر مسیر نوری و تفاوت مسیر نوری.
بررسی، افزوده شد 2013/10/24
تعیین طول کانونی لنزهای جمع آوری و پراکندگی، بزرگنمایی و طول نوری لوله میکروسکوپ، شاخص شکست و پراکندگی مایع مایع، شدت درخشندگی لامپ رشته ای و میدان نور آن است. مطالعه قوانین فوتومتری.
ادبیات نشان می دهد که استفاده از لنز های غیر متمرکز، منحنی تصویر و تغییر در آستیگماتیسم، کروماتیک، بزرگنمایی و تحریف را ایجاد می کند که برای نقاط متقارن این میدان مشابه نیست.
در ساخت و مونتاژ، دو centering استفاده می شود: مرکز خود لنز و مرکز لنز در قاب.
ماهیت مرکز لنز. مرکز لنز عملیات ترکیب محور نوری لنز با محور سطح استوانه پایه (EB) است. شکل 1 O A O B - محور نوری. به یاد بیاورید که محور نوری یک خط مستقیم است که در آن مراکز انحنای سطوح کروی لنز قرار دارند. اگر یکی از سطوح لنز صاف باشد، محور نوری از طریق مرکز انحنای کره عبور می کند و عمود بر این صفحه است.
شکل 1. طرح بخش نوری
اگر این دو خط با هم مطابقت نداشته باشند، لنز نامیده می شود غیر متمرکز. اندازه گیری decentering در طراحی لنز نشان داده شده است. انحراف در نتیجه تجمع خطاها در تمام عملیات پردازش قبلی لنز مکانیکی رخ می دهد. مهم است که توجه داشته باشید که محور نوری و محور عنصر پایه همیشه هستند پیوند زدن خطوط، به عنوان مثال خطوطی که در هواپیما های مختلف قرار دارند. رابطه بینزندگی با زاویه و فاصله بین آنها تعیین می شود.
اندازه ضایعات حذف شده در هنگام سنگ زنی بستگی به نسبت بین شعاع انحنای آن دارد ر لنز و قطر آن د، و همچنین علائم انحنای سطوح کروی. این کمک هزینه با نسبت افزایش می یابد ر: د.
هنگامی که مرکز لنز به سه روش نصب می شود: بر روی تابش خیره کننده؛ در کارتریج خود مرکزی؛ بر روی دستگاه
4.1 نصب لنز بر روی تابش خیره کننده، صحت تمرکز بر روی تابش خیره کننده
نصب لنز در نور انعکاس استفاده می شود زمانی که ممکن است به مرکز لنز با دقت دقیق تر از 0.04-0.1 میلی متر (در برخی از منابع 0.02-0.2 میلی متر). نصب توسط چسباندن لنز محوری 3 با رزین 2 به کارتریج برنج لوله 1 که در اسپیندل دستگاه مرکزی ثابت شده است (شکل 2) ساخته شده است.
شکل 2 طرح مرکزی فلاکت:
1 کارتریج، 2 رزین، 3 لنز، 4 چرخ الماس سنگ زنی،
- محور نوری به مرکز،
- محور نوری بعد از مرکز گیری
این لنز به 60 درجه گرم می شود، به کارتریج اعمال می شود و تا زمانی که یخ زده رزین بر صورت دارنده آن با چشم غیر مسلح با مشاهده موقعیت شعله ور شدن بر روی سطح لنز را از منبع نور حرکت S. در این حالت، اسپیندل به صورت دستی چرخش می شود و محور شدن در صورت عدم ضعف درخشش به پایان می رسد.
برای مرکز گیری کارتریج لوله ای استفاده شده (نگاه کنید به شکل 3)، که در موضوع اسپیندل ماشین نصب شده است م، و کمربند گرا است DH6. این بدان معنی است که محور اسپیندل و چاک با هم مطابقت ندارد. بنابراین، کارتریج، پس از نصب در اسپیندل، از طریق Ø ماشینکاری می شود د در طول 10-15 میلی متر (برای خروج از یک چرخ سنگزنی). سپس آنها مخروطی را به نقطه و پلت فرم جلو با عرض 0.2 میلیمتر سوراخ می کنند.
این عمل با به دست آوردن لبه پشتیبانی، به شدت نسبت به محور چرخش اسپیندل به لبه بیرونی و سطوح مقعر داخل محدب محور به دست آورد.
عمود بر سطح پایان کارتریج با استفاده از یک صفحه روانکاری و جلا داده شده به کارتریج چرخشی بررسی می شود.
برای چسبیدن چاک لنز گرم الکل یا گاز سوز، رزین روغن کاری و پایان مخروط آن، پس از آن است که در برابر لنز گرم (گرمایش در جریان هوای گرم بیش از شعله به 600) سمت با شعاع کوچکتر انحنای فشرده شده است. با حرکت لنز در انتهای کارتریج، موقعیت آن به دست می آید به طوری که وقتی چرخش چرخش می شود، تصویر لامپ Sداده شده توسط جلو و عقب سطح لنز ثابت خواهد شد. سپس لنز خنک می شود و از آب گرم اسفنجی باقی می ماند.
شکل 3. کارتریج مرکزی لنز لوله
مرکز بندی چرخ های ساینده کاربید سیلیکون را انجام دهید. سختی محدوده M2-CM2 و اندازه دانه های شماره 3-12 بسته به نام تجاری شیشه، اندازه لنز و تحمل قطر انتخاب شده است.
سرعت چرخش اسپیندل بسته به شرایط کاری تنظیم می شود. برای لنزهای قطر کوچک و نرم شیشه سرعت بیشتر است.
قطر لنز به صورت دوره ای بررسی می شود (اندازه گیری شده است)، در حالی که دایره برداشته شده است و چرخ دنده عقب مانده است. پس از مرکز گیری، دایره به هم خورده و سطح جلویی با حرکت دستی فنجان چهره فرسوده شده است.
دقت محوری. این روش مرکزی با استفاده از سیستم "نوری" که با چشم عمل می کند، یعنی گیرنده انرژی تابشی چشم است. یکی از ویژگی های مهم چشم، وضوح رزولوشن (رزولوشن) - اندازه زاویه ای یا خطی کوچکترین فاصله بین دو نقطه یا خطوط است که در آن سیستم تحت شرایط خاص آزمون خاص تصویر می کند.
چشم می تواند به عنوان یک نوع دستگاه نوری با تعدادی از خواص اپتیک در نظر گرفته شود.
سیستم نوری چشم یک تصویر از یک شی را روی دیواره پشتی شبکیه ایجاد می کند. وضوح تصویر بیش از شبکیه اشیاء در فاصله های مختلف از چشم با تغییر فاصله کانونی لنز حاصل می شود. هنگامی که عضله حلقوی تاکید می شود، منحنی سطح لنز افزایش می یابد (فاصله کانونی کاهش می یابد) و اشیا نزدیک به شدت ترسیم می شوند. اموال چشم برای دادن یک عکس تیز از اشیاء از فاصله های مختلف، مسکن نامیده می شود. نقطه ای که توسط چشم در حالت استراحت به تصویر کشیده می شود، دور و حداکثر ولتاژ نزدیک به آن نامیده می شود.
وقتی که با چشم 4 از همان شیء مشاهده کردید
MN (شکل 4 a) در فاصله های مختلف
ل و ل’
اندازه تصویر آن
ل’
و ل’’
همچنین متفاوت خواهد بود، زیرا جسم با زاویه دید را مشاهده می کند و
اندازه های مختلف
برای یک چشم بدون نقص (emmetropic)، نقطه دورترین نقطه در بی نهایت است و نزدیکی آن در فاصله تا 70 میلی متر است. بررسی شی که در نقطه ی نزدیک قرار دارد، همانطور که ذکر شد، در حداکثر ولتاژ محل اقامت، بسیار چشمگیر است. فاصله بهترین دیدگاه هنگام مشاهده اشیای کوچک برای چشم ماتروپیک، آن را به 250 میلی متر مربوط است. یکی از ضعف های رایج چشم، رسپروپی است که به شکل نزدیک بینی (نزدیک بینی)، کم آبی (دیرپوپی) ظاهر می شود.
شکل 4. عمل نوری چشم
برای یک چشم مینوایی، نقطه دورترین نقطه فاصله است. بنابراین، اشیائی که در بی نهایت دروغ می گویند بر روی شبکیه نمایش داده نمی شوند، بلکه در مقابل آن (شکل 4، در) برای اصلاح نزدیک بینی، یک لنز منفی (عینک) در مقابل چشم قرار می گیرد.
برای چشم دور چشم، دورترین نقطه پشت شبکیه (خارج از چشم) است. در این مورد، یک لنز مثبت در مقابل چشم قرار می گیرد. در مورد یک دوربینی کوچک، ناظر در طول ملاقات چشم می تواند تصویر تیز از اشیاء دور را دریافت کند. در مورد نزدیک بینی، او نمیتواند این کار را انجام دهد، زیرا هیچ مکان منفی وجود ندارد.
هنگام محاسبه قدرت نوری لنز مورد نظر برای اصلاح چشم ممتوپیک، لازم است که از موقعیتی که فوکوس پشتی لنز باید با نقطه دور هماهنگ شود، ادامه دهید. اشعه های موازی (یا ادامه آنها در جهت مخالف) سقوط بر روی لنز باید از طریق تمرکز پس از انکسار عبور کنند و از آنجا که تمرکز همزمان با نقطه دور است، اشعه هایی که به چشم وارد می شوند از نقطه دور چشم ظاهر می شوند و یا جمع می شوند یک تصویر تیز از یک شیء دور در شبکیه ایجاد کنید. به عنوان مثال، اگر نزدیک بینی -2 دیوپتر باشد، نقطه دورترین نقطه فاصله است
بنابراین، لنز باید با فاصله کانونی اعمال شود
به عنوان مثال توسط نیروی
دیوپتر
به همین ترتیب برای چشم های دور چشم؛ تنها نشانه قدرت لنز مثبت خواهد بود.
در هنگام طراحی و استفاده از دستگاه های اندازه گیری نوری مکانیکی که دارای عینک هستند، باید در نظر گرفته شود. چشمی باید اجازه دهد برای کار کردن به هر چشم در شرایط صلح اقامت
هنگام تولید دستگاه های اندازه گیری نوری مکانیکی، لازم است که اندازه چشم دانش آموز را مورد توجه قرار دهیم. بهترین شرایط مشاهده زمانی خواهد بود که دانش آموز خروج از دستگاه با توجه به محل و اندازه آن با دانش آموزان چشم هماهنگ باشد. محل دانش آموزان توسط eyecup (یک بوش خاص تقویت شده در لنز) ارائه شده است.
مهمترین پارامتر برای فرآیند اندازه گیری، وضوح چشم (حدت بینایی) است که در آن دو نقطه نزدیک به طور جداگانه قابل مشاهده می باشند.
وضوح چشم با مشاهده اشیاء نقطه، کنتراست تعیین می شود K = 1 (سیاه و سفید در یک پس زمینه سفید) و نور 50-200 لوکس.
علاوه بر این، وضوح چشم با ساختار شبکیه تعیین می شود. اگر تصاویری از دو نقطه بر روی یک عنصر دریافت کننده نور یا دو عدد مجاور قرار بگیرد، پس از آن چنین نقاطی حل نخواهد شد (برای مشاهدهگر آنها به یک نقطه می پیوندند). مخروط ها (عناصر دریافت کننده نور از چشم) طول حدود 0.035 میلی متر و عرض 0.006 میلی متر است. یک شرط لازم برای حل و فصل این است که محل تصاویری از دو نقطه در عناصر، بین آن یک عنصر آزاد وجود دارد. فاصله زاویهای بین دو نقطه حداکثر قابل حل قابل بیان است
, (1)
کجا یک "- مخروط های عرض د - قدرت نوری چشم (refraction از چشم).
دیوپتر
.
در تکنیک اندازه گیری، اغلب لازم است تخمین جابجایی یک قسمت از یک خط مستقیم نسبت به بخش دیگری از آن (ترازی غیرمعمول) یا ترتیب متقارن یک خط مستقیم بین دو خط مستقیم (همبستگی دو طرفه) باشد. در این موارد، زاویه محدود کننده وضوح در وسط شش برابر کمتر (10 ") است.
هنگامی که در بهترین فاصله مشاهده مشاهده می شود، دو نقطه حل خواهد شد اگر آنها در فاصله ای از یکدیگر قرار داشته باشند
, (2)
کجا ل - فاصله بینایی (250 میلیمتر)، قدرت حل چشم و یا جایگزینی مقادیر عددی.
4.2 نصب لنز روی دستگاه Autocollimator. دقت
این روش شبیه به یک قبلی است، فقط به جای یک منبع نور دلخواه استفاده از autocollimator و موقعیت فلاش با یک نمایش دقیق در شبکه اتوکلاویماتور تعیین می شود (شکل 5).
روش ساده و کارایی بالا است.
شکل 5. لنزهای مرکزی با کنترل خودکار زلزله کنترل ضعف:
1 کارتریج، رزین 2-شلاک، لوله 3-اتوکلاکینگ، ابزارهای 4 الماس، مراکز انحنای سطوح کروی A و B لنزها
4.3. نصب یک لنز در یک کارتریج خود مرکزی، دقت روش
روش کارآمد ترین این است که لنزها را در کارتریج خود مرکزی در دستگاه های CA-100، CA-10A، CA-150B قرار دهید (شکل 6).
ب) محرومیت از آزادی: در پایه B - x، y، z، در پایه A -
شکل 6. طرح مرکز لنز در دستگاه خود مرکزی:
چاکر 1 سرب، 2 لنز، چاک سه محور، چرخش اسپیندل 4 محور، ابزار الماس 5 دایره ای (دایره)،
- مراکز انحنای سطوح کروی A و B در دو موقعیت - قبل و بعد از نصب
کارتریج خود مرکزی شامل دو نیمه دوار به طور همزمان - کارتریج چپ و راست است. آنها بر روی ماشین آلات اسپیندل نصب شده اند به طوری که محور لبه های آنها با محور چرخش اسپیندل هماهنگ است. ضرب و شتم لبه های کارتریج نباید بیش از 1-2 میکرون باشد.
لنز بین کارتریج ها، تحت عمل بهار قرار می گیرد، در جهت از لبه ضخامت آن تا لبه نازک حرکت می کند تا محور نوری لنز با محور چرخش اسپیندل هماهنگ باشد.
لنز به شرح زیر نصب شده است: کارگر با دقت لنز را به کارتریج سمت چپ اعمال می کند و از سه حرکت محروم می کند - x, ی, z (شکل 6 برای طرح پایه را ببینید). در این نقطه، محور نوری در زاویه به محور چرخش () قرار دارد. پس از آن، کارگر به آرامی بهار کارتریج راست را آزاد می کند و محور نوری چرخش می کند و با محور چرخش هم تراز شده است. لنز بر روی پایه B که بوسیله ی پشتیبانی 3 ارائه می شود، دو نوبت را از دست می دهد.
برای دقت نصب، زاویه تغییر لنز مهم است. (شکل 6 را ببینید)، که برای لنزهای دوقطبی و دوقطبی، مجموع زاویه ها و سطوح لنز، و برای منیسک - تفاوت مثبت این زاویه ها.
زاویه جابجایی لنز از طریق مماس به شعاع انحنای سطوح لنز، از طریق نقطه تماس با لبه کارتریج انجام می شود. زاویه بین مشخصه شعاع انحنای و محور لنز زاویه های محکم و.
آزمایش شده است [سولیم] که لنز با زاویه تغییر است
به خوبی نصب شده و با دقت 0.01 میلی متر محور قرار دارد. لنز زاویه
نصب شده بدتر و محدوده با دقت 0.02-0.03 میلی متر است. با کاهش بیشتر زاویه جابجایی کمتر
این روش معمولا محور نیست
پس از نصب، لنزها شامل یک اسپیندل و چرخ چرخ الماس را به راحتی می گیرند. سرعت چرخش اسپیندل و سرعت تغذیه بستگی به سختی شیشه، ضخامت لنز و خواص ساینده چرخ دارد. حالت های پردازش به صورت تجربی انتخاب می شوند.
نیروی بهار اسپیندل نورد 20-80 نان (2-8 کیلوگرم) است و با افزایش قطر لنز به 295 نان افزایش می یابد.
4.4 نصب بر روی دستگاه
مرکز لنزها بر روی دستگاه (شکل 7) اجازه می دهد تا از سیستم های مختلف اندازه گیری: میکروسکوپ مستقیم، منحنی، اتوکلاو، با یک صفحه نمایش، CCD، که به طور قابل توجهی دامنه کاربرد را گسترش می دهد.
شکل 7. مرکز ابزار
در این روش (شکل 8)، مرکز کروی پایین تر از بخش 6 همیشه در محور کارتریج 5 قرار دارد، بنابراین لازم است فقط مرکزی O 2 از سطح بالایی نصب شود که روند را بسیار ساده می کند. نشان داده شده است که دقت روند به طور عمده به دقت وانت و خواندن بستگی دارد.
اجازه دهید جزئیات هر یک از روشها را در نظر بگیریم.
در میکروسکوپ autocollimation (شکل 9)، پرتو نور از لامپ رشته 1، کندانسور 2 پس از عبور منعکس شده از صفحه شکافنده پرتو 3 و آینه 4، روشنگر شبکه های 5 و 6 را در طول محور لنز موازی ساز ترین عمق میدان 7. شبکه های 5 و 6 هستند فاصله کراس: یکی - شفاف در پس زمینه تاریک، دیگری - مات در یک پس زمینه نور. تصاویر این شبکه ها توسط یک لنز 7، یک منشور 8، یک صفحه ای 9-plane-plane و یک میکرو لنز 10 به یک هواپیما سوژه میکروسکوپ پیش بینی می شوند که در آن یا مرکز منحنی یا بالای سطح اندازه گیری شده قرار می گیرد.
پرتو نور منعکس شده از عبور از یک میکروسکوپ هدف 10 است، توسط صفحه 9 و چهره مورب از منشور 11 منعکس شده است، عبور می کند لنز 12، منشور 13-مکعب، منشور 14 و وارد چشمی 15 که از طریق آن اپراتور می بیند تصویر عبور avtokallimatsionnoe شبکه 5 و 6. در فاصله کانونی مقابل در هواپیما چشمی شبکه 16 قرار می گیرد که با یک شاخص مرجع در شکل یک خط افقی و یک دایره کنترل از ابعاد کوچک مشخص شده است که عملکرد یک نقطه مرجع را برای مرکز گیری لنز اندازه گیری انجام می دهد.
شکل 8من - کولیماتور؛ II - یک میکروسکوپ؛ 1 لامپ، 2 لنز، 3 لنز تست، 4 لنز، 5 لنز، 6 لنز قابل نصب، 7 لنز، 8 شبکه، 9 عددی، 10 عددی، 11 عدد لنز، 12 عددی منشور، 13 - چشمی
شکل 9. طرح میکروسکوپ اتوکولیمیشن
1 - چراغ، 2 - کندانسور، 3 - صفحه تقسیم پرتو، 4 - آینه، 5 و 6 شبکه، 7 - لنز، 8 - منشور، 9 - صفحه فلزی موازی، 10 - میکرو لنز، 11 - منشور، 12 - لنز، 13 - منشور مکعب، 14 - منشور، 15 - چشمی، 16 - مش، 17 - لنز قابل نصب، 18 - مهره
طرح نوری از میکروسکوپ اندازه گیری صفحه (شکل 10) شامل یک ذره و سه قسمت مرجع می باشد. تصاویر شیء اندازه گیری شده، و همچنین مقیاس های اصلی و مرجع بر روی صفحات نمایش داده می شود. میکرومترهای اپتیکی در سیستم های خواندن استفاده می شود.
خطوط جسم اندازه گیری شده بر روی صفحه نمایش (در نور کم) و یا مشاهده از طریق پیوست دوچشمی (در نور بالا) مشاهده می شود. شمارش معکوس حرکت واگن براساس تصویر مقیاس اصلی و مرجع ساخته شده است.
نور از لامپ 17 توسط یک كندانسر ثابت 16 و سیستم روشنایی قابل تعویض 18، 19 یا 20 به یک لنز قابل تعویض 10، 11، 12 یا 13 (بزرگنمایی ,
, و به ترتیب، روشن کردن شی مورد نظر اندازه گیری شده است. تصویر شیء توسط لنز از طریق منشور 3 و عینک محافظ 9 به داخل صفحه صفحه 5 شیشه ای با خطوط نقطهای طراحی شده است. این صفحه را می توان با چرخش در داخل چرخان کرد
. تصوير متحرك جسم و خطوط شبکه از طريق جمع 8 به وسيله لنز 6 با استفاده از آينه هاي 7 و 1 بر روي صفحه نمايش 2 نمايش داده مي شود. سيستم خواندن نوری گنومتريک با همان شکل نشان داده شده است.
نور از لامپ 27 از طریق کندانسور 26، فیلتر نور 25 و تیم 24 به قسمت شیشه ای 4 (قیمت تقسیم الف) زاویه سکته مغزی اندام به طور سفت و سخت با شبکه خرد شده متصل شده و با آن چرخش دارد. لنز 23 بخش روشنایی اندام را به یک مقیاس ثابت (دقیقه) تبدیل می کند. تصویر متحرک از هر دو مقیاس توسط لنز 22، از طریق یک منشور 21 و یک آینه 15 بر روی صفحه نمایش goniometer خوانی 14، پیش بینی می شود.
شکل 10. نمودار میکروسکوپ اندازه گیری صفحه نمایش
4.5 مرکز لنز را در قاب قرار دهید
چندین روش برای محور لنزها هنگام اتصال به لبه وجود دارد و یکی از آنها autocollimation است. چنین ترکیب یک مونتاژ autocollimation نامیده می شود.
اتوکولیماتور مرکزی .
لنزهای طراحی شده برای مونتاژ اتوکلاویتی، در مرکز خرید نوری با دقت کم 0.03 - 0.1 میلی متر است.
قاب لنزها در فروشگاه ماشین با مقررات برای قطر پایه و پایه پایه ساخته شده است. سپس لنزها در فریم ها توسط حلقه نورد یا رشته ای ثابت می شوند. درباره مرکز گیری مهم نیست
به عنوان مثال، لنز یک لنز عکاسی را در یک فریم قرار دهید، تصویری که در شکل 11 نشان داده شده است. در طراحی، تحمل برای تقلب کردن معمولا مشخص می شود - با نشانه یا متن در زمینه طراحی. به عنوان مثال، "عدم هماهنگی محور
و محورها 20 بیش از 0.01m. "
شکل 11. یک نمونه از یک لنز در یک قاب برای مونتاژ autocollimation.
برای انجام محاسبه، یک ماشین تراش دقیق مورد نیاز است، که اسپیندل آن ضرب و شتم نه بیش از 3-5 میکرون است، یک دستگاه نوری به نام لوله YuS-13 * که به طور خودکار تخلیه می شود، که A.A. Zabelin و کارتریج مرکزی قابل تنظیم
4.5.1 دستگاه یک دستگاه اتوکلاویتی YuS-13
نمودار لوله Zabelin در شکل 3 نشان داده شده است. 12. آن شامل: یک لنز متحرک 14، یک روشنگر با منبع 10، یک کندانسور 11 و یک آینه 12؛ لنز و روشنگر تقسیم آینه 13، داشتن یک دیافراگم شفاف (دیافراگم) یا یک متقاطع؛ میکروسکوپ M شامل لنز 4، شبکه اندازه گیری 6 و یک لنز 5. صفحه 17 برای ضبط انحراف عمیق استفاده می شود.
شکل 12. دستگاه دستگاه اتوکلاویتی YuS-13
4.5.2 دستگاه مرکزی چاک
دستگاه کارتریج به صورت طرح در انجیر نشان داده شده است. 13. از قسمتهای اصلی زیر تشکیل شده است. کلاچ 1 برای اتصال و جهت گیری کارتریج روی اسپیندل استفاده می شود. مرکزی دقیق تر خواهد بود، دقیق تر، چاک نسبت به محور چرخش تنظیم می شود. جهت گیری دقیق تر ممکن است با سفت شدن سینه، یعنی به جای کمربند D باید یک سینه باشد. کلاچ با یک بدنه 2 کارتریج در قالب یک آستین با چهار پیچ رادیال 4 نصب شده است که برای حرکت در داخل کارتریج از طریق شیشه 3 در هواپیما XOY استفاده می شود. پیچ 5 برای چرخش کروی 6 (محدب یا مقعر) با قاب نصب شده در واشر با یک لنز کار می کند.
پارامترهای اصلی کارتریج: شعاع واقعی
واشر کروی 6؛ فاصله واقعی B از بالای واشر تا پایان آن. پارامترهای واقعی و B به کارتریج توسط نام تجاری اعمال می شود.
انتخاب کارتریج مرکزی با شعاع انحنای سطح لنز متمرکز تعیین می شود که با آن شروع به مرکز گیری می شود. برای مثال، یک کارتریج منفی فقط برای شعاع منفی بزرگ منحنی سطح اول لنز محور استفاده می شود.
شکل 13. نمودار شکار مرکزی.
شعاع سطح اول لنز طول طول ماندل گذر را به کارتریج مرکزی تعیین می کند (نگاه کنید به زیر).
4.5.3 روند محور
لوله Zabelin در دو پایه با دو پیچ 9 نصب شده است (یکی از آنها در شکل 14 نشان داده نشده است) با شیب لوله در دو جهت متقابل عمود بر محور لوله با محور چرخش اسپیندل. قاب با لنز در کارتریج مرکزی نصب شده است (شکل 14، a) به طوری که مرکز O1 انحنای سطح نزدیک به لوله درسطح مرکز O قسمت کروی کارتریج 1 (این هواپیما عمود بر محور اسپیندل) است. اگر طول قاب اجازه ترکیب O1 و O را ندهد، سپس یک کارتریج دیگر را انتخاب کنید یا از یک میل میل متوسط استفاده کنید (برای محاسبه پایه، به زیر مراجعه کنید). چراغ روشن را روشن کنید پرتو اشعه از منبع نور 10 توسط خازن 11 پس از انعکاس از آینه 12 در هواپیما آینه 13 دارای یک سوراخ شفاف (دیافراگم) یا یک صلیب پیش بینی شده است. لنز 14 این پرتوها را به نقطه ای بر محور اپتیکال اپتیکال می رساند.
شکل 14. مرکز در Autocollimator
حرکت تیغ جوجه تیغی 8 مرغک از دستگاه، در جایی که ساقه از طریق لوله مخروطی 7 نصب شده است، تصویر دیافراگم ترکیب (دات) تشکیل شده توسط لنز 14، ترتیب هواپیما از مراکز O انحنای لنز 1 و مرکز O انحنای فنجان کروی از کارتریج. لحظه ای از تصادف تعیین شده توسط یک تصویر تیز از دیافراگم، ظاهرا در چشمی 5، از اشعه منعکس شده از سطوح لنز را گسترش مسیر خود را در جهت مخالف (نشان داده شده خط نقش برآب با فلش) و لنز 14 در آینه هواپیما 13. جابجایی تصویر دیافراگم بصری در میکروسکوپ در M مشاهده بینی شبکه آن 6. اگر افست بزرگ باشد، پس از آن تصویر بر روی صفحه نمایش می افتد و در روند پردازش از دست نمی رود. در چرخش یک اسپیندل این تصویر یک دایره با قطر D را توصیف می کند.
اکنون نقطه O 1 با محور اسپیندل هم تراز شده است. برای انجام این کار، با چرخاندن پیچ 15 که از طریق 90 درجه اطراف محور چرخش قرار دارد، بخش حرکتی چاک در طول محور Y و Z حرکت می کند تا نقطه O 1 با محور چرخش، بخش متحرک، یعنی D = O (نگاه کنید به شکل 14، ب) و ضرب و شتم مرکز O1 در هنگام چرخش دیده نمی شود.
سپس لنز 14 در autocollimator منتقل می شود تا یک تصویر تیز از دیافراگم ایجاد شده توسط پرتو اشعه هایی که منعکس شده از سطح دوم لنز با مرکز انحنای O2 تشکیل شده است، بدست آورد. اگر دوک نخ ریسی می چرخد تصویر مشاهده جابجایی دیافراگم، پیچ چرخش 16 (شکل 14، ج) چرخش قسمت کروی کارتریج، برای از بین بردن تصویر از دیافراگم بر روی شبکه 6 ضربه میکروسکوپ. این به این معنی است که مرکز O 2 بر روی محور چرخش قرار دارد. این باعث می شود که مرکز O 1 از محور چرخش و نیز چگونگی نمایش در زیر نشان داده شود.
لنز 14 در بدنه ی autocollimator می تواند تصویر دیافراگم (نقطه) را از انتهای لوله را در فاصله -15cm تا
و از تا 9cm +، که اجازه می دهد تا مرکز لنز با شعاعی از سطوح کاری تقریبا هر اندازه. با این حال، جابجایی لنز 14 تغییر خطی را افزایش می دهد
این باید در هنگام اندازه گیری میزان تمرکز در نظر گرفته شود. مقدار تقسیم بندی C، زمانی شکل می گیرد که مراکز انحنای O1 یا O2 سطح لنز با محور چرخش اسپیندل همخوانی نداشته باشند، با فرمول تعیین می شود
, (3)
بزرگنمایی خطی لنز autocollimator کجاست؟
- افزایش خطی از میکروسکوپ، متر - میکروسکوپ شبکه ارزش تقسیم، D - قطر دایره شرح داده شده توسط تصویر دیافراگم در میکروسکوپ هواپیما شبکه، N - تعدادی از بخش های شبکه مربوط به قطر D.
در نتیجه، سوکت لنز نسبت به محور اسپیندل تغییر می کند، اما محور O1 O2 (با خطا) با محور چرخش (با زاویه 14، c) تراز می شود. اعوجاج لبه ناشی از ترازو با حذف سطوح پایه (نگاه کنید به شکل 12، c و 13) بدون حذف لبه از کارتریج مرکزی حذف می شود. سطح بیرونی قاب با 20 به اندازه مساوی با قطر محفظه لنز با کمترین فاصله مورد نیاز (حدود 0.01 میلیمتر) ساخته می شود. پایان لبه به گونه ای طراحی شده است که بتواند به اندازه مشخص شده در شکل 0.54 مقاومت کند 0.01 میلی متر (نگاه کنید به شکل 11). فاصله از لنز تا انتها هنگامی که پیرایش توسط دستگاه نشانگر نشان داده شده در انجیر اندازه گیری می شود. 15، a سپس قاب از مرکز چاک برداشته می شود و در چاکلت شمع تراش بر روی سطوح پایه ماشینکاری نصب می شود (نگاه کنید به شکل 15، ب). انتهای تحمل دوم قاب را قطع کنید تا اندازه ی 3/0 0.01 میلیمتر به سطح دوم لنز برسد. روند متمرکز کردن لنز تمام شده است.
شکل 15. پردازش لنز لنز بعد از مرکز گیری
4.5.4 تعیین خطای روششناسی روشهای محور
ساختارها بر اساس یک لنز دوقطبی ساخته شده اند (شکل 16). O 1 O 2 محور نوری مرکزی است، O مرکز کره کارتریج است، محور کارتریج با محور چرخش در سیستم مختصات XYZ هماهنگ است، محور چرخش با محور OX هماهنگ است. اول ما کارتریج را در هواپیما YOZ تغییر می دهیم تا نقطه O 1 را با نقطه O ترکیب کنیم. محور کارتریج موقعیت جدیدی را می گیرد. مرکز حوزه کارتریج برای حرکت به یک نقطه
، مرکز انحنای O 2 به یک نقطه حرکت می کند . چرخش پیچ ها، بخش کروی کارتریج را در اطراف مرکز چرخانده تا مرکز مرکز O 2 را از یک نقطه به محور اسپیندل به یک نقطه حرکت دهد
. در این نوبت اولین مرکز منحنی O1 از نقطه است به نقطه ای بروید
. محور نوری O 1 O 2 با محور چرخش اسپیندل همخوانی ندارد "خطای روش نامشخص به نظر می رسد."
بدیهی است، برای کاهش این خطا، باید مرکز را از سطح لنز، که دقیق تر نسبت به محور اسپیندل قرار دارد، یا تمام پروسه را تکرار کنید.
شکل 16. طرحهای تعریف خطای روششناسی
4.5.5 مدل ریاضی
برای محاسبه دقت مکان محور ها با توجه به طرح در شکل. 17 یک مدل ریاضی را توسعه داد.
دو خط راست متقاطع تنظیم شده اند. و ب هواپیما و به دست آمده توسط انتقال موازی و ب به تقاطع.
شکل1 7. طرح برای ایجاد یک مدل ریاضی
، ب
, و همسر
معادلات کانونیکال:
مستقیم:
,
مستقیم ب:
,
کجا
.
بردار
,
;
محصول اسکالر:
فاصله بین عبور:
زاویه بین عبور:
. (5)
4.6 طرح برای محاسبه زاویه و فاصله بین محور نوری و محور قاب
تعیین فاصله (شکل 18)
شکل 18. طرح برای محاسبه فاصله بین محور نوری و محور قاب
محور دستگاه اندازه گیری هماهنگ با اوز; اوه 1
- مرکز حوزه درست است اوه 2
مرکز چپ چپ، بخش ها
و
Decentering سطوح راست و دوم را تعیین کنید.
فاصله بین و اوز
ساخته شده در دنباله زیر است. ما هواپیما را گرفتیم کویعمود بر اوز، سپس فاصله به عنوان فاصله ای بین پیش بینی های متعامد آنها بر روی این هواپیما تعریف می شود (به عنوان مثال کوی) طرح بندی ارتوگنال اوز - این نقطه است اوه، ما طرح را با یک نقطه طراحی طراحی می کنیم اوه 2
- این نقطه است به معنی
- طرح بندی و عمود بر OH - فاصله دلخواه. این فاصله را محاسبه کنید.
بخشهای Vectorize:
;
;
معادله: یا معادله کلی یک خط
.
ما علامت گذاری را معرفی می کنیم؛ و سپس - معادله کلی یک خط.
فاصله از نقطه به خط:
تعیین زاویه (شکل 19)
به موازات خودتان حرکت کرد اوز به نقطه، سپس - زاویه مورد نظر.
یا (7)
ما به موازات خودمان یک قطعه را به تقاطع با درون انتقال می دهیم هسپس موقعیت واقعی فاصله بین و اوز.
شکل 19. طرح برای محاسبه زاویه بین محور نوری و محور قاب
برای ده نوع لنزهای موجود در انجیر، تحقیقات انجام شده است. 20
شکل 20. انواع لنزها
با توجه به تحقیق، یک جدول امکان سنجی روش های محاسبه گردید
جدول 1
دقت |
ساخت لنز، شماره |
نوع تولید |
عملکرد |
هزینه ابزار |
توجه داشته باشید |
|
با سر و صدا با چشم روشن |
ریز سریال |
|||||
درخشندگی با AK: درخشندگی با یک عینک |
سریال |
|||||
درخشندگی با AK: انعکاس CCD |
||||||
در چاک خودمحور |
سریال متوسط |
میزان تمرکززدایی باقی مانده اندازه گیری نمی شود |
||||
مرکز انطباق: یک میکروسکوپ با یک چشمی |
سریال |
|||||
مرکز در دستگاه: یک میکروسکوپ با یک صفحه نمایش |
سریال متوسط |
|||||
مرکز انطباق: یک میکروسکوپ با |
سریال متوسط |
|||||
مرکز محور (چشمی) |
سریال |
|||||
مرکز محور (CCD، مانیتور) |
سریال متوسط |
4.7 در انتخاب کارتریج و محاسبه هسته
همانطور که قبلا ذکر شد، محور لنز، به عنوان یک قاعده، باید با نابودی کشیدن سطح نزدیکترین به میکروسکوپ آغاز شود. در موارد استثنایی، زمانی که مرکز انحنای بخش کروی کارتریج با مرکز انحنای سطح لنز که نزدیکترین به میکروسکوپ نباشد، هم مرکزیت لنزها با استفاده از روش تقریبهای متوالی انجام می شود.
شعاع سطح اولی از لنز محور، طول عمر انتقال را به کارتریج مرکزی تعیین می کند. طول ماموریت برابر با فاصله بین پایه های پشتیبانی از کارتریج مرکزی و قاب لنز محور است. محاسبه طول ماندل انتقال با نمونه های خاص نشان داده شده است.
شکل 16. طرح برای محاسبه آستین گذر با مرکز
یک کارتریج مثبت، ب - کارتریج منفی
مثال 1 کارتریج مثبت
بسته به داده های خاص لنز، دو گزینه برای محاسبه ماندل انتقال وجود دارد.
گزینه 1
برای سطح اول لنز محور، یک سطح با شعاع R / 1 و با یک مرکز در یک نقطه انتخاب شده است (شکل 16، a)
طول mandrel L با فرمول تعیین می شود:
L = R / n -R / 1-B-P-d
گزینه 2
برای سطح اول یک سطح با شعاع R // 1 و با مرکز در نقطه O // 1 (شکل 16، a) انتخاب شده است. سپس طول mandrel L برای تصمیم گیری:
L = R // n -R // 1 -B-P
مثال 2 کارتریج منفی.
طول هسته مشخص شده است (شکل 16، ب)
L = R n -R 1 -B-P-d
4. 8. پایه عناصر نوری در هنگام مونتاژ
هنگام جمع آوری یک واحد مونتاژ اولیه اتصال دو بخش از طریق تماس مستقیم مکانیکی سطوح آنها است. اتصال متقابل قطعات مطابق با هدف کارکردی آنهاست. لطفا توجه داشته باشید که در اینجا کلمه "اتصال" به معنی فرآیند دادن یک بخش به دیگری نیست، بلکه به معنی یک دولت است. شکل قطعات مرتبط جفت تماس
به طوری که جفت جفت تماس در حین عملیات شکسته نشده است، این موضوع بسته شدن است توسط نیرو، فرم، اتصال.هنگام ایجاد ترکیبات، اصطلاحات فرایندهای تولید مورد استفاده قرار می گیرد، به عنوان مثال گفته شده است که قسمت بر اساس یا جهت گیری است، به این معنی که با قرار دادن (جهت گیری) تحویل یک موقعیت خاص مشخص شده توسط نقاشی از بخشی که به آن پایه وصل می شود. لازم است به وضوح درک کنیم که پایه گذاری و تثبیت دو چیز متفاوت است. شما نمیتوانید بگویید "جزئیات ثابت شده است"، ابتدا جزئیات بر اساس آن است، و سپس در صورت لزوم ثابت می شود.
طرحهای پایه (عمومی) برای بدنهای متداول وجود دارد: جدول را ببینید. 2
در نظر گرفتن پایه در قسمت گسترده ترین قسمت نوری - لنز. پایه به تنظیم لنز وابسته نیست. به یاد بیاورید که وقتی برای رسیدن به موقعیت خاصی از محور نوری لنز، ترکیبی از محور با محور هندسی سطح پایه فریم است. ناهماهنگی محور توسط ملموسین 1 و 2 نوع برآورد شده است. مدرنیته نوع 1 جابجایی عرضی لنز در امتداد محورهای X و Y (با x و y نشان داده شده است) را ببینید. 2. نوع دوم Decentering، گرایش (نوبت) لنز نسبت به محور سطح پایه قاب است.
در انجیل 22 a، b یک ساختار معمولی از پایه و اتصال یک لنز محدب مسطح با حلقه رشته را نشان می دهد.
اصول جهت گیری بخش های نوری شکل دایره ای (لنزها، هواپیما موازی، صفحات شیشه ای، دنیای، شبکه ها، و غیره) هنگام اتصال با قطعات پایه مکانیکی آنها بستگی به نوع بخشی (پیکربندی آن)، بر الزامات دقت کارکرد و قابلیت اطمینان اتصال دارد.
محدوده محرومیت از آزادی توسط طراح بر اساس شرایط اتصال تعیین می شود. اگر چندین قسمت از همان قسمت در یک مفصل دخیل باشند، گفته می شود بر اساس مجموعه ای از پایگاه ها است. در این مورد، به منظور محروم کردن بخش "اضافی" درجه آزادی (این نیز به نام overbasing نامیده می شود)، طراح باید از قوانین زیر استفاده کند.
طبقه بندی جفت های تماس ابتدایی
جدول 2
ترکیبی از سطوح جفت |
کلاس های زوج ها |
||||
کره و کره |
|||||
کره و سیلندر |
|||||
کره و هواپیما |
|||||
سیلندر و سیلندر |
|||||
سیلندر و هواپیما |
|||||
هواپیما و هواپیما |
قانون اول زمانی که پایه همیشه باید پایگاه اصلی (GB) باشد.
GB سطحي است که بخشي از بيشترين تعداد آزمودني ها را محروم مي کند مسئول عملکرد اصلی اتصال است.به عنوان یک GB، یک هواپیما را می توان مورد استفاده قرار داد: یک هواپیما بخشی از سه درجه آزادی را محروم می کند، آن را یک جفت تماس با درجه سوم نامیده است (P 3): یک سطح "استوانه ای طولانی"، بخشی از چهار درجه آزادی را محروم می کند،
کلاس چهارم (P 4): و در نهایت، سطح مخروطی - یک جفت تماس کلاس پنجم (P 5).
هنگام استفاده از GB باید باشد
هنگام تعیین سایر پایگاه ها، طراح باید از آن استفاده کند
قانون دوم هنگامیکه پایه مجموعه ای از پایه ها را تشکیل می دهد، هر پایه بعدی (پس از پایه اصلی) نباید عملکرد پایه قبلی را تکرار کند. نمونه هایی از تکرار ممکن است در انجیل نشان داده شده است. 21. در شکل 21، و تکثیر آشکار، که باید با تغییر طراحی حذف شود، به شکل 21 ب مراجعه کنید.
شکل 21. یک مثال از تکرار در طراحی بی سواد از اتصال.
بگذارید ما از نمونه هایی از این قوانین برای پایه گذاری لنز ها و تعیین ابعاد قاب - بخش پایه - نگاه کنید به fig .. در همه موارد، کار اصلی پایه این است که ترکیب محور اپتیکال 00 A لنز (0 1 0 2) با محور هندسی عنصر پایه اتصال (BAS).
شکل 22. طرح های معمول برای پایه گذاری و رفع لنزها: a) لنز GB-lens، b) GB-plane، c) لنزهای GB-sphere، d) و e) GB-sphere ر 2 ؛ 1 - لنز؛ 2 - قاب؛ 3 - حلقه پیچ رشته ای
بر اساس نمودار در شکل 22، و پایه اصلی خطی حلقوی لنز، یک کره است. و آن را با قاب در لبه حلقه در تماس است. این یک جفت تماس کلاس P3 محروم از لنز سه درجه آزادی است - جابجایی در امتداد محور XYZ (خود جابجایی با حروف کوچک x، y، z نشان داده شده است). چرخش لنز توسط یک پایه اضافی تنظیم می شود - سطح استوانه ای لنز. این یک جفت تماس کلاس P 2 است که از لنز دو نوبت ω x و ω y محروم است. و تماس در این جفت باید با شکاف تضمین شده باشد. بنابراین، این پایه تضمین می کند که جابجایی عرضی لنز (Decentering از نوع دوم) بیش از نصف مجموع تحمل در قطر بیرونی لنز و قطر تماس با قاب است.
اگر دقت موضوع در حلقه کمتر از دقت فرود در DN7 (که معمولا اتفاق می افتد)، سپس زاویه محور محور 00a β = arctan (؟ / L)، جایی که؟ - حداکثر ترخیص با توجه به D7 l - طول تماس سطوح.
هنگامی که بر اساس طرح انجیر 22، b، نقش پایه اصلی توسط یک کمربند حلقه ای باریک بر روی سطح B لنز انجام می شود، که عرض آن برابر نیمی از تفاوت بین قطر کامل و نور لنز، با استانداردهای نرمال شده است. در این حالت، یک جفت تماس کلاس P 3 (z، ω x، ω y) به دست می آید. پایه اضافی - استوانه ای سطح - یک جفت کلاس P 2 x، y).
مقایسه طرح ها، تفاوت زیادی در عملکرد عملکردی دارد. بنابراین در مورد دوم، جفت P2 "کنترل" decentering از نوع اول و جفت P3 در مورد اول است. در ابتدا، D St باید دقیق باشد، و در مرحله دوم، دقت عادی.
در انجیل 22، g و d، پایه و اتصال یک حلقه ی منیسک حلقه ای پشتیبانی شده توسط یک سطح کروی بر روی لبه ریج نشان داده شده است - این یک جفت تماس P3 (x، y، z) است. هنگام چرخش حلقه رشته ای، چرخش لنز به طور عمده بر حسب اندازه شکاف S مناسب می شود، که در آن می توان Φx، y ≈ C / (R 2 * Cosγ) را تغییر داد.
اثر نیروی اتصال را از حلقه رشته ای بر محل لنز در فریم در نظر بگیرید (نگاه کنید به شکل 23).
شکل 23. نمودار برای تعیین اثر نیرو از حلقه رشته در محل لنز
همانطور که از شکل دیده می شود، از طرف لبه، نیروی واکنش N بر روی لنز عمل می کند (به علت نیروی F در طرف حلقه رشته)، دارای یک جزء T، حرکت لنز در امتداد محور X (تا زمانی که لنز به طرف مقابل لبه متصل می شود) وقتی که این جزء بزرگتر از جزء T نیروهای اصطکاک F Tr بین لنز، حلقه و لبه. بنابراین، این تماس، محدود کردن جابجایی لنز در امتداد محور Z، جابجایی لنز را در امتداد محورهای Y و X نیز از بین می برد.
لازم به ذکر است که تغییر لنز زمانی رخ می دهد که شرایط α\u003e 2ρ راضی باشد یا تقریبا
D / 2R\u003e = 2 ≈0.3 (*)،
جایی که ρ زاویه اصطکاک است، R شعاع لنز است، ضریب اصطکاک کشویی مواد قاب و لنز است.
در حال حاضر لازم است که بفهمیم که پایه چرخش لنز را محدود می کند.
دو گزینه ممکن وجود دارد. اولا، دقت این موضوع کوچک است و دقت در فرود پوی Ø D L بالا است و سپس چرخش لنز توسط تماس لنز روی Ø D1 محدود می شود و زاویه β شیب محور برابر arctg (؟ / L) است.
گزینه دوم، دقت موضوع بیش از مناسب برای Ø D، و سپس زاویه است
β = arctg (؟ / l) (**)
کجا - ترخیص در موضوع، L - طول موضوع.
هنگامی که شرایط (*) راضی نیست، لنز در امتداد محور X حرکت نمی کند و نقش پایه اصلی توسط حلقه رشته ای محسوب می شود، محروم شدن لنز حرکت در امتداد Z و چرخش ω x، ω y. دقت این "محرومیت" را می توان با بیان (**) تعیین کرد.
تجزیه و تحلیل شرایط پایه در نظر گرفته شده به ما اجازه می دهد که نتیجه گیری کنیم که الزامات (تحمل) برای پارامترهای قاب، حلقه رشته و لنز اتصال متفاوت خواهد بود و به تنظیمات اتصال و شرایط (*) بستگی دارد.
به عنوان مثال، اگر شرط (*) در ترکیب نشان داده شده در شکل 1 برآورده شود. 21، و باز شدن Ø Ø قاب باید با محور باز کردن Ø D b و در مفصل نشان داده شده در شکل نشان داده شده باشد. 21، b از این ترتیب لازم نیست، اما تراز Ø Db و Ø DN7 مورد نیاز است. تحمل در قطر لنز باید تنگ باشد، و تحمل در حلقه رشته آزاد است.
باید توجه بیشتری به چنین "مزخرفاتی" داشته باشیم که اغلب از منظر طراح و تکنسین خارج می شود. به عنوان مثال، پشتیبانی لبه لبه مهره باید با مته سوراخ کردن و قلابها، به طوری که جهت سفر برش باید از لبه در بدن "" بخشی باشد (شکل 24A)، هنگامی که پردازش می شود، و زمانی که به کاهش تغییر شکل لبه لبه و لنز در هنگام اتصال آخرین لبه با زاویه 135 درجه یا با یک زاویه مماس به سطح کروی لنز عمل می کند (شکل 24، ب، c). لازم است اطمینان از محل رأس ها از سطح مخروطی لبه در محور پایه قاب باشد.
شکل24 . محل لبه بر اساس لبه
به طور جدی، چنین سیستمی نباید به نام Autocollimator نامگذاری شود، زیرا کالیجینگ در معنی اصلی آن به معنای یک دوره موازی اشعه است. با این حال، روش گسترده ای از استفاده از روش های autocollimation این نام را گسترش به سیستم های عامل با موانع غیر موازی.
ابزار نوری- دستگاه هایی که در آنها تابش هر منطقه طیفی است(اشعه ماوراء بنفش، قابل مشاهده، مادون قرمز) تبدیل شده است (پرش، منعکس، انحراف، قطبی).
با توجه به سنت تاریخی، دستگاه های نوری به طور معمول نور مرئی نامیده می شود.
در ارزیابی اولیه کیفیت دستگاه فقط در نظر گرفته می شود اصلیاو مشخصات:
- روشنایی- توانایی غلظت اشعه؛
- حل اختیار - توانایی تشخیص جزئیات تصویر مجاور
- افزایش - نسبت اندازه شی و تصویر آن.
- برای بسیاری از دستگاه ها مشخصه تعریف شده است زمینه دید- زاویه ای که نقاط فوق العاده جسم از مرکز دستگاه قابل مشاهده است.
حل اختیار- توانایی را مشخص می کند ابزارهای نوری برای دادن تصاویر جداگانه از دو نقطه نزدیک جسم.
کوچکترین فاصله خطی یا زاویه ای بین دو نقطه، که از آنها تصویر ادغام می شود، نامیده می شودمحدودیت خطی یا زاویه ای قطعنامه.
توانایی دستگاه برای تشخیص دو نقطه یا خط نزدیک به دلیل ماهیت موج نور است. ارزش عددی از قدرت حل شدن، به عنوان مثال، از یک سیستم لنز، بستگی به توانایی طراح برای مقابله با لرزه های لنز دارد و با توجه به این لنزها در یک محور نوری محکم قرار می گیرد. حد تئوری حل دو نقاط تصویر همسایه به عنوان برابری فاصله بین مراکز آنها و شعاع حلقه تاریک اول الگوی پراکندگی آنها تعریف شده است.
افزایش اگر یک شیء طول H عمود بر محور نوری سیستم است و طول تصویر آن h است، پس افزایش m توسط فرمول تعیین می شود:
m = h / h .
این بزرگنمایی به فاصله کانونی و موقعیت نسبی لنز بستگی دارد؛ برای بیان این وابستگی، فرمول های مربوطه وجود دارد.
یکی از ویژگی های مهم دستگاه ها برای مشاهده بصری است افزایش قابل ملاحظه در M. این از نسبت اندازه تصاویری از شی که در شبکیه چشم شکل گرفته است، هنگامی که شیء به طور مستقیم مشاهده می شود و از طریق دستگاه مشاهده می شود، تعیین می شود. معمولا افزایش قابل توجهی در M با نسبت بیان می شود M = tgb / tgaجایی که زاویه ای است که ناظر آن را با چشم غیر مسلح می بیند و b زاویه ای است که چشم چشم انداز از طریق دستگاه را می بیند.
بخش اصلی هر سیستم نوری لنز است. لنز ها بخشی از تقریبا تمام دستگاه های نوری است.
لنز – بدن شفاف بدن محدود به دو سطح کروی است.
اگر ضخامت لنز خود کوچک است در مقایسه با شعاع انحنای سطوح کروی، لنز نامیده می شود نازک است.
لنزها هستند جمع آوری و پراکندگی. لنز جمع آوری در وسط ضخیم تر از لبه ها است، لنز دیافراگم، در مقابل، در قسمت وسط نازک تر است.
انواع لنزها:
- تکان دادن:
- دو طرفه (1)
- محدب تخت (2)
- مقطع محوری (3)
- مقطع:
- biconcave (4)
- مقعدی (5)
- محدب مقعر (6)
تعیین اساسی در لنز:
خط مستقیم عبور از مراکز انحنای سطوح کروی O1 و O2 نامیده می شود محور اصلی نوری لنز.
در مورد لنزهای نازک، می توان تقریبا فرض کرد که محور اصلی نوری با یک لنز در یک نقطه، که معمولا نامیده می شود، لنز مرکز نوری O پرتو نور از طریق مرکز نوری لنز عبور می کند و از جهت اصلی انحراف پیدا نمی کند.
مرکز لنز اپتیک- نقطه ای که از طریق آن نورهای نور عبور می کنند بدون اینکه در لنز نادیده گرفته شوند.
محور اصلی نور - یک خط مستقیم که از مرکز نوری لنز عبور می کند، عمود بر لنز.
تمام خطوط عبور از مرکز نوری نامیده می شود محورهای نوری جانبی.
اگر پرتو پرتوهای موازی با محور اصلی نوری به لنز هدایت شود، پس از عبور از لنز، پرتوها (یا تداخل آنها) در یک نقطه F جمع میشوند تمرکز اصلی لنز یک لنز نازک دارای دو تمرکز اصلی است که به طور متقارن بر روی محور اصلی نوری نسبت به لنز قرار دارد. در کل لنزهای جمع آوری شده واقعی هستند، در موارد پراکنده آنها خیالی هستند.
پرتوهای موازی به یک طرف از محور نوری، پس از عبور از لنز و به یک نقطه F 'است که در تقاطع محور اتفاقی با هواپیما P کانونی واقع، یعنی صفحه عمود بر محور نوری اصلی و عبور از تمرکز اصلی متمرکز شده است.
هواپیما کانونی- راست، عمود بر محور اصلی نوری لنز و عبور از فوکوس لنز.
فاصله بین مرکز نوری لنز O و فوکوس اصلی F نامیده می شود فاصله کانونی. این همان حرف F.
بازتاب یک پرتو موازی پرتو در یک لنز جمع آوری شده.
لرزش یک پرتو موازی پرتو در یک لنز پخش شده.
نقاط O 1 و O 2 مراکز سطوح کروی هستند، O 1 O 2 محور اصلی نور است، O مرکز نور است، F تمرکز اصلی، F است "تمرکز جانبی، OF" محور نوری جانبی است، و F یک فوکوس است.
در نقاشی ها، لنزهای نازک به شکل یک قطعه با فلش نشان داده شده است:
جمع آوری: تسکین دهنده:
ویژگی اصلی لنزها– توانایی دادن تصاویری از اشیاء. تصاویر هستند مستقیما و سرماخوردگی, معتبر است و تخیلی, بزرگ شده و کاهش یافته است.
موقعیت تصویر و شخصیت آن می تواند با استفاده از ساختارهای هندسی تعیین شود. برای انجام این کار، از خواص برخی از پرتوهای استاندارد استفاده کنید، البته که شناخته شده است. اینها پرتوهایی هستند که از مرکز نوری یا یکی از کانون های لنز عبور می کنند و همچنین پرتوهای موازی با اصلی یا یکی از محورهای نوری ثانویه است. برای ساخت تصویر در لنز، هر دو از سه پرتو را استفاده کنید:
پرتو حادثه روی لنز موازی با محور نوری، پس از رفرش، از طریق تمرکز لنز می رود.
پرتو عبور از مرکز نوری لنز نوری نیست.
پرتو عبور از فوکوس لنز پس از انکسار موازی با محور نوری است.
موقعیت تصویر و ماهیت آن (واقعی یا خیالی) نیز می تواند با استفاده از فرمول نازک لنز محاسبه شود. اگر فاصله از شی به لنز با d مشخص شود، و فاصله از لنز به تصویر از طریق f، فرمول یک لنز نازک را می توان در فرم نوشته شده است:
مقدار D، فاصله کانونی معکوس نامیده می شود لنزهای قدرت نوری.
واحد قدرت است دیوپتر (دیوپتر). دیوپتر - قدرت نوری لنز با فاصله کانونی 1 m: 1 دیوپتر = m -1
طول فوکوس لنز ها معمولا نشانه های خاصی را برای یک لنز جمع آوری F\u003e 0 برای یک F منتشر می کنند< 0 .
مقادیر d و f همچنین به یک قاعده خاص از علائم منعکس می شوند:
d\u003e 0 و f\u003e 0 برای اشیاء واقعی (یعنی منابع نور واقعی، و نه تداوم اشاعه همگرا در پشت لنز) و تصاویر؛
د< 0 и f < 0 – для мнимых источников и изображений.
لنزهای نازک دارای نقایصی هستند که به تصاویر با کیفیت بالا اجازه نمی دهد. اعوجاج هایی که در هنگام شکل گیری تصویر اتفاق می افتد نامیده می شوند اختلالات. آنهایی که اصلی هستند انحراف کروی و کروماتیک است.
منحنی کرویدر این واقعیت نشان می دهد که در مورد پرتوهای نور گسترده ای، پرتوهای دور از محور نوری، آن را در فوکوس متقابل نیست. فرمول یک لنز نازک فقط برای اشعه نزدیک به محور نوری معتبر است. تصویر یک منبع نقطه دور، ایجاد شده توسط یک پرتو گسترده ای از اشعه هایی که توسط یک لنز رفع شده اند، تبدیل به تار شدن می شود.
انحراف رنگیاز این واقعیت ناشی می شود که شاخص شکستن مواد لنز بستگی به طول موج نور λ دارد. این ویژگی رسانه شفاف پراکندگی نامیده می شود. فاصله کانونی لنز برای نور با طول موج های مختلف متفاوت است، که منجر به تار شدن تصویر هنگام استفاده از نور غیر تک رنگ می شود.
در دستگاه های نوری مدرن، لنزهای نازک مورد استفاده قرار نمی گیرند، اما سیستم های چند لنز پیچیده، که در آن تقریبا می تواند منجر به اختلالات مختلف شود.
تشکیل یک لنز جمع آوری تصویر معتبر مورد در بسیاری از دستگاه های نوری مانند دوربین، پروژکتور و غیره استفاده می شود.
اگر می خواهید یک دستگاه نوری با کیفیت بالا ایجاد کنید، باید مجموعه ای از ویژگی های اصلی آن را تنظیم کنید - نور، رزولوشن و بزرگنمایی. شما نمیتوانید مثلا یک تلسکوپ را به دست آورید، فقط افزایش قابل ملاحظه ای انجام می دهید و دیافراگم کوچک (دیافراگم) را ترک می کنید. این قطعنامه ضعیف خواهد بود، زیرا مستقیما به دیافراگم بستگی دارد. طرح های دستگاه های نوری بسیار متنوع هستند و ویژگی های آنها به وسیله هدف دستگاه های خاص مشخص می شود. اما هنگامی که در هر سیستم طراحی نوری طراحی شده است، لازم است که تمام عناصر نوری را با توجه به قوانین سختگیرانه تطبیق دهیم، آنها را ایمن بسازیم، تنظیم دقیق موقعیت قطعات متحرک را تضمین کنیم، صفحات دیافراگم را برای از بین بردن تابش پراکنده پس زمینه ناخواسته قرار دهیم. اغلب لازم است مقاومت در برابر مقادیر مشخص شده دما و رطوبت درون دستگاه، حداقل لرزش، نرمال کردن توزیع وزن، اطمینان از حذف حرارت از لامپ ها و سایر تجهیزات الکتریکی کمکی باشد. ارزش افزوده شده ظاهر دستگاه و سهولت دست زدن به آن.
میکروسکوپ، ذره بین، ذره بین.
اگر جسم موجود در پشت لنز را از طریق یک لنز مثبت (جمع آوری شده) بیشتر از نقطه کانونی آن قرار ندهیم، سپس یک تصویر خیالی بزرگ از جسم مشاهده می شود. این لنز یک میکروسکوپ ساده است و به عنوان یک ذره بین یا شیشه ذره نامیده می شود.
از طرح نوری، شما می توانید اندازه تصویر بزرگ را تعیین کنید.
هنگامی که چشم به یک پرتو موازی نور متصل می شود (تصویر موضوع به صورت نامحدود است فاصله دور، به این معنی که یک شی در فاصله کانونی لنز قرار دارد)، افزایش ظاهری در M را می توان از رابطه زیر تعیین میگردد: M = TGB / TGA = (H / ج) / (H / V) = V / F، که در آن f - فاصله کانونی لنز ، V فاصله بهترین بینایی است، به عنوان مثال کوچکترین فاصله ای که چشم در هنگام خواب معمولی به خوبی دیده می شود. M هنگامی که چشم تنظیم می شود، توسط یک افزایش می یابد به طوری که تصویر خیالی از جسم در فاصله ای از بهترین دیدگاه است. امکان اقامت برای همه افراد متفاوت است، با سن آنها خراب است؛ این بهترین فاصله دید 25 سانتی متر است چشمان طبیعی. در زمینه دید لنز تنها مثبت، به عنوان دور از محور خود حرکت می کنید، وضوح تصویر به دلیل انحرافات عرضی به سرعت از بین می رود. گرچه بزرگنمايي 20 برابر بزرگنمايي مي کند، تعداد نمونه آنها 5 تا 10 است. بزرگنمايي يک ميکروسکوپ مخلوط که معمولا به عنوان يک ميکروسکوپ ناميده مي شود، 2000 بار مي رسد.
تلسکوپ
تلسکوپ اندازه ظاهری اشیای دور را افزایش می دهد. طرح ساده ترین تلسکوپ شامل دو لنز مثبت است.
ریزش از یک جسم دور، موازی با محور تلسکوپ (اشعه a و c در نمودار) در فوکوس پشت لنز اول (هدف) جمع آوری می شود. لنز دوم (چشمی) از فاصله کانونی لنز فوکوس خارج می شود و پرتوهای a و c از آن به موازات محور سیستم خارج می شوند. بعضی از پرتوها ب، که از نقاط جسم خارج نمی شوند، جایی که اشعه های A و C از آن عبور می کند، به زاویه A به محور تلسکوپ می افتد، از طریق فوکوس جلو لنز می گذرد و سپس به سمت محور سیستم می رود. چشمی آن را به تمرکز پشت خود در زاویه b هدایت می کند. از آنجا که فاصله از تمرکز جلوی لنز به چشم ناظر است ناچیز در مقایسه با فاصله به شی، سپس مدار می تواند یک عبارت برای افزایش تلسکوپ قابل مشاهده M به دست آوردن: M = -tgb / TGA = -F / ج "(یا F / F) منفی. علامت نشان می دهد که تصویر چرخانده شده است.در تلسکوپ نجومی، آن را باقی می ماند؛ در تلسکوپ، یک سیستم معکوس برای مشاهده اشیاء زمین به منظور مشاهده عادی، به جای تصاویر معکوس استفاده می شود. خطوط اضافی ممکن است در سیستم معکوس بازدید کنندگان و یا در سفر دوربینهای دو چشمی، منشور.
دوربین دوچشمی.
تلسکوپ دوچشمی که معمولا به عنوان دوربین های دوچشمی شناخته می شود، یک ابزار جمع و جور برای مشاهده همزمان هر دو چشم است. افزایش آن معمولا 6 تا 10 برابر است. در دوربین های عکاسی از دو سیستم پیچاندن (اغلب - Porro) استفاده می شود، که هر کدام شامل دو منشور مستطیل شکل (با پایه 45 درجه) است که به سمت لبه های مستطیلی هدایت می شود.
برای به دست آوردن افزایش زیادی در میدان دید وسیع، رایگان از انحراف لنز و زاویه بنابراین معنی دار بود (6/9 درجه)، نیاز به کیفیت دوربین دوچشمی بسیار بالا چشمی، کامل تر از تلسکوپ با یک زاویه دید باریک. تمرکز تصویر در عینک دوچشمی، با اصلاح بینایی ارائه شده است، و مقیاس آن در diopters مشخص شده است. علاوه بر این، در دوربین های دوچشمی موقعیت چشمک زن را به فاصله بین چشم های ناظر تنظیم می کند. به طور معمول، دوربین دوچشمی مطابق با بزرگنمایی (در جعبه) و قطر لنز (در میلیمتر)، به عنوان مثال، 8 * 40 و یا 7 * 50 برچسب گذاری می شوند.
چشم نوری
به عنوان یک چشم نوری، هر تلسکوپ می تواند برای مشاهدات زمینی استفاده شود، اگر در هر سطح از فضای تصویر خود را برای اعمال علائم روشن (شبکه ها، علامت)، مربوط به یک هدف خاص است. یک دستگاه معمولی از بسیاری از تاسیسات نوری نظامی چنین است که لنز یک تلسکوپ آشکارا به هدف نگاه می کند و چشمک زن در پناهگاه است. چنین طرح نیاز به شکستن محور نوری چشم و استفاده از منشور برای تغییر آن؛ این منشورها یک تصویر معکوس را به یک مستقیم تبدیل می کند. سیستم های دارای افست محور اپتیکال نامیده می شوند. معمولا چشم نوری محاسبه می شود به طوری که دانش آموزان خروجی آن از آخرین سطح چشم لنز در فاصله ای کافی خارج می شوند تا از زمان ضربه زدن به تیرانداز از چشم تیرانداز جلوگیری شود.
محدوده یاب
یابنده های نوری، که به وسیله آنها فاصله ها را به اشیا اندازه می گیرند، دارای دو نوع هستند: تک سینه و کلیشه ای. اگرچه در جزئیات ساختاری متفاوت هستند، بخش اصلی طرح نوری برای آنها یکسان است و اصل عملیات یکسان است: در سمت شناخته شده (پایه) و دو زاویه شناخته شده مثلث، ناشناخته است. دو تلسکوپ موازی گرا که از راه دور b (پایه) جدا شده اند، تصاویری از یک شی از راه دور را به گونه ای ایجاد می کنند که به نظر می رسد از جهات مختلف قابل مشاهده است (اندازه هدف نیز می تواند به عنوان پایه ای باشد). اگر با استفاده از هر قابل قبول دستگاه نوری برای ترکیب زمینه های تصویر هر دو تلسکوپ به طوری که می توان آنها را به طور همزمان مشاهده، معلوم می شود که تصاویر متناظر از جسم به صورت فضایی جدا شده است. جستجوگرهای محدوده ای نه تنها با همپوشانی کامل فیلدها، بلکه همچنین با نیمی از آنها: نیمه بالای فضای تصویر یک تلسکوپ همراه با نیمه پایین تصویر فضایی دیگر است. در چنین دستگاههایی با استفاده از مناسب عنصر نوری ترکیبی از تصاویر جدا شده فضایی انجام می شود و مقدار اندازه گیری شده توسط تغییر نسبی تصاویر تعیین می شود. اغلب یک منشور یا ترکیبی از منشورها به عنوان یک عنصر برشی عمل می کند.
دالنور مونوكولار A یک منشور مستطیلی است؛ ب - پنتاپریسم؛ C - لنزهای لنز D - چشمی؛ E - چشم؛ P1 و P2 منحنی ثابت هستند؛ P3 - منشور حرکتی؛ I 1 و I 2 - تصاویر نیمی از زمینه دید
در مدار مادون قرمز که در شکل نشان داده شده است، این عملکرد توسط منحنی P3 انجام می شود؛ آن را با یک مقیاس فارغ التحصیل در فاصله های اندازه گیری به جسم مرتبط است. Pentaprisms B به عنوان بازتابنده های نور در زاویه ی راست استفاده می شود، زیرا چنین منش ها همیشه پرتو نور حادثه را با 90 درجه خنثی می کنند، صرف نظر از دقت نصب آنها در سطح افقی دستگاه. تصاویری که توسط دو تلسکوپ در محدوده فضایی استریو کروی ایجاد شده است، ناظر با یک چشم به دو چشم نگاه می کند. پایه ی چنین دامنه یاب اجازه می دهد تا ناظر موقعیت یك ابعاد ابعادی را در عمق مشخصی از فضا ببیند. هر تلسکوپ یک شبکه با علامت های مربوط به مقادیر فاصله دارد. ناظر متوجه می شود که فاصله فاصله عمیق به فضای تصویر شده است و فاصله ی جسم از آن را تعیین می کند.
دستگاه های روشنایی و پروژکتور نقطه نظرات
در طرح نوری چراغ، یک منبع نور، مانند یک دهانه تخلیه الکتریکی، در مرکز یک بازتابنده پارابولی واقع شده است. اشباع شدن از همه نقاط قوس توسط یک آینه پارابولی تقریبا موازی با یکدیگر نشان داده شده است. پرتو اشعه ها کمی از هم جدا می شود زیرا منبع یک نقطه درخشان نیست، بلکه حجمی از اندازه محدود است.
دیاسکوپ
طرح نوری این دستگاه، طراحی شده برای مشاهده شفافیت و فریم های شفاف رنگ، شامل دو سیستم لنز: یک کندانسور و یک لنز پروجکشن است. کندانسور یکنواخت شفاف را نشان می دهد، پرتوهای اشعه را به یک لنز طرح ریزی می کند که یک تصویر از صفحه اصلی را ایجاد می کند. لنز پروجکشن برای تمرکز و جایگزینی لنزهای خود را فراهم می کند، که به شما امکان می دهد تا فاصله را به صفحه و اندازه تصویر بر روی آن تغییر دهید. طرح نوری پروژکتور فیلم همان است.
SCHEME DIASKOPA. A اسلاید است؛ B - لنز خازن؛ C - لنز پروژکتور D - صفحه نمایش؛ S - منبع نور
ابزار طیفی
عنصر اصلی ابزار طیفی می تواند منشور پراکندگی یا گریت پراکندگی باشد. در چنین وسیله ای، نور ابتدا از هم جدا می شود، به عنوان مثال به یک پرتو از اشعه های موازی شکل گرفته و سپس به یک طیف تجزیه می شود و در نهایت تصویر شکاف ورودی دستگاه بر روی شکاف خروجی آن در امتداد هر طول موج طیفی تمرکز می شود.
طیف سنج
در این ابزار آزمایشگاهی جهانی یا کمتر، سیستم های کولیمیت و فوکوس می توانند نسبت به مرکز جدول که عنصر تجزیه نور به طیف قرار دارد، چرخانده شود. دستگاه دارای مقیاس برای شمارش زاویه چرخش، به عنوان مثال، یک منشور پراکنده، و زاویه انحراف پس از آن از اجزای مختلف رنگ طیف. به عنوان مثال نتایج چنین قرائنی، شاخص های انکسار جامدات شفاف را اندازه گیری می کنند.
اسپکتوگراف
این نام دستگاه است که در آن طیف به دست آمده یا بخشی از آن بر روی تصاویر عکاسی فیلمبرداری شده است. شما می توانید یک طیف از یک منشور از کوارتز (محدوده 210 تا 800 نانومتر)، شیشه (360-2500 نانومتر) یا نمک سنگ (2500-16000 نانومتر) دریافت کنید. در آن مناطق طیفی که منشأ ضعیف نور را جذب می کند، تصاویر خطوط طیفی در طیف سنجی روشن هستند. در spectrographs با شبکه های پراکندگی دومی دو عملکرد را انجام می دهد: تابش را به طیف تجزیه می کند و اجزای رنگ را بر روی مواد عکاسی تمرکز می کند؛ چنین دستگاه هایی در منطقه ماورای بنفش استفاده می شود.
دوربیناین یک محفظه کوچک و سبک است. تصویر از اشیاء عکس بر روی یک فیلم عکاسی توسط یک سیستم لنز به نام یک هدف ایجاد شده است. شاتر ویژه به شما اجازه می دهد لنز را در زمان قرار گرفتن در معرض باز کنید.
یکی از ویژگی های دوربین این است که در یک فیلم صاف باید عکس های کاملا واضح از اشیاء را در فاصله های مختلف به دست آورد.
در فیلم فیلم تنها تصاویری از اشیاء در یک فاصله مشخص تیز هستند. تمرکز با حرکت لنز نسبت به فیلم به دست می آید. تصاویری از نقاطی که در هواپیما هدایت تیز وجود ندارد دروغ می گویند و در فرم دایره های پراکنده قرار می گیرند. اندازه این حلقه ها می تواند توسط دیافراگم لنز کاهش یابد، به عنوان مثال کاهش دیافراگم a / f. این منجر به افزایش عمق میدان می شود.
لنز یک دوربین مدرن شامل چند لنز ترکیبی به سیستم های نوری (به عنوان مثال، طرح نوری تسار) است. تعداد لنزها در لنزهای ساده ترین دوربین ها از یک تا سه متفاوت است و در دوربین های گرانقیمت مدرن تا ده یا حتی هجده ساله وجود دارد.
طرح نوری تسار
سیستم های نوری در لنز می توانند از دو تا پنج باشد. تقریبا تمام طرح های نوری مرتب شده اند و به همین ترتیب کار می کنند - آنها اشعه های نور را از طریق لنز روی ماتریس حساس به نور هدایت می کنند.
فقط از لنز بستگی به کیفیت تصویر از تصویر، که آیا یک تصویر تیز، اگر تصویر بدون تحریف اشکال و خطوط، که آیا آن را یک رنگ خوب را - این همه در خواص از لنز بستگی دارد، به طوری که لنز یکی از مهمترین عناصر دوربین مدرن است.
لنزهای لنز از مقاطع خاصی از شیشه نوری یا پلاستیکی نوری ساخته شده اند. ایجاد یک لنز یکی از گران ترین عملیات ایجاد دوربین است. مقایسه لنزهای شیشه ای و پلاستیکی، قابل توجه است که لنزهای پلاستیکی ارزان تر و ساده تر هستند. در حال حاضر اکثر لنزهای کم هزینه دوربین های فشرده آماتور از پلاستیک ساخته شده اند. اما، چنین لنزهای مستعد ابتلا به خراش هستند و نه خیلی با دوام، پس از حدود دو یا سه سال آنها ابری می شوند و کیفیت عکس ها بسیار دلخواه است. دوربین های اپتیکی گران تر از شیشه های نوری ساخته شده اند.
در حال حاضر، بیشترین لنز دوربین جمع و جور از پلاستیک ساخته شده است.
بین خود، لنز لنز چسب یا ارتباط با قابهای بسیار محاسبه شده فلزی محاسبه شده است. لنزهای چسب را می توان بسیار بیشتر از فریم های فلزی پیدا کرد.
دستگاه پروجکشنطراحی شده برای تولید تصاویر در مقیاس بزرگ. لنز O پروژکتور تصویر یک شی صاف (اسلاید D) را بر روی یک صفحه ی از راه دور E متمرکز می کند. سیستم K لنز، به نام یک کندانسور، طراحی شده است تا نور منبع S را روی اسلاید تمرکز کند. در صفحه E یک تصویر معکوس بزرگ بزرگ ایجاد شده است. بزرگنمایی دستگاه طرحریزی را می توان با بزرگنمایی یا از بین بردن صفحه E تغییر داد و همزمان فاصله بین اسلاید D و لنز O را تغییر داد.
ابزار و لوازم جانبی:
میکروسکوپ بیولوژیکی، روشن کننده، میکرومتر، خط کش میلیمتر، اسلاید با سیم نازک، اسلاید با مو، نمونه بافتی عضله رگه ای، برای طراحی یک تصویر است.
هدف از کار:
میکروسکوپ را بررسی کنید، بزرگنمایی میکروسکوپ و اندازه خطی جسم کوچک را تعیین کنید.
مفاهیم اپتیکی که در کتابچه استفاده می شود:
1. لنز - یک بدن شفاف که توسط دو سطح کروی محدود می شود، یکی از سطوح ممکن است مسطح باشد.
لنز نازک - یک لنز که ضخامت آن در مقایسه با شعاع انحنای آن کوچک است.
سیستم نوری - سیستم چندین لنز
محور اصلی نوری لنز - یک خط مستقیم که از طریق مراکز تمام سطوح کروی آن عبور می کند.
محور اصلی سیستم - خطی که مرکز آن تمام سطوح کروی آن است.
جمع آوری لنز - یک لنز که یک پرتو پرتوهای موازی را که به آن پرتو متقابل نزدیک می شود تبدیل می کند.
مرکز نوری لنز نازک - نقطه ای که در محور اصلی نوری قرار دارد که از طریق آن پرتو نور عبور می کند بدون تغییر جهت آن. معمولا با مرکز هندسی لنز سازگار است.
مرکز نوری چشم - نقطه شرطی چشم مدل، زمانی که عبور می کند که پرتو آن جهت خود را تغییر نمی دهد.
لنز تمرکز اصلی - نقطه ای که در آن، پس از انکسار، اشعه هایی که بر روی لنز موازی با محور اصلی نوری خود در می آیند، عبور می کنند. مطابق با جهت انتشار پرتو، بین کانون اصلی جلو و عقب تفاوت می یابد
هواپیما کانونی - هواپیما از طریق کانون اصلی لنز که عمود بر محور اصلی نوری آن است عبور می کند. اشعه های موازی که بر روی لنز در هر زاویه ای به محور اصلی نوری متمرکز می شوند در هواپیما کانونی قرار دارند.
فاصله کانونی - فاصله از مرکز نوری لنز نازک تا تمرکز اصلی آن.
بهترین فاصله بینایی - کوچکترین فاصله از جسم به چشم، که در آن چشم به تصویر تیز با حداقل ولتاژ محل اقامت می دهد. برای چشم طبیعی 25 سانتی متر است.
زاویه دید - زاویه ای که توسط اشعه هایی از نقاط شدید جسم از طریق مرکز نوری چشم ایجاد شده است.
سیستم غوطه وری - یک لنز یک میکروسکوپ، که در آن فضای بین لنز اول و مورد بررسی شده با یک مایع با یک شاخص انکسار بزرگ، غوطه ور نامیده می شود.
سیستم نوری و اصل میکروسکوپ
میکروسکوپ ترکیبی از دو سیستم نوری فوکوس کوتاه - یک هدف و یک فانکشن است.
فاصله کانونی
لنز - چند میلی متر
چشمی - چند سانتیمتر
طرح سیستم نوری میکروسکوپ و مسیر اشعه در آن در شکل 1 نشان داده شده است. نسبت فاصله بین طول کانونی و طول نوری لوله مطلوب است.
لنز و چشمی در شکل دو لنز جمع آوری شده در و Ok شکل گرفته است. یک شی کوچک AB بر روی صحنه در مقابل لنز قرار دارد و فاصله کمی از فاصله کانونی آن است.
تصویر در شکل 1 بر اساس قوانین ساخت یک تصویر در لنزهای نازک برای ساده ترین حالت ساخته شده است. هنگامی که جسم در محور اصلی نوری قرار دارد. پرتو 1 از نقطه B به موازات محور اصلی نوری OO 1 می رود و پس از رفرش در لنز از طریق فوکوس اصلی F در مورد آن عبور می کند. پرتو 2 از نقطه B بیرون می آید و از مرکز نوری لنز O خارج می شود. در تقاطع این اشعه ها نقطه B 1 - تصویر نقطه B قرار دارد. اجازه دهید قطر عمود بر این نقطه را به محور اصلی نوری و نقطه A 1 تصویر متوسط A 1 B 1 بدست آوریم.
بنابراین، با استفاده از لنز، ما یک تصویر واقعی، بزرگ، معکوس متوسط در یک هواپیما به دست می آوریم که لزوما پشت فوکوس اصلی جلوی چشم لنز F است.
به طور مشابه، با استفاده از تیرهای 1 و 2، تصویر نهایی ایجاد شده توسط لنز را ایجاد می کنیم. پس از انکسار در عینک، این اشعه ها یک پرتو متقارن را تشکیل می دهند و بنابراین تقاطع ندارند. آنها را در جهت مخالف گسترش دهید، نقطه تقاطع B 2 تصویر خیالی از نقطه B 1 است و بخش A 2 B 2 تصویر نهایی شی AB است، بزرگ، خیالی و معکوس نسبت به شی که در فاصله ای از بهترین تصویر S. این تصویر به چشم نگاه می کند: پرتوهای متقاطع پرتوهای پرتوهای 1 'و 2' از چشمگیر به چشم وارد می شود، از طریق سیستم نوری آن دفع می شود و یک تصویر واقعی در شبکیه ایجاد می کند. هنگام کار با میکروسکوپ، چشم قرار گرفته است به طوری که مرکز نوری آن با مرکز تمرکز عقب فوک Oyok قرار دارد. بنابراین، فاصله بهترین دیدگاه به طور معمول از این نقطه اندازه گیری می شود.
بزرگنمایی داده شده توسط یک میکروسکوپ نشان میدهد که چند بار اندازه تصویر یک شی بزرگتر از اندازه یک شی است (شکل 1)
K = A 2 در 2 / AB (1)
اگر ما در نظر بگیریم که K = A 1 B 1 / AB و K در = A 2 B 2 / A 1 B 1، ما دریافت می کنیم
K = K درباره به خوب (2)
از شباهت مثلث OCF 'در مورد و A 1 B 1 F' در مورد و مساوی AB = OS، F 'در مورد A 1 دریافت می کنیم
, (3)
و از شباهت مثلث ها С 1 О 1 F 'ok و А 2 В 2 F خوب و برابری A 1 В 1 = О 1 С 1 ما دریافت می کنیم
(4)
جایی که طول نوری لوله است - فاصله بین فوکوس عقب لنز و فوکوس جلو چشمک S فاصله بهترین دیدگاه است؛ f on، f ok - طول کانونی لنز و لنز. پس از جایگزینی فرمول (3) و (4) به بیان (2)، بدست می آوریم
(5)
بزرگنمایی لنز و لنز روی لبه خود، به عنوان مثال، بر روی لنز نشان داده شده است: 8،20،40،60؛ در لنز: 7x، 10x، 15x.
RESOLUTION MICROSCOPE
از لحاظ فنی امکان ایجاد میکروسکوپ نوری وجود دارد، لنزها و عدسیهای آن به طور کلی افزایش 1500 تا 2000 و بیشتر خواهد شد. با این حال، این غیرقابل استفاده است، زیرا امکان تشخیص جزئیات کوچک یک شی توسط پدیده های پراکندگی محدود شده است. در نتیجه، تصویر کوچکترین جزئیات یک شیء تیز را از بین می برد، تخریب شباهت هندسی تصویر و جسم ممکن است اتفاق بیفتد، نقاط همسایه به یک با هم ادغام می شوند، تصویر ممکن است به طور کامل ناپدید شود. بنابراین، در اپتیک وجود دارد مفاهیم زیر را دنبال کنید که کیفیت میکروسکوپ را مشخص کنید : قطعنامه، محدودیت قطعنامه و افزایش مفید .
وضوح میکروسکوپ - اموال میکروسکوپ به طور جداگانه تصویر قسمت های کوچک موضوع مورد بررسی را به طور جداگانه ارائه می دهد.
محدودیت قطعنامه - این کوچکترین فاصله بین دو نقطه است که به طور جداگانه در میکروسکوپ قابل مشاهده است.
پایین تر از رزولوشن رزولوشن، رزولوشن بالاتر است میکروسکوپ . محدودیت رزولوشن کوچکترین اندازه قطعات را تعیین می کند که ممکن است در آماده سازی با یک میکروسکوپ متفاوت باشد.
ما این مفهوم را معرفی می کنیم زاویه دیافراگم زاویه بین پرتوهای شدید پرتو نور مخروطی که از مرکز شی به لنز می آید (شکل 3a) است.
برای ایجاد یک تصویر، یعنی برای تفکیک یک شی، کافی است که اشعههایی که حداکثر صفر را تشکیل میدهند و اولین مرتبه حداقل بر روی یک طرف به لنز وارد شوند (شکل 2 و 3b). مشارکت در شکل گیری پرتوهای اشعه از تعداد بیشتری از پرت ها، کیفیت تصویر، کنتراست آن را بهبود می بخشد. بنابراین، اشعه هایی که این حداکثر را تشکیل می دهند باید در زاویه دیافراگم لنز باشد.
بنابراين، اگر جسم يك گره پراش دار با يك دوره d باشد و نور آن به طور طبيعي فرو مي ريزد (شكل 2 و 3b)، پس از آن پرتوهايي كه حداكثر صفر را نشان مي دهند و دستورات اول در هر دو طرف بايد در تشكيل تصوير دخيل باشند، و زاويه 1 زاويه انحراف از اشعه هایی که حداکثر درجه اول را تشکیل می دهند به ترتیب باید به عنوان آخرین راه حل برابر با زاویه U / 2 باشد. اگر یک شبکه با یک دوره کوچکتر d 'را بگیریم، زاویه ' 1 بزرگتر از زاویه U / 2 خواهد بود و تصویر ظاهر نخواهد شد. به طوری که می توانیم به عنوان محدوده رزولوشن میکروسکوپ Z اندازه گیری می کنیم. سپس با استفاده از فرمول پراش غلتکی برای k = 1:. جایگزین d توسط Z و 1 توسط U / 2 دریافت می کنیم (6)
در طی میکروسکوپ، اشعه های نور بر روی جسم در زاویه های مختلف قرار می گیرند. با برش مضر اشعه (شکل 3d)، حد قطعنامه کاهش می یابد، زیرا تنها اشعه هایی که حداکثر صفر و حداکثر مرتبه اول را در یک طرف درگیر می شوند، در شکل گیری تصویر دخیل هستند و زاویه 1 برابر زاویه U U برابر است. محاسبات نشان می دهد که فرمول محدودیت رزولوشن در این مورد فرم زیر است
(7)
a) b) c) d)
1 لنز جلو، 2 لنز
Pic.3
اگر فضای بین شیء و لنز با یک محیط غوطه ور با شاخص شکست دهانه n که بزرگتر از شاخص انشعاب هوا است پر می شود، طول موج نور برابر است با n = n . جایگزین این عبارات در فرمول برای قطعنامه (7)، ما دریافت می کنیم
یا (8)
بنابراین، فرمول (7) تعیین وضوح محدوده برای یک میکروسکوپ با یک لنز خشک، و فرمول (8) برای یک میکروسکوپ با لنز غوطه وری. ارزش ها گناه 0.5 U و n گناه 0.5 U این فرمول ها دیافراگم عددی لنز نامیده می شوند و با حرف مشخص می شوند الف . با در نظر گرفتن این، فرمول برای حد مجاز میکروسکوپ در شکل کلی به شرح زیر است: (9).
همانطور که از فرمول های 8 و 9 دیده می شود، وضوح میکروسکوپ بستگی به طول موج نور، اندازه زاویه دیافراگم، شاخص شکست انبساط بین لنز و جسم، زاویه اشعه های نور بر روی جسم است، اما این به پارامتر چشمی وابسته نیست. چشمی اطلاعاتی در مورد ساختار جسم نمی دهد، کیفیت تصویر را بهبود نمی دهد، بلکه تصویر متوسط را افزایش می دهد.
وضوح میکروسکوپ را می توان با استفاده از غوطه وری و کاهش طول موج نور افزایش داد..
افزایش رزولوشن هنگام استفاده از غوطه وری می تواند به شرح زیر توضیح داده شود. اگر هوا (یک لنز خشک) بین لنز و جسم وجود داشته باشد، پس از عبور از شیشه پوشش به هوا، یک محیط با شاخص انشعابی پایین، به علت انکسار به طور قابل توجهی جهت خود را تغییر می دهد، بنابراین اشعه های کمتر به لنز می افتند. هنگام استفاده از یک محیط غوطه وری، شاخص شکست که تقریبا برابر با ضریب شکست شیشه است، هیچ تغییری در مسیر اشعه در محیط دیده نمی شود و تعداد زیادی از اشعه ها به لنز می افتند.
آب به عنوان یک مایع غوطه ور (n = 1.33)، روغن سدر (n = 1.515)، و غیره اگر حداکثر زاویه دیافراگم لنزهای مدرن به 140 0 رسیدن، سپس A = 0.94 برای یک لنز خشک، و غوطه وری A = 1.43. اگر محاسبه استفاده از طول موج نور λ = 555 نانومتر، که حس چشم بسیار حساس باشد، وضوح تصویر لنز خشک 0.20 میکرومتر و با غوطه وری شدن 0.1 میکرومتر است. مقدار دیافراگم عددی روی لنز نشان داده شده است: 0.20؛ 0.40؛ 0.65 و دیگران
افزایش رزولوشن میکروسکوپ نوری با کاهش طول موج نور با استفاده از اشعه ماوراء بنفش به دست می آید. برای این منظور، میکروسکوپ های مخصوص ماوراء بنفش با اپتیک کوارتز و دستگاه هایی برای مشاهده و عکاسی از اشیاء وجود دارد. از آنجا که این میکروسکوپ ها از نور با طول موج تقریبا دو برابر کمتر از نور دیداری استفاده می کنند، می توانند ساختار آماده سازی را با ابعاد حدود 0.1 میکرومتر حل کنند. میکروسکوپ فوق اشعه ماوراء بنفش دارای مزیت دیگری است - می توان آن را برای بررسی داروهای بدون رنگ استفاده کرد. اکثر اشیای بیولوژیکی در نور مرئی شفاف هستند، زیرا آنها آن را جذب نمی کنند. با این حال، آنها جذب انتخابی در ناحیه ماورای بنفش دارند و بنابراین در اشعه ماوراء بنفش قابل تشخیص هستند.
بالاترین رزولوشن میکروسکوپ الکترونی. از آنجایی که طول موج یک حرکت الکترون، 1000 بار کوچکتر از طول موج نور است.
و میکروسکوپ یون.
تاریخچه
سن قدیمی ترین لنز بیش از 3000 سال سن دارد، لنز به اصطلاح Nimrud. این در طول حفاری یکی از پایتخت های باستانی آشور در نیمرود توسط آستین هنری لیارد در سال 1853 یافت شد. لنز یک شکل نزدیک به بیضی شکل دارد، تقریبا زمین، یکی از دو طرف محدب است، و دیگری صاف است، افزایش 3 برابر است. لنز نیمرود در موزه بریتانیا نمایندگی کرد.
اولین اشاره به لنزها می توان در بازی یونان باستانی یونان Aristophanes "ابرها" (424 پیش از میلاد) یافت، که در آن آتش با استفاده از شیشه ی محدب و نور خورشید استخراج شد.
مشخصات لنزهای ساده
بسته به نوع تشخیص جمع آوری (مثبت) و پراکندگی (منفی) لنز گروهی از لنزهای جمع آوری معمولا به لنز اختصاص دارد، که در آن وسط ضخیم تر از لبه های آن است، و گروه لنزهای پخش شده - لنز، لبه های آن ضخیم تر از وسط است. لازم به ذکر است که این تنها در صورتی است که شاخص انکسار مواد لنز بیشتر از محیط زیست باشد. اگر شاخص انکسار لنز کم باشد، وضعیت تغییر خواهد کرد. به عنوان مثال، یک حباب هوا در آب یک لنز پخش دو لایه است.
به عنوان مثال، لنزها با قدرت نوری (اندازه گیری شده در دیوپترها) و فاصله کانونی مشخص می شوند.
برای ساخت دستگاه های نوری با ابعاد تصحیح نوری تصحیح شده (در اصل کروماتیک، به دلیل پراکندگی نور، achromats و apochromats)، خواص دیگر لنزها و مواد آنها مهم است، به عنوان مثال، شاخص شکست، ضریب پراکندگی، ضریب جذب و شاخص پراکندگی مواد در محدوده نوری انتخاب شده .
گاهی اوقات سیستم های نوری لنز / لنز (refractors) به طور خاص برای استفاده در محیط هایی با شاخص های انکساری نسبتا بالا طراحی شده است (نگاه کنید به میکروسکوپ غوطه وری، مایع غوطه وری).
لنز محدب-مخروطی نامیده می شود منیسک و می تواند جمعی باشد (ضخیم شدن به سمت وسط)، انتشار (ضخیم شدن به سمت لبه ها) یا تلسکوپی (فاصله کانونی برابر با بی نهایت) است. بنابراین، برای مثال، عینک های لنز برای نزدیک بینی - به عنوان یک قاعده، منیسک منفی.
برخلاف تصور غلط رایج، قدرت نوری منیسک با همان شعاع صفر نیست، بلکه مثبت است و به شاخص شکستن شیشه و ضخامت لنز بستگی دارد. یک منیسک که مراکز انحنای سطح آن در یک نقطه قرار دارد، یک لنز متمرکز است (قدرت نوری همیشه منفی است).
دارایی متمایز لنز جمعي توانایی جمع آوری اشعه هایی است که در سطح آن در یک نقطه واقع شده در طرف دیگر لنز قرار دارند.
اشعه هایی که بر روی لنز پخش می شوند، پس از خروج از آن، به سمت لبه های لنز رفته، یعنی از بین می روند. اگر این اشعه ها در جهت مخالف ادامه یابند، همانطور که در خط نشان داده شده توسط خط نقطه ی نقطه، آنها در یک نقطه F، که خواهد شد تمرکز کنید این لنز این ترفند خواهد بود تخیلی.
آنچه در مورد تمرکز بر روی محور نوری گفته شده به همان اندازه در مورد مواردی است که تصویر یک نقطه روی یک خط تسمه عبور می کند که از مرکز لنز به زاویه ای به محور نوری عبور می کند. هواپیما عمود بر محور نوری، واقع در مرکز لنز، نامیده می شود هواپیما کانونی.
لنزهای جمع آوری را می توان به سمت هر طرف هدایت کرد، به عنوان یک نتیجه که می تواند از یک لنز عبور می کند از یک طرف یا دیگری. بنابراین، لنز دو تمرکز دارد - جلوی و عقب. آنها در محور نوری در هر دو طرف لنز در فاصله کانونی از نقاط اصلی لنز واقع شده اند.
اغلب در این تکنیک مفهوم افزایش لنز (ذره بین) مورد استفاده قرار گرفته و به صورت 2 ×، 3 × و غیره نامگذاری شده است. در این مورد، افزایش بوسیله فرمول تعیین می شود Γ d = F + d F = d F + 1 (\\ displaystyle \\ Gamma _ (d) = ((F + d) \\ over (F)) = ((d) \\ over (F)) + 1) (هنگام مشاهده نزدیک به لنز). کجا F (\\ displaystyle F) - فاصله کانونی d (\\ displaystyle d) - فاصله بینایی (برای بزرگسالان میانسال حدود 25 سانتی متر). برای یک لنز با فاصله کانونی 25 سانتی متری، بزرگنمایی 2 × است. برای یک لنز با فاصله کانونی 10 سانتی متری، بزرگنمایی 3.5 × است.
مسیر اشعه در یک لنز نازک
یک لنز که ضخامت آن صفر است، در اپتیک نازک نامیده می شود. برای چنین لنزی، دو هواپیمای اصلی نمایش داده نشده است، اما یکی که در آن قدام و خلفی ادغام می شوند.
ساختن مسیر پرتو یک جهت دلخواه در یک لنز جمع آوری نازکی را در نظر بگیرید. برای انجام این کار، از دو ویژگی یک لنز نازک استفاده می کنیم:
- - پرتو که از طریق مرکز نوری لنز عبور می کند، جهت آن را تغییر نمی دهد؛
- - اشعه های موازی که از طریق لنز عبور می کنند در یک کانال کانونی همگرا می شوند.
تیر SA را از جهت دلخواهی که بر روی لنز در نقطه A اتفاق می افتد در نظر بگیرید. خط تولید آن را پس از انکسار در لنز ایجاد کنید. برای انجام این کار، پرتو OB، موازی با SA و عبور از مرکز نور O لنز را می سازیم. با توجه به اولين ويژگي لنز، پرتو OB جهت خود را تغيير نميدهد و از فوکوس کانون در نقطه B عبور مي کند. طبق ويژگي دوم لنز، SA پرتو موازي پس از شکستن بايد فوکوس را در همان نقطه تقاطع کنيم. بنابراین، پس از عبور از لنز، پرتو SA مسیر AB را دنبال می کند.
به طور مشابه، شما می توانید اشعه های دیگر مانند SPQ پرتو ایجاد کنید.
فاصله فاصله SO از لنز تا منبع نور توسط u را نشان می دهد، فاصله OD از لنز تا نقطه کانونی اشعه ها توسط v، فاصله کانونی OF f را نشان می دهد. ما یک فرمول مربوط به این مقدار را دریافت می کنیم.
دو جفت مثلث مشابه را در نظر بگیرید: △ S O A (\\ displaystyle \\ triangle SOA) و △ O F B (\\ displaystyle \\ triangle OFB), △ D O A (\\ displaystyle \\ triangle DOA) و △ D F B (\\ displaystyle \\ triangle DFB). نسبت ها را بنویسید
O A u = B F f؛ O A v = B F v - f. (\\ frac (OF) (u)) = (\\ frac (BF) (f))؛ \\ qquad (\\ frac (OA) (v)) = (\\ frac (BF) (v-f)تقسیم اول نسبت با دوم، ما دریافت می کنیم
v u = v - f f؛ vu = vf - 1. (\\ displaystyle (\\ frac (v) (u)) = (\\ frac (vf) (f))؛ \\ qquad (\\ frac (v) (u)) = (\\ frac (v) (f)) - 1)پس از تقسیم هر دو قسمت از بیان توسط v و مرتب سازی مجدد اعضا، ما به فرمول نهایی می رسیم
(1) (v)) = (\\ frac (1) (f))) 1 + 1 v = 1 f (\\ displaystyle (\\ frac (1) (u)) + (\\ frac (1)کجا f (\\ displaystyle f (\\ frac () ())) - طول کانونی یک لنز نازک.
سکته مغزی در سیستم لنز
دوره اشعه در سیستم لنز با روش های مشابه برای یک لنز تکمیل شده است.
یک سیستم از دو لنز را در نظر بگیرید، یکی از آنها دارای فاصله کانونی OF و دیگری O 2 F 2 است. مسیر SAB برای اولین لنز را بسازید و بخش AB را تا انتهای لنز دوم در نقطه C ادامه دهید.
از نقطه O 2، پرتو O 2 E را به صورت موازی با AB ایجاد می کنیم. در تقاطع با لنز کانونی لنز دوم، این پرتو نقطه E را به دست می دهد. با توجه به ویژگی دوم لنز نازک، پرتو AB بعد از عبور از لنز دوم عبور می کند. تقاطع این خط با محور نوری لنز دوم به نقطه D، جایی که تمام اشعه هایی که از منبع S عبور می کنند و از طریق هر دو لنز عبور می کنند تمرکز می کنند.
تصویربرداری با یک لنز جمع آوری نازک
در ارائه مشخصات لنز، اصل ساخت یک تصویر از یک نقطه درخشان در فوکوس لنز در نظر گرفته شد. اشعه هایی که روی لنز در سمت چپ قرار می گیرند از طریق تمرکز پشت خود عبور می کنند و کسانی که از راست به سمت راست حرکت می کنند از طریق تمرکز جلو حرکت می کنند. لازم به ذکر است که در لنزهای توزیع شده، در مقابل، تمرکز پشت در مقابل لنز، و جلو پشت است.
ساخت یک تصویر لنز از اشیاء با یک شکل و اندازه خاص، به شرح زیر به دست می آید: به عنوان مثال، خط AB یک شیء است که در فاصله ای از لنز واقع شده است، بسیار بیشتر از فاصله کانونی آن است. از هر نقطه ی شیء از طریق لنز یک تعداد بی نهایت اشعه، که برای وضوح، نمودار فقط یک دوره از سه پرتو را نشان می دهد.
سه شعاع از نقطه A از طریق لنز عبور می کنند و در نقاط مربوط به ناپدید شدن A 1 B 1، یک تصویر را تشکیل می دهند. تصویر حاصل شده است معتبر است و معکوس.
در این مورد، تصویر در تمرکز کانژاژ در برخی از فوکوس فوکوس FF گرفته شد، تا حدودی دور از فوکوس اصلی F'F '، عبور از طریق تمرکز اصلی موازی به آن.
این مقادیر به یکدیگر وابسته هستند و توسط فرمول نامیده می شوند فرمول نازک لنز (اولین بار توسط اسحاق بارو دریافت شد):
1 u + 1 v = 1 f (\\ displaystyle (1 \\ over u) + (1 \\ over v) = (1 \\ over f))کجا تو (\\ displaystyle تو) - فاصله از لنز به موضوع؛ v (\\ displaystyle V) f (\\ displaystyle f) - فاصله کانونی اصلی لنز. در مورد یک لنز ضخیم، فرمول بدون تغییر با تنها تفاوت که فاصله از مرکز لنز، اما از هواپیما اصلی نیست اندازه گیری می شود.
برای پیدا کردن یک مقدار ناشناخته با دو شناخته شده، از معادلات زیر استفاده کنید:
f = v ⋅ u v + u (\\ displaystyle f = ((v \\ cdot u) \\ over (v + u))) u = f ⋅ v v - f (\\ displaystyle u = ((f \\ cdot v) \\ over (v-f))) v = f ⋅ u u - f (\\ displaystyle v = ((f \\ cdot u) \\ over (u-f)))لازم به ذکر است که علائم تو (\\ displaystyle تو), v (\\ displaystyle V), f (\\ displaystyle f) بر اساس ملاحظات زیر انتخاب می شوند - برای یک تصویر واقعی از یک شی واقعی در یک لنز جمع آوری - تمام این مقادیر مثبت هستند. اگر تصویر خیالی است - فاصله آن به عنوان منفی گرفته شده است، اگر شیء خیالی باشد - فاصله تا آن منفی است، اگر لنز توزیع شود - فاصله کانونی منفی است.
تصاویر حروف سیاه و سفید از طریق یک لنز محدب نازک با فاصله کانونی f (قرمز). نمایش اشعار برای حروف E, من و کی (به ترتیب آبی، سبز و نارنجی). حروف تصویر E (واقع در فاصله 2 f) معتبر و معکوس، از همان اندازه. تصویر من (در f) - در بی نهایت تصویر به (در f/ 2) خیالی، مستقیم، دو برابر شده است
افزایش خطی
افزایش خطی m = a 2 b 2 a b (\\ displaystyle m = ((a_ (2) b_ (2)) \\ over (ab))) (برای تصویر از بخش قبلی) نسبت اندازه تصویر به اندازه متناظر با شیء است. این نسبت همچنین می تواند به عنوان یک کسری بیان شود. m = a 2 b 2 a b = v u (\\ displaystyle m = (a_ (2) b_ (2)) \\ over (ab)) = (v \\ over u)کجا v (\\ displaystyle V) - فاصله از لنز به تصویر؛ تو (\\ displaystyle تو) - فاصله از لنز به موضوع.
اینجا متر (\\ displaystyle m) یک فاکتور بزرگنمایی خطی وجود دارد، یعنی تعدادی که نشان می دهد چند بار ابعاد خطی تصویر کوچکتر (بزرگتر) از ابعاد خطی واقعی شی است.
در عمل محاسبات، بسیار راحت تر این نسبت را بیان می کند تو (\\ displaystyle تو) یا f (\\ displaystyle f)کجا f (\\ displaystyle f) - فاصله کانونی لنز
M = fU - f؛ m = v - f f (\\ displaystyle m = (f \\ over (u-f))؛ m = ((v-f) \\ over f)).
محاسبه فاصله کانونی و قدرت نوری لنز
مقدار کانونی برای لنز را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
n 0 f = (n - n 0) (1 R 1 - 1 R 2 + (n - n 0) dn R 1 R 2) (\\ displaystyle (\\ frac (n_ (0)) (f)) = (n (0)) \\ left \\ ((\\ frac (1) (R_ (1))) - (\\ frac (1) (R_ (2))) + (\\ frac ((nnn_ (0) d) (nR_ (1) R_ (2))) \\ right \\))کجاN (\\ displaystyle n) - شاخص انکسار مواد لنز، - شاخص انکسار محیط اطراف لنز،
D (\\ displaystyle D) - فاصله بین سطوح کروی لنز در امتداد محور نوری، همچنین به عنوان ضخامت لنز,
شعاع انحنای سطح که نزدیک به منبع نور (دورتر از سطح کانونی) است،
شعاع انحنای سطح که دورتر از منبع نور (نزدیک به سطح کانونی) است،
برای R 1 (\\ displaystyle R_ (1)) در این فرمول، نشانه شعاع مثبت است اگر سطح محدب و منفی باشد اگر مقعر باشد. برای R 2 (\\ displaystyle R_ (2)) برعکس، اگر لنز محدب (اپتیک) باشد، مثبت است اگر آن مقعر و منفی باشد. اگر d (\\ displaystyle d) این لنز نامیده می شود، به طرز چشمگیری کوچک نسبت به فاصله کانونی آن است خوبو فاصله کانونی آن را می توان یافت:
n 0 f = (n - n 0) (1 R 1 - 1 R 2). (\\ frac (n_ (0)) (f)) = (n-n_ (0)) \\ left \\ ((\\ frac (1) (R_ (1))) - (\\ frac (1) R_ (2))) \\ right \\).)(این فرمول نیز نامیده می شود فرمول نازک لنز.) فاصله کانونی برای جمع آوری لنزها مثبت است و برای لنزهای توزیع منفی منفی است. بزرگ n 0 f (\\ displaystyle (\\ frac (n_ (0)) (f))) نامیده می شود قدرت نوری لنزها قدرت نوری لنز در اندازه گیری است دیوپترهاواحدهای آنها هستند متر -1. قدرت نوری نیز به شاخص انکسار محیط بستگی دارد. n 0 (\\ displaystyle n_ (0)).