Markazlangan optik tizim. Geometrik optika
Yaxshi ishni bilimlar bazasida yuborish oddiy. Quyidagi shakldan foydalaning.
O'quvchilar, aspirantlar, yosh olimlar o'z bilim va tajribalarini o'rganib, bilimlaringizni ishga solib, sizga minnatdor bo'lishadi.
Http://www.allbest.ru/ saytida e'lon qilingan.
Markazlangan optik tizim
Markazlangan optik tizim simmetriya tizmasiga (optik o'q) ega bo'lgan optik tizim bo'lib, u ushbu o'qni atrofida aylantirilganda uning barcha xususiyatlarini saqlaydi.
Markazlangan optik tizim uchun quyidagi shartlar bajarilishi kerak:
· Barcha tekis yuzalar eksa bo'yicha perpendikulyar,
· Barcha sfera yuzalar markazlari o'qga tegishlidir,
· Barcha diafragmalar yumaloq, barcha diafragma markazlari eksa,
· Barcha ommaviy axborot bir xil yoki bir xil bo'ladi, yoki refraktiv indeksning taqsimlanishi eksa bo'yicha nosimmetrikdir.
Markazlangan optik tizimlar optik o'qni buzadigan tekis nometall va aks etuvchi prizmalarni o'z ichiga olishi mumkin, lekin aslida tizimning simmetriyasiga ta'sir qilmaydi (1-rasm).
1-rasm. Optik eksa uzilib joylashgan markazlashtirilgan optik tizim.
markazlashtirilgan optik liniya markazida masofa
Qalinligi nolga teng deb hisoblangan optikasi optikada nozik deb ataladi. Bunday ob'ektiv uchun ular ikki tomonlama samolyotlarni ko'rmaydilar, ammo oldingi va orqa tomondan, xuddi birlashtirilgani bilan birlashtiriladi.
Yupqa yig'ish linzasida tasodifiy yo'nalishdagi nurlanish yo'lining qurilishini ko'rib chiqing. Buning uchun biz ikkita xususiyatdan foydalanamiz. nozik optikasi:
Ob'ektiv optik markazidan o'tadigan nur, uning yo'nalishini o'zgartirmaydi;
Lens orqali o'tadigan parallel nurlar markazlashtirilgan tekislikda bir-biriga yaqinlashadi.
A nuqtadagi ob'ektivda tasodifan o'zboshimchalik bilan yo'nalishdagi SA parchasini ko'rib chiqing. Linzada sinishdan keyin uning tarqalishi liniyasini qurish. Buni amalga oshirish uchun biz SA ga parallel ravishda OB ni o'rnatamiz va ob'ektiv optik markazidan o'tamiz. Ob'ektivning birinchi xususiyatiga ko'ra, OB OB yo'nalishini o'zgartirmaydi va B nuqtasida markazlashtirilgan tekislikni kesib o'tadi. Ob'ektivning ikkinchi xususiyatiga ko'ra, parallel beqarorlik (A) parchalanuvchi yoriq (A) parallel bevosita yorug'lik shu nuqtada markazlashtirilgan tekislikni kesib o'tishi kerak. Shunday qilib, linzadan o'tib ketgandan so'ng, SA nurlari AB yo'lini kuzatadi.
Xuddi shunday, siz boshqa nurlarni ham qurishingiz mumkin, masalan, SPQ chizig'i.
Masofadan SO nuqtasiga U orqali yorug'lik manbaiga, masofadan o'lchamli OD ni linzalardan fokus nuqtasiga v, F ning fokus uzunligini ko'rsatish. Ushbu miqdorlarga tegishli formulani keltiramiz.
Quyidagi uchburchak ikki juftlikni ko'rib chiqing: 1) SOA va OFB; 2) DOA va DFB. Moslamalarni yozing
Ikkinchidan, birinchi qismni ajratishimiz mumkin
So'zning ikkala qismini v va ularni qayta tuzishdan so'ng, biz yakuniy formulaga o'tamiz
qaerda - nozik optikaning markazlashtirilgan uzunligi.
Yupqa yig'ish linzalari bilan tasvirlash
Linzalarning xarakteristikalarini taqdim etishda linzalarning markazida yorqin nuqta tasvirini yaratish printsipi ko'rib chiqildi. Chapdagi ob'ektivga tushadigan nurlar orqa markazdan o'tadi, va o'ng tomonga qaratib, oldingi markazdan o'tadi. Shuni ta'kidlash kerakki, diffuzli linzalarda, aksincha, orqa fon optikasi old qismida va orqadagi old tomonda joylashgan.
Muayyan shakli va o'lchamiga ega bo'lgan ob'ektlarning ob'ektiv obrazini yaratish uchun quyidagilarga erishiladi: masalan, AB liniyasi linzalardan biroz masofada joylashgan, markazlashtirilgan masofadan ancha katta. Ob'ektivning har bir nuqtasidan ob'ektiv orqali cheksiz miqdorda nurlar, shundan tushunarli bo'lishi uchun diagramma faqat uchta nurni ko'rsatadi.
A nuqtadan kelib chiqqan uchta nurlanish linzadan o'tadi va A 1 B 1da tegishli tasvirlarni yo'qotish nuqtalarida kesib o'tadi, vahiyni tashkil qiladi. Olingan tasvir to'g'ri va tirnalgan.
Bunday holda, tasvir FF markazidagi FF markazidagi asosiy fokusli "F" tekisligidan biroz uzoqqa cho'zilgan, asosiy diqqat markazidan parallel ravishda tasvirlangan.
Agar ob'ekt linzadan cheksiz masofada joylashgan bo'lsa, unda tasvir F ob'ektivning orqa markazida olinadi, teskari va o'xshashlik darajasiga tushadi.
Ob'ektiv yaqin bo'lsa va ob'ektivning ikki tomonlama markazidan uzoqroq masofada joylashgan bo'lsa, unda tasvir haqiqiy, teskari va qisqartiriladi va uning orasidagi markazlashtirilgan markazning asosiy yo'nalishi orqasida joylashgan bo'ladi.
Ob'ektiv ob'ektdan ikki tomonlama masofa oralig'ida joylashtirilsa, natijada olingan tasvir linzaning boshqa tomonida, undan ikki tomonlama masofada joylashgan. Rasm haqiqiy, teskari va mavzuga teng o'lchamda olinadi.
Agar ob'ekt oldingi markazga va ikkita markazlashtirilgan masofaga joylashtirilsa, tasvir er-xotin fokus uzunligi orqasida olinadi va haqiqiy, teskari va kengaytirilgan bo'ladi.
Agar ob'ekt linzalarning oldingi asosiy yo'nalishidagi tekislikda bo'lsa, linzalardan o'tgan nurlar parallel ravishda o'tib ketadi va tasvir faqat abadiyatda olinishi mumkin.
Agar ob'ekt asosiydan kam masofada joylashgan bo'lsa markazlashtirilgan uzunliknurlar linzalardan ajraladigan nurda chiqadi, hech qachon kesishmaydi. Rasm shunga o'xshash xayoliy, to'g'ridan-to'g'ri va kengaygan, ya'ni. Bu holda, linzalar kattalashtiruvchi stakan kabi ishlaydi.
Ob'ektivning oldingi nuqtasiga ob'ekt yaqinlashib kelayotganida tasvirni orqa markazdan uzoqlashtiriladi va ob'ekt old markazlashtirilgan tekislikka etib borganida, u cheksizdir.
Ushbu naqsh turli fotosuratlarning amaliyotida katta ahamiyatga ega, shuning uchun ob'ektdan ob'ektivgacha va linzalardan rasm tekisligiga bo'lgan masofani aniqlash uchun linzaning asosiy formulasini bilish kerak.
Ob'ektivning markazlashtirilgan uzunligi va optik quvvatini hisoblash
Lens uchun fokus qiymati quyidagicha ifodalanishi mumkin:
Lens materialining sinishi indisi, linzalarni o'rab turgan muhitning sinishi indeksi,
Optik tizmasining optik o'qi bo'ylab, linzalarning qalinligi va radiusli belgilar bilan ifodalanadigan sharsimon sirtlar orasidagi masofa, sfera yuzasining markazi linzaning o'ng tomonida va chap tomonda esa salbiy bo'lsa, ijobiy hisoblanadi. Fokus uzunligiga nisbatan ozgina kichik bo'lsa, unda bunday linza nozik deb ataladi va uning markazlashtirilgan uzunligi quyidagicha bo'lishi mumkin:
bu erda R\u003e 0 egrilik markazi asosiy optik o'qning o'ng tomonida bo'lsa; 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.
Qiymat linzalarning optik kuchi deb ataladi. Ob'ektivning optik kuchi diopterlarda o'lchanadi, o'lchov birliklari 1 ga teng.
Ushbu formulalar Snell qonunidan foydalangan holda tasvirni qurish jarayonini diqqat bilan ko'rib chiqamiz, agar biz umumiy trigonometrik formulalardan paraxial yaqinlashishga kirishsak. Bundan tashqari, nozik ob'ektiv formulasini olish uchun uni uchburchak prizma bilan almashtirish va undan keyin bu prizma uchun burilish burchagi formulasidan foydalanish qulay.
Lenslar nosimmetrikdir, ya'ni nurning yo'nalishiga qaramasdan bir xil markazida uzunligi - chapga yoki o'ngga to'g'ri keladi, bu esa, xususan, linzalarning qaysi tomoniga qarab nurga aylanib ketishi bilan bog'liq bo'lgan aberatsiyalar kabi boshqa xususiyatlarga nisbatan qo'llanilmaydi.
Allbest.ru da joylashtirilgan
Shu kabi hujjatlar
Lensning mohiyati, uning konveks (yig'ish) va konkav (sochish) shakllarining tasnifi. Ob'ektiv tushunchasi va markazlashtirilganlik uzunligi. Ob'ektivning tasvirini tuzilishining yoritilishidan so'ng ob'ektning joylashuvi va ob'ektning joylashuviga bog'liqligi.
taqdimot 22/2/2012 da qo'shilgan
Optik sxemasining o'lchamlari. Ko'zning burchak maydonini aniqlash, monokulyar kirish kursisi diametri, linzalarning markazida uzunligi, diafragma diametri. Burungi va prizmaning akraniy hisoblash. Optik tizimning tasvir sifatini baholash.
muddatli gazetada chop etilgan 02.07.2013
Yupqa linzalarning boshlang'ich nazariyasi. Ob'ektning kattaligi va uning tasvirining fokal uzunligini va linzalardan masofani aniqlash. Lens harakatining kattaligi fokal uzunligini aniqlash. Ob'ektivni kattalashtirish nisbati.
laboratoriya ishi 07.03.2007 da qo'shilgan
Mukammal optik tizim. Prizma hisoblash, ko'zani tanlash. Axisimetrik va mekansal optik tizim. Dizayn parametrlari, linzalarni ochish va prizma. Monokulyar aberratsiyalarni hisoblash. Tarmoqli chizilgan rasmni qoldiring. Triora kosmik ob'ektlari.
test 10/02/2013 da qo'shilgan
Prizma burchagini sindirish. Nurning asl yo'nalishidan eng kichik burilish burchagi. Kompozit optikaning optik kuchi. Yorug'lik zichligi kosinal taqsimoti bilan nuqta manbai. Interferentsiya chiziqlarini shakllantirish. O'z o'qi tomon ravshan intensivlik.
tahlil, 12/04/2010 qo'shildi
Elektromagnit to'lqinlar ko'lamini ko'rib chiqish. Yorug'likni tekkizish qonuni, yorug'lik nurlarining mustaqilligi, nurning aks etishi va yorilishi. Ob'ektiv tushunchasi va xususiyatlari, optik quvvat ta'rifi. Linzalardagi tasvirlarning xususiyatlari.
taqdimot marosimi 07/28/2015
Moslashuvchan oynaning markazlashtirilgan uzunligini o'lchash uchun asbobning funksional diagrammasini ishlab chiqish. Fotodetektor, dvigatel, energiya ta'minoti va mikrokontrolning tanlovi va texnik xususiyatlari. Qurilmaning elektr kontseptsiyasini taqdim etish.
2014 yil 10 iyulda qo'shilgan
Yorug'lik va global sirtlarga nur aks etishi. Refraktsion sirtning asosiy markazini aniqlash. Yupqa sferik linzalarning tavsifi. Formali nozik linzalar. Nozik lens bilan tasvirlash moslamalari.
mavhumlik, 04/10/2013 qo'shildi
Nurning sinishi qonunining mohiyati. Maksimal va minimal shovqin holati. Voqeaning zichligi va aks ettirilgan to'lqinlar nisbati. Kino qalinligida pasayish tezligini aniqlash. Optik yo'l uzunligi va optik yo'l farqining mohiyati.
ekspertizasi, 10/24/2013
bosh uzunligi va aniqlash linzalar qo'yib, va mikroskop, sinishi indeksi va dispersiyasi o'rta suyuqlik, qizdirilgan Lampochka kuch va uning yorug'lik maydon naycha optik uzunligi oshirish. Fotometriya qonunlarini o'rganish.
adabiyot merkezsizleşmiş optikasi foydalanish simmetrik maydon nuqtalari uchun tengsiz tasvir egrilik va astigmatizmni, sapması o'zgarishlarni va buzish ortishi, nima uchun, deb ko'rsatadi.
Ishlab chiqarish va yig'ishda ikki markazdan foydalaniladi: linzalarning markazlashtirilishi va linzalarning markazda joylashganligi.
Markazlashtiruvchi linzalarning mohiyati. Lens markazlashtiruvchi - operatsiya asoslanib (eb) silindr yuzasida o'qi bilan bu ob'ektiv optik o'qi yarashtirish uchun. Shakl 1 O O O B - optik o'q. E'tibor bering, optik o'qi linzalarning sfera yuzalarining egish markazlari joylashgan tekis chiziq; ob'ektiv tekis yuzalar biri bo'lsa, optik o'qi bu tekisligiga soha egrilik markazi orqali va perpendikulyar o'tadi.
Shakl. 1. Optik qismni chizish
Agar bu ikki qator mos kelmasa, ob'ektiv chaqiriladi markazsizlashtirildi. Dekenterlashning o'lchami linzalar chizmasida ko'rsatilgan. Past darajadagi mexanizm barcha mexanik ob'ektlarni qayta ishlash jarayonlarida xatolar to'planishi natijasida yuzaga keladi. Shuni ta'kidlash kerakki, optik o'q va tayanch elementning o'qi har doim o'zaro bog'liqlik yo'nalish, ya'ni Har xil tekisliklarda yotadigan chiziqlar. Qarama-qarshilikning o'zaro bog'liqligi burchak va ular orasidagi masofa bilan belgilanadi.
Tegiruv paytida olib tashlangan pardaning kattaligi egrilik radiusi orasidagi nisbatga bog'liq R. linzalari va diametri D, shuningdek, sferik yuzalarning egish belgilaridir. Imtiyoz nisbati bilan ortadi R.: D.
Lensni markazlashtirganda uchta usulda o'rnatiladi: porlashda; o'z-o'zini markazlashtirilgan kartuşda; qurilmada mavjud.
4.1. Ob'ektivni porlash yuzasida o'rnatish, porlashni markazlashtiruvchi aniqlik
Ob'ektivni porlash yuzasiga o'rnatish linzalarni 0,04-0,1 mm (ba'zi manbalarda 0,02-0,2 mm) dan aniq bo'lmagan aniqlik bilan markazga qo'yish mumkin bo'lganda ishlatiladi. O'rnatish markazlashtirilgan linzalarni 3 rezina 2 bilan markazlashtiruvchi mashinaning milida joylashgan quvurli guruch kartusiga (1) yopishtirish orqali amalga oshiriladi (2-rasm).
2-rasm. Flare markazlashtirish sxemasi:
1-kartridj, 2-qatron, 3-linza, 4-olmosli silliqlash g'ildiragi,
- markazlashtirish uchun optik o'q,
- markazlashtirilgandan so'ng optik o'q
Ob'ektiv 60 darajaga qadar isitiladi, kartridjga qo'llaniladi va qatron muzlatilgunga qadar, kartridj uchi bo'ylab harakatlanadi, yalang'och ko'z bilan ko'z o'ngida ko'zning linzalari yuzasida yorug'lik manbasidan S. Bunday holatda, ish milini qo'lda aylantiradi va markazlashtiruvchi mashqlar tugashi bilan tugaydi.
Mashina ish zarrachasiga o'rnatiladigan ishlatilgan quvurli kartridjni markazlashtiradigan (3-rasm) M, va yo'naltirilgan kamar hisoblanadi DH6. Buning ma'nosi shpin va boltning o'qlari mos kelmaydi. Shuning uchun, kartridj, milga o'rnatilgandan so'ng, u orqali ishlanadi g 10-15 mm uzunlikdagi (silliqlash g'ildiragidan chiqish uchun). Keyin ular konusni nuqtaga va oldingi platformaga 0,2 mm kengligida teshadi.
Ushbu operatsiya milning aylanish o'qiga nisbatan mutanosib markazlashtirilgan qirralarning olinishi uchun ishlatiladi: konkav sirtlari tashqi chetlari va konveks yuzalar uchun ichki qirrasi.
Ultriumning so'nggi yuzining vertikalligi qaytib keladigan kartoshka uchun yog'li, jilo qilingan plastinka yordamida tekshiriladi.
Lensni yopishtirish uchun kartrihi spirtli yoki gazli bruska bilan qizdirilsa, konusni va yuzini qatron bilan yog'lashi kerak, undan so'ng qizil radiusli egri chiziqli yon tomoni bilan issiq lenta bosiladi (olov olovidan issiq havo oqimida qizdiriladi). Lensni kartridj uchi bo'ylab harakatlantirib, uning pozitsiyasi shunday amalga oshiriladiki, mil mil qaytgandan so'ng, lampochka ko'rinishi Slinzalarning old va orqa yuzalari tomonidan aniqlanadi. Keyin ob'ektiv shimgichni iliq suvdan omon qolganicha sovutadi.
Shakl. 3. Tubulyar linzalarni markazlashtirilgan kartrij
Markazlash silikon karbidning aşındırıcı g'ildiraklari amalga oshirilishi; M2-CM2 diapazonining qattiqligi va 3-12 gacha don miqdori shisha markaga, optikasi o'lchamiga va diametrga chidamliligiga qarab tanlanadi.
Aylanish tezligi Ish chastotasiga qarab ish milni o'rnatiladi. Kichik diametrli linzalar va yumshoq shisha tezligi uchun katta.
Lens diametri doira olib tashlanadi, vaqti-vaqti bilan (o'lchanadi), tekshirilgan va yoymoq sekinlashadi bo'ladi. Markazlashtirilgach, doira katlanmış va old yuzasi qo'l bilan faset chashka harakatlanishi bilan yuzlanadi.
Markazning aniqligi. Markazlashning bu usuli ko'z bilan ishlaydigan optik "tizim" dan foydalanadi, ya'ni. yorqin energiya oluvchisi ko'zdir. ikki ochko yoki muayyan sinov sharoitida tizimi shakllari hali ham rasm ularni ajratib chiziqlari orasidagi eng kichik masofa burchak yoki chiziqli qiymati - ko'z muhim xususiyati qarorning chegarasi (hal kuch) hisoblanadi.
Ko'z optik xususiyatlarga ega bo'lgan optik qurilma sifatida qaralishi mumkin.
Ko'zning optik tizimi retinaning orqa devoriga ob'ekt tasvirini kiritadi. Ko'zdan turli xil masofalardagi ob'ektlar orasidagi retina rasmining aniqligi linzalarning markazlashtirilgan uzunligini o'zgartirish orqali erishiladi. Qachon kuchlanish halqa shaklida mushak ob'ektiv ortadi egrilik, (bosh masofa kamayadi), va keskin foydalanib ko'ring ob'ekt yaqinroq. Turli masofalardagi ob'yektlarni aniq ko'rsatish uchun ko'zning mulki turar joy deb ataladi. Qolgan turar joylarda ko'z bilan tasvirlangan nuqta uzoqqa va maksimal kuchlanishga yaqin deb nomlanadi.
Xuddi shu ob'ektning ko'z 4 bilan qaralganda
MN (4-rasm, a) turli masofalarda
L va L’
rasm hajmi
l’
va l’’
ob'ektlar ham ko'z bilan ko'z bilan qaraydigan bo'lgandan buyon boshqacha bo'ladi va
turli darajada.
70 mm masofada uchun ayb-bepul ko'z (emmetropic) eng oxirgi nuqtasi cheksiz uzoqlashgan yotadi, va proksimal uchun. aytilganidek yaqin-nuqtasida ob'ekt bilan tanishar, turar maksimal kuchlanish ko'z og'ir iborat deb. Masofa eng yaxshi ko'rinish kichik o'lchamli narsalarni emmetropik ko'zga qaraganda 250 mm ga teng. umumiy kamchiliklar ko'z ametropia biri miyopi (uzoqni ko'ra olmaslik), yaqinni (hipermetropluk) sifatida namoyon bo'ladi.
Shakl. 4. Ko'zning optik harakati
Miyopik ko'z uchun, eng uzoq nuqta cheklangan masofada joylashgan. Shunday qilib, cheksiz yotadigan narsalar retinada tasvirlanmaydi, lekin uning oldida (4-rasm, ichida). Miyopi tuzatish uchun ko'zning old qismiga salbiy optikasi (ko'zoynak) qo'yiladi.
Ko'zdan kechadigan ko'z uchun, eng uzoq nuqta retina (orqada ko'zning tashqarisida) yotadi. Bunday holda, ko'zning old qismida musbat optikasi joylashadi. Kichkina hipermetropi bo'lsa, ko'zni ushlab turish vaqtida kuzatuvchi uzoq ob'ektlarning aniq tasvirini olishi mumkin. Miyopi holatida u buni qila olmaydi, chunki salbiy turar joy yo'q.
emmetropic ko'z tuzatish uchun ob'ektiv optik kuch hisoblab, u ob'ektiv orqa markazida eng oxirgi nuqtasini mos bo'lishi kerak joydan davom etish zarur. optikasi tushib parallel nurlar (yoki qarama-qarshi yo'nalishda davom etishi), sinishi keyin, shuningdek, bir bosh nuqtasi uzoq nuqtasi bilan bir vaqtga to'g'ri keladi, deb, diqqat bilan o'tishi kerak, ko'z kirib nurlar borib (yoki yig'ishda) narigi nuqtasi ko'zlaridan va qanday bo'ladi retinada uzoq ob'ektning o'tkir tasvirini beradi. Misol uchun, agar miyopi 2 diopter bo'lsa, u holda eng uzoq nuqta masofadan turib yotadi
shuning uchun linza fokus uzunligi bilan qo'llanilishi kerak
ya'ni, kuch bilan
diopter.
Xuddi shunday uzoq ko'zlar uchun ham; ob'ektiv kuchining belgisi ijobiy bo'ladi.
Optik-mexanik o'lchov asboblarini ishlab chiqishda va ishlatishda ko'zoynakni e'tiborga olish kerak. Ko'zni ko'rishi kerak ishlash uchun har qanday ko'zga turar joy tinchligi sharoitida.
Optik-mexanik o'lchash asboblarini ishlab chiqishda ko'zning o'quvchi hajmini hisobga olish kerak. hujjat chiqish o'quvchisi joylashgan va hajmiga ko'z qorachig'i to'g'ri bo'lsa kuzatish eng yaxshi sharoitlar bo'ladi. O'quvchilarning joylashuvi eyecup (ko'zguda mustahkamlangan maxsus kolbasa) tomonidan ta'minlanadi.
O'lchov jarayonining eng muhim parametri - ko'zning ravshanligi (ko'rish keskinligi), uning ostida ikkita nuqta alohida-alohida ko'rinib turadi.
Ko'zning aniqligi nuqtali ob'ektlarni, kontrastni kuzatish orqali aniqlanadi K = 1 (oq fon ustiga qora zarbalar) va yorug'lik 50-200 lyuks.
Bundan tashqari, ko'zning rezusi retina tuzilishi bilan belgilanadi. Ikkala nuqtaning tasvirlari bitta nur olish elementida yoki ikkita qo'shni bo'lgan joyda joylashgan bo'lsa, u holda bu fikrlar echilmaydi (kuzatuvchi uchun ular bitta joyga qo'shiladi). Konuslar (ko'zning nur olish elementlari) uzunligi taxminan 0,035 mm, kengligi esa 0,006 mm. Tasdiqlash uchun zarur bo'lgan shart - ikkala elementning tasvirlarining elementlari, ular orasida erkin element mavjudligi. Ikki maksimal hal qiluvchi nuqtalar orasidagi burchak masofa ifodadan aniqlanadi
, (1)
qaerda a "- kenglik konuslari, D - ko'zning optik kuchi (ko'zning sinishi).
diopter,
.
O'lchash texnologiyasida ko'pincha to'g'ri chiziqning bir qismini (nosimmetrik bo'lmagan hizalama) yoki ikki tekis chiziq (bisektional moslashuv) o'rtasida to'g'ri chiziqning nosimmetrik joylashuviga nisbatan bir qismini almashtirishni baholash kerak. Bunday holatlarda o'rta o'lchamdagi o'lchamning chegara burchagi olti baravar kam (10 ").
Eng yaxshi ko'rinish masofasidan kuzatilgan bo'lsa, ikki nuqta bir-biridan teng masofada joylashgan bo'lsa, ularni hal qiladi
, (2)
qaerda L - eng yaxshi ko'rish masofa (250 mm), - ko'zning kuchini baholash yoki ularning soni qiymatlarini o'zgartirish.
4.2. Ob'ektivni autocollimator-ga o'rnatish. Aniqlik
Usul oldingi holatga o'xshashdir, faqat o'zboshimchalik bilan yorug'lik manbai o'rniga autokollimator ishlatiladi va otashinaning pozitsiyasi avtokollamatorli panjada to'liq aniqlik bilan aniqlanadi (5-rasm).
Bu usul sodda va yuqori sifatli.
Shakl. 5. Autocollimation flare control shaxobchalari bilan markazlashtiruvchi linzalar:
1-kartridj, 2-shellac qatroni, 3-avtokollimatsion kolba, 4-olmosli asboblar, sharsimon yuzalar A va V linzalari egrilik markazlari
4.3. Avtomatik markazlashtirilgan kartridagi linzalarni o'rnatish, uskuna aniqligi
Eng samarali usul, linzalarni CA-100, CA-10A, CA-150B mashinalarida o'z-markazlashtirilgan kartuşda joylashtirishdir (6-rasm).
b) erkinlik darajasidan mahrum qilindi: B - x, y, z bazasida, A -
Shakl. O'z-markazlashtiruvchi qurilmada linzalarni markazlashtirish sxemasi:
1 ta qo'rg'oshinli patron, 2-linza, 3-qullik kartridj, 4 eksa milya aylanish, 5-olmosli asbob (aylana)
- A va B sferik yuzalari egiluvchan markazlari ikki holat bo'yicha - montajdan oldin va keyin
O'z-markazlashtirilgan kartuş bir vaqtning o'zida ikkita aylanadigan qismdan iborat - chap va o'ng patronlardan iborat. Ular mashina o'ramlariga o'rnatilgan bo'lib, ularning qirralarning o'qlari millarning aylanish o'qi bilan mos tushadi. Ultratovkalarning chekkalari 1-2 mikrondan oshmasligi kerak.
Lentalari orasiga joylashtirilgan linzalar, bahorning harakatlari ostida linzaning optik o'qi milning aylanish o'qi bilan hizalanmaguncha, uning qalindan ingichka chetiga tomon yo'naltiriladi.
Ob'ektiv quyidagi tarzda o'rnatiladi: ishchi ob'ektivni chap patronga ehtiyotkorlik bilan qo'llaydi va uni uchta harakatdan mahrum etadi - x, y, z (asosiy sxema uchun 6-rasmga qarang). Shu nuqtada, optik eksa milya tizmasiga burchak ostida (). Shundan so'ng, ishchi o'ng kartrijning kamonini muloyimlik bilan chiqaradi va optik eksa aylanadi va milya o'qi bilan hizalanadi. Qo'llab-quvvatlash 3 tomonidan taqdim etilgan taglikning linzalari ikki turni yo'qotadi.
O'rnatishning aniqligi uchun linzalarni almashish burchagi muhim ahamiyatga ega. (Qarang: 6-rasm), biconvex va biconcave linzalari uchun matkap burchaklarining yig'indisi va linzalarning sirtlari va menisklar uchun - bu burchaklardagi ijobiy farq.
Ob'ektivning burchagi burchagi linzalarning sirtlari egri chiziqlari radiusiga tegib, kartrij chetiga tegib turgan nuqtadan o'tadi. Belgilangan burchak radiusi va linzaning o'qi orasidagi burchak siqishning burchaklari va.
Tajribali ravishda [Sulim] shiftning burchakka ega bo'lgan linzalari bo'lgan
0,01 mm aniqlik bilan o'rnatiladi va markazga o'rnatiladi. Burchakdagi linzalar
0.02-0.03 mm aniqlik bilan markazlashtirilgan. Ko'chirma burchagi pasayishi bilan kamroq
Ushbu usul odatda markazlashtirilmaydi.
O'rnatishdan so'ng, linzalar bir milga ega va silliq tarzda olmos g'ildiragini keltiradi. Milya aylanish tezligi va besleme darajasi g'ildirakning shisha qatlamlik, linzaning qalinligi va aşındırıcı xususiyatlariga bog'liq. Ishlov berish usullari empirik tarzda tanlanadi.
Shpindelning yelkasining kuchi 20-80 N (2-8 kg) dir va linzalarning diametrini 295 N gacha ko'taradi.
4.4. Qurilmaga o'rnatish
Qurilmaga linzalarning markazlashtirilishi (7-rasm) turli o'lchov tizimlaridan foydalanishga imkon beradi: tekis, kavisli, avtokall mikroskoplar, displeyli CCD, bu dastur doirasini sezilarli darajada kengaytiradi.
Shakl. 7. Qurilmani markazlashtirish
Ushbu usulda (8-rasm), 6-bobning pastki sohasi markazi har doim kartridjning 5 o'qida joylashadi, shuning uchun u faqat yuqori sirt markazining O 2 ni o'rnatishi kerak, bu jarayonni sezilarli darajada osonlashtiradi. Jarayonning to'g'riligi asosan qabul qilish va o'qishning aniqligiga bog'liq.
Keling, har bir usulni batafsil ko'rib chiqaylik.
autocollimation mikroskop (shakl. 9), tola chiroq 1 yorug'lik nur, beamsplitter plastinka 3 va ko'zgu 4 aks o'tib kondensator 2, 5 va 6 kolimatörler optikasi sohasida 7. chuqurligi 5 va 6 tarmoqlarini o'qi bo'ylab bir-biridan intervalgacha tarmoqlarini yoritgan birinchisi - qorong'u fonda shaffof, ikkinchisi - engil fonda opak. Ushbu ızgaralar tasvirlari mikroskop mavzusi tekisligiga tekislash uchun linzalar 7, prizma 8, tekislik parallel plastinka 9 va mikro-linzalar 10 bilan proekt qilinmoqda. Bu erda qayd etilgan o'lchov yuzasi yoki o'lchangan yuzaning yuqori qismi ketma-ket joylashtirilgan.
aks nur nur, mikroskop 10 ob'ektiv, plastinka 9 va tekis 11 diagonal yuziga tomonidan aks ettiriladi orqali o'tadi linzalari 12, prizma 13-xumcha, prizmadan 14 o'tadi va operator tasvir old Fokal At avtokallimatsionnoe tarmoqlarini 5 va 6. kesib ko'radigan orqali linza 15 kiradi o'qning tekisligi gorizontal chiziq shaklidagi mos yozuvlar indekslari bilan o'lchangan panjara (16) va o'lchanadigan linzani markazlashtirish uchun mos yozuvlar nuqtasi funktsiyasini bajaradigan kichik o'lchamli nazorat doirasi bilan bayrok.
Shakl. 8Men - kollimator; II - mikroskop; 1 - chiroq, 2 - kondensator, 3 - sinov obyekti, 4 - optikasi, 5 - mandrel, 6 - linzalari, 7 - linza, 8 - grid, 9 - ko'z qopqoqni, 10 - linza, 11 - grid, 12 - ko'zli prizma, 13 - ko'z qovoqlari
Shakl. Autocollimation mikroskop sxemasi
8 - prizma, 9 parallel plastinka, 10 - mikroto'lqinli linzalar, 11 - prizma, 12 - optikasi, 13 - optikasi, 1 - yoritgich, 2 - kondensator, 3 - nurli bo'lak plitasi, 4 - oyna, 5 va 6 - kub-prizma, 14 ta prizma, 15 ta ko'zli, 16 ta mash, 17 ta o'rnatiladigan linzalar, 18 ta mandrel
Mikroskopni o'lchaydigan mikroskopning optik sxemasi (10-rasm) reticle va uchta ma'lumotnomadan iborat. O'lchagan ob'ektning tasvirlari, shuningdek, asosiy va mos yozuvlar tarozi ekranlarda aks ettiriladi. Optik mikrometrelar o'qish tizimlarida qo'llaniladi.
O'lchagan ob'ektning konturlari nosozlik ekranida (past nurda) kuzatiladi yoki binokulyar biriktirma orqali (yuqori yorug'likda) kuzatiladi. Vagonlarning harakatlanishining ortga qaytarilishi asosiy va mos yozuvlar miqdori bo'yicha amalga oshiriladi.
Chiroq 17 dan doimiy kondensator 16 va o'zgarishi mumkin yoritish tizimi 18, 19 yoki 20 bilan chiroq 10, 11, 12 yoki 13 o'zgaruvchan linzaga (magnitolalar ,
, va o'lchagan ob'ekt Pni yoritib turadi. Ob'ektni tasvirlari linzalar tomonidan 3-gachasi prizma va 9-gachasi himoya oynalar orqali shisha plastinkaning 5-sathiga kesilgan chiziqlar bilan prognosti qilinadi. Plitalar ichidagi flywel bilan aylantirilishi mumkin
. Ob'ektning umumiy tasvirini va kollektiv 8 orqali chiziqli linzalarni linzalar 6 tomonidan ko'zdan kechirilgan ekranda 7 va 1 nusxalari yordamida prognoz qilinmoqda. Goniometrik optik o'qish tizimi xuddi shu tarzda ko'rsatilgan.
Chiroq 27 dan kondensator 26 orqali, yorug'lik filtr 25 va jamoa 24 yorug'lik shisha ostiga 4 (bo'linish narxi a) zarba burchagi boshi. Oyoq qismi chizilgan panjara bilan qattiq bog'langan va u bilan qaytadi. Lens 23 oyoqning yoritilgan qismini sobit o'qish (daqiqa) o'lchov tekisligiga aylantiradi. Ikkala tarozining birgalikdagi qiyofasi 22-gachasi linzali, 21-gachasi o'qish apparati va 14-gachasi oynani aks ettiruvchi oyna bilan proizvodlashtiriladi.
Shakl. 10. Ekran mikroskopini o'lchash diagrammasi
4.5. Ob'ektivni ramkaga joylashtirish
Jixozga bog'langan linzalarni markazlashtiradigan bir qancha usullar mavjud va ulardan biri avtokollimatsiya. Bunday birikma avtokollimatsion assotsiatsiya deb ataladi.
Autocollimator markazlashtirilishi .
Autocollimation yig'ish uchun mo'ljallangan linzalar, optik markazda 0,03 - 0,1 mm.
Linzalar uchun ramkalar mashinalar do'konida taglik diametri va tayanch uchlari uchun to'lovlar bilan amalga oshiriladi. Keyin linzalar devorlarda rulo yoki tishli halqa bilan o'rnatiladi. Markaz haqida o'ylamang.
Misol uchun, rasmda 11-rasmda ko'rsatilgan chiziqdagi fotosurat ob'ektivining linzalarini oling. Rasmda chizilgan maydonda belgilar yoki matnlar bilan odatda markazlashuv uchun tolerantlik belgilanadi. Misol uchun, "eksa uyumsuzluğu
va eksa 20 ga teng emas. "
Shakl. 11. Autocollimation assembly uchun ramka ichida linzalarning namunasi.
Markazni bajarish uchun aniq tirnoq, shpind 3-5 mikrondan ko'p bo'lmagan zarba, Yu-13 * avtokollamash naychasi deb nomlangan optik qurilma talab qilinadi. Zabelin va sozlanishi markazlashtirilgan kartuş.
4.5.1. YuS-13 avtokollimatsion trubka qurilmasi
Zabelin trubasining diagrammasi sek. Bu quyidagilarni o'z ichiga oladi: harakatlanadigan linza 14, manba 10 bilan nurli, 11-kondanser va 12-oyna. linzalar va yoritgich shaffof diafragma (diafragma) yoki xochga ega bo'lgan oynani 13 ajratadi; Lens 4dan tashkil topgan mikroskop M, 6-gachasi o'lchagich va ko'zani ko'rsatadi. 5. Displey 17 chuqur burilishni qayd etish uchun ishlatiladi.
Shakl. 12. YuS-13 qurilma avtokollamash trubkasi
4.5.2. Qurilmani markazlashtirish chucki
Ultrium apparati shakli sifatida shaklida ko'rsatilgan. 13. Quyidagi asosiy qismlardan iborat. Debriyaj 1 kartridjni milga bog'lash va yo'naltirish uchun ishlatiladi. Markazlashish aniqroq bo'ladi, aniqroki, chak milning o'qiga nisbatan belgilanadi. Eng aniq yo'nalish konusning shlang bilan, masalan, mumkin. D o'tiradigan joy kamarining o'rniga shlyapa bo'lishi kerak. Debriyaj kartridjning ichki qismini (2) XOY tekisligida 3-gachasi shisha (3) ichidan o'tkazish uchun ishlatiladigan to'rtta lamelli vintlardek (4) bir qisma shaklida o'rnatilgan. Vintlardek 5 sharsimon yuvish vositasini (konveks yoki konkav) 6 linzalari bilan yuvish mashinasiga o'rnatilgan ramkaga aylantirishga xizmat qiladi.
Ultriumning asosiy parametrlari: haqiqiy radius
sferik yuvish mashinasi 6; yuvish vositasining oxirigacha haqiqiy masofa B. Haqiqiy parametrlar va B kartridjga markalash orqali qo'llaniladi.
Markazlashtirilgan kartridjni tanlash markazlashtirilgan linzaning sirtining kavis radiusi bilan belgilanadi va markazlashtiruvchi jarayon boshlanadi. Misol uchun, salbiy kartrij faqat markazlashgan linzaning birinchi sirtidagi katta egrilikning katta radiuslari uchun ishlatiladi.
Shakl. 13. Markalashtiruvchi patnis diagrammasi.
Lensning birinchi sirtining radiusi markazlashtiruvchi patnisga o'tish pervazining uzunligini aniqlaydi (pastga qarang).
4.5.3. Markazlash jarayoni
Zabelin trubkasi quvurning eksa milni aylanish o'qi bilan bir-biriga mos keladigan ikkita o'zaro perpendikulyar yo'nalishda naychaning moyilligi bilan ikkita vintni 9 (ulardan bittasi 14-rasmda ko'rsatilmagan) o'rnatilgan. Linzali ramka markazlashtiruvchi kartridjga o'rnatiladi (14-rasm, a), shunda uning trubaga eng yaqin sirtqi kavisining O1 liniyasi 1-kartridjining (bu tekis o'pka o'qi bo'yicha vertikal) markazining O markazidagi tekisligida bo'ladi. Agar chiziq uzunligi O 1 va O ni birlashtirishga imkon bermasa, keyin boshqa kartrijni oling yoki qidiruv mandreldan foydalaning (mandrani hisoblash uchun quyida ko'rsatilgan). Nurni yoqing. Nur manbaidan 10 nurlar nurlari shaffof teshikka (teshikka) yoki xochga ega 13 oyna tekisligidagi oynadan (12) aks ettirilganidan keyin kondanser 11 tomonidan prognost qilinadi. Ob'ektiv 14 avtokomplektorning optik o'qi atrofida nurlar tushiradi.
Shakl. Autocollimator-da markazlashtirish
konusning kolba 7 orqali oyoq o'rnatilgan bo'lib, mashinaning tailstock, 8 pat Ko'chib o'tishda, ob'ektiv 14 birlashgan oraliqni image (nuqta) hosil bo'ladi, ob'ektiv 1 egrilik O markazlari samolyot joylashtirish kartuşa sharsimon kubogi egrilik O markazi. nurlar (o'q bilan kesilgan chiziq bilan ko'rsatilgan) qarama-qarshi yo'nalishda o'z yo'lini kengaytirish ob'ektiv sirt yoritilgan beri, aftidan merceklerine 5, diafragma o'tkir tasvir bilan belgilanadi tasodif va optikasi 14 on Diafragma tasvir olish ingl bir M mikroskop kuzatilmoqda samolyot oynaga 13 rejalashtirilmoqda uning panjari 6. Agar ofset katta bo'lsa, tasvir 17 ekranga tushadi va sozlash jarayonida "yo'qolmaydi". Milning burilishida bu rasmda D diametrli doira tasvirlanadi.
Endi O 1 nuqtasi milya tizmasiga mos tushadi. Buni amalga oshirish uchun milning o'qi atrofida 90 0 atrofida joylashgan vintlardek 15 burab, rotatorning harakatlantiruvchi qismi Y va Z o'qlari bo'ylab O 1 nuqtasi milning o'qi bilan harakatlanuvchi qismga, ya'ni harakatlanuvchi qismi, D = O (14-rasmga qarang) va aylanish paytida O 1 markazining urilishi kuzatilmaydi.
Keyin linzalar 14 avtomat-o'lchash moslamasida silliqlashtiriladi, bu esa linzalarning ikkinchi yuzasidan, O 2 ning egri markazida aks etadigan nurlarning nurini hosil qiladigan diafragmaning o'tkir qiyofasini olish uchun o'zgartiriladi. Mildan qaytishi diafragma tasvirining almashinuvi kuzatilsa, mikroskopning 6-ustidagi diafragmaning tasviri tushirilguniga qadar kartrijning sharsimon qismini burab, vintlardek 16 (14-rasm, v) burab qo'ying. Bu shuni anglatadiki, O2 markazida milya o'qi yotadi. Bu markazning O 1 markazining milning o'qidan o'gartirilishiga va ayni paytda quyida ko'rsatilgan qancha o'zgarishga olib keladi.
Autocollimator korpusidagi linzalar 14 diaphragma rasmini (nuqta) tube oxiridan -15 sm dan
va 9 sm gacha bo'lgan masofa, linzalarni deyarli har qanday hajmdagi ishlaydigan yuzalar radiusiga markazlashtirish imkonini beradi. Shu bilan birga, linzaning 14 joy o'zgarishi doğrusal o'sishini o'zgartiradi
unda o'lchovni o'lchashda e'tiborga olish kerak. Lens sirtining O1 yoki O2 nuqtalari markazlari milning aylanish o'qi bilan bir xil bo'lmasa, hosil bo'luvchi C ning desentratsiya qiymati, formulalar
, (3)
autocollimator linzasining chiziqli kattaligi qaerda,
- mikroskop, m chiziqli o'sish - mikroskop Grid bo'limi qiymati, D - mikroskop Grid tekislikda diafragma tasviri bilan tasvirlangan aylananing diametri, N - grid bo'linmalari soni diametri D. mos
Natijada, linzalarni o'rnatish moslamasi milya tizmasiga nisbatan uzatishga ega bo'ladi, ammo optik o'qi O 1 O 2 (xato bilan) milya o'qi bilan moslanadi (14-rasmga qarang). Hizala natijasida hosil bo'lgan jantning buzilishi markazlashtiruvchi kartridjdan chetlamasdan taglik yuzalarni (12, 13 va 13-rasmlarga qarang) ishlov berish yo'li bilan yo'q qilinadi. Ramkaning tashqi yuzasi 20 lenta uyasining diametriga teng o'lchamdagi minimal bo'shliq bilan (taxminan 0,01 mm) qayta ishlanadi. Jantning oxiri kesilib, chizilgan rasmda ko'rsatilgan o'lchamga mos kelishi uchun 0,54 0.01 mm (11-rasmga qarang). Tuzilish vaqtida linzadan oxirigacha bo'lgan masofa, rasmda ko'rsatilgan ko'rsatkich qurilmasi bilan o'lchanadi. 15, a. shundan so'ng ramka markazlashtiruvchi mandatdan chiqariladi va ishlov beriladigan taglik yuzasida torna ustuniga o'rnatilgan (15-rasm, b). Ob'ektivning ikkinchi yuzasiga 3,01 mm gacha bo'lgan o'lchamga qadar chiziqning ikkinchi konnektör uchini kesing. Ob'ektivni markazlashtirish jarayoni tugadi.
Shakl. Markazi markazlashtirilgandan so'ng, linzalarning og'zini qayta ishlash
4.5.4. Markazlash usullarining uslubiy xatolarini aniqlash
Konstruktsiyalar biconvex linzalari misolida yaratilgan (16-rasm). O 1 O 2 markazlashtiradigan optik oqi, O kartridj sohasining markazi bo'lib, kartridagi o'qi XYZ koordinata tizimidagi milning o'qiga to'g'ri keladi, milning o'qi OX o'qiga to'g'ri keladi. Avval O 1 nuqtasini O nuqtasi bilan birlashtirish uchun kartusni YOZ tekisligida siljitamiz. Ultrium o'qi yangi joyga ega bo'ladi. Ultrium doirasi markazi nuqtaga o'tish uchun
, O 2 markazining nuqtasi bir nuqtaga harakat qiladi . Vintlarni aylantirib, O2 markazining markazini bir nuqtadan milya tizmasiga bir nuqtaga o'tkazish uchun kartrijning global qismini markazga aylantiring
. Bu navbatda nuqtadan O 1 nuqtasining birinchi kavis markazi bir nuqtaga o'ting
. O 1 O 2 optik o'qi milning aylanish o'qi bilan mos kelmaydi, "noma'lum usul xato paydo bo'ladi."
Shubhasiz, bu xatoni kamaytirish uchun, milya o'qiga nisbatan aniqroq joylashtirilgan linzalarning yuzasidan markazlashtirilgan tarzda boshlash yoki butun jarayoni takrorlash kerak.
Shakl. Uslubiy xatolarni aniqlash bo'yicha sxemalar
4.5.5. Matematik model
Shaklning sxemasi bo'yicha eksa o'rnining aniqligini hisoblash uchun. 17 matematik modelni ishlab chiqdi.
Ikki kesma chiziq belgilanadi. va b. Samolyot va parallel uzatish va b kesishish yo'li bilan olingan.
Shakl.1 7. Matematik modelni yaratish sxemasi
, b
, va chiziqli;
Kanonik tenglamalar:
to'g'ridan to'g'ri:
,
to'g'ridan-to'g'ri b:
,
qaerda
.
Vektor
,
;
Skaler mahsuloti:
Kesib o'tgan masofa:
Qochish orasidagi burchak:
. (5)
4.6. Optik o'q va burchakning o'qi o'rtasidagi burchak va masofani hisoblash uchun sxemalar
Masofani aniqlash (18-rasm)
Shakl. 18. Optik o'q va ramka o'qi orasidagi masofani hisoblash sxemasi
O'lchov qurilmasining o'qi aks etadi Oz; Oh 1
- sohaning to'g'ri markazi, Oh 2
chap qirralarning markazi, segmentlar
va
to'g'ri va ikkinchi sirtlarning dekenterlashini aniqlaydi.
Masofa orasida va Oz
quyidagi ketma-ketlikda qurilgan. Samolyotni olib qo'ydik Xoyperpendikulyar Oz, masofa, bu dikdörtgenin ortogonal projeksiyonları o'rtasidagi masofa (ya'ni, Xoy). Orthogonal proektsiyalar Oz - bu nuqta Oh, biz bir nuqtani ishlab chiqadigan proektsiyani quramiz Oh 2
- bu nuqta degani
- projektoriya va vertikal OH - kerakli masofa. Ushbu masofani hisoblang.
Segmentlarni ajratish:
;
;
Tenglama: yoki bir qator umumiy tenglama
.
Biz yozuvni kiritamiz; Keyin - umumiy chiziq tenglamasi.
Nuqtadan yo'nalishgacha bo'lgan masofa:
Burchakni aniqlash (19-rasm)
O'zingizga parallel ravishda ko'chib o'tdi Oz nuqtaga, keyin esa - kerakli burchakka.
yoki (7)
O'zimiz bilan parallel ravishda, biz kesishgan tomonga segmentni o'tkazamiz Hkeyin orasidagi masofa va haqiqiy holati Oz.
Shakl. 19. Optik o'q va burchak o'qi orasidagi burchakni hisoblash sxemasi
Anjir bo'yicha taqdim etilgan o'n turdagi linzalar bo'yicha tadqiqotlar o'tkazildi. 20
Shakl. 20. Linzalarning turlari
Tadqiqot natijalariga ko'ra, markazlashtiruvchi usullarning mavjudligi jadvali tuzildi:
1-jadval.
Aniqlik |
Ob'ektivni qurish, yo'q. |
Ishlab chiqarish turi |
Ishlash |
Jamoa xarajatlari |
Eslatma |
|
Nurli ko'z bilan porlab turish |
nozik ketma-ketlik |
|||||
AK bilan parda: ko'zmunchoq bilan bir nashrida |
ketma-ket |
|||||
AK bilan parda: cCD porlashi |
||||||
O'z-o'zini markazlashtiruvchi cho'ntakda |
o'rta ketma-ketlikda |
qoldiq dententratsiya o'lchanmaydi |
||||
Moslashuvda markazlashtirilgan: ko'zguda mikroskop |
ketma-ket |
|||||
Qurilmada markazlashtirilgan: ekranli mikroskop |
o'rta ketma-ketlikda |
|||||
Uyg'unlikda markazlashtirilgan: mikroskop bilan |
o'rta ketma-ketlikda |
|||||
Rim markazlashtiruvchi (ko'z qopqog'i) |
ketma-ket |
|||||
Rim markazlashtiruvchi (CCD, monitor) |
o'rta ketma-ketlikda |
4.7. Ultriumni tanlash va mandrellarni hisoblash
Yuqorida aytib o'tganimizdek, linzalarning markazlashtirilishi, qoida sifatida, eng yaqin mikroskopga dekenterlashni bartaraf qilish bilan boshlanishi kerak. Favqulodda holatlarda, kartridjning sfera qismining egrilik markazi, mikroskopga yaqin bo'lmagan linzalar yuzasining kavis markaziga moslanganda, linzalar yuzasini markazlashtirilishi navbatdagi yaqinlashuv usuli yordamida navbat bilan amalga oshiriladi.
Markazlangan linzaning birinchi sirt radiusi markazlashtiruvchi patnisga o'tish mandrasining uzunligini aniqlaydi. Mandrel uzunligi markazlashtiruvchi lentaning ramkalari va markazlashtiruvchi lentalarning orasidagi masofaga teng. O'tish mandrelining uzunligini hisoblash aniq misollar bilan ko'rsatilgan.
Shakl. Markazlashtirilgan o'tish shlyuzlarini hisoblash sxemalari
a - musbat kartuş, b - salbiy kartuş
1-misol Musbat kartrij.
Ob'ektivning o'ziga xos ma'lumotlariga qarab, o'tish mandrini hisoblash uchun ikkita variant mavjud.
1-variant.
Markazlangan linzalarning birinchi sirtida R / 1 radiusi va nuqta markazida bir sirt tanlanadi (16-rasm, a)
L mandolining uzunligi quyidagi formula bilan belgilanadi:
L = R / n -R / 1-B-P-d
Variant 2.
Birinchi sirt uchun radius R / 1 bo'lgan va O / 1 nuqtasida markazga ega bo'lgan sirt tanlanadi (16-rasm, a). So'ngra, L ning mandolining uzunligi qaror qabul qiladi:
L = R // n-R // 1-B-P
2-misol Salbiy kartrij.
Majburning uzunligi aniqlanadi (16-rasm, b)
L = Rn-R1-B-P-d
4. 8. O'rnatish paytida optik elementlarning asoslanishi
Birlamchi montaj moslamasini o'rnatishda ularning yuzalarining bevosita mexanik kontaktlari orqali ikki qismga ulanish o'rnatiladi. Ulanishlar qismlarning funktsional maqsadlariga muvofiqligi. Shuni nazarda tutingki, "ulanish" so'zi bir qismni boshqasiga qo'yish jarayonini anglatmaydi, biroq davlat degan ma'noni anglatadi. Ulangan qismlar shakllanadi kontaktning juftligi.
Shunday qilib, aloqa jufti juftligi ishlamay qolganda buzilmaydi, u yopilishi kerak kuch-quvvat, shakl, bog'lash orqali.Murakkablarni yaratishda ishlab chiqarish jarayonlarining terminologiyasi ishlatiladi, ya'ni. qismning asosli yoki yo'naltirilganligi aytiladi, ya'ni asosiyga qarab birlashtiriladigan qismning chizilganligi bilan belgilangan ma'lum bir pozitsiyani taqsimlash (yo'naltirish). Ta'kidlash kerakki, asosiy va konsolidatsiya ikki xil narsadir. "Tafsilot sobit" deb aytolmaysiz, oldin tafsilotga asoslanadi va kerak bo'lganda aniqlanadi.
Odatda asosli jismlarning dastlabki (umumlashtirilgan) bazaviy sxemalari mavjud: jadvalga qarang. 2
Ob'ektivni eng katta optik qismidagi asosga e'tibor bering. Tiklash linzalarning konfiguratsiyasiga bog'liq emas. Shuni esda tutingki, linzaning optik o'qining ma'lum bir pozitsiyasiga erishish - bu o'qning ramkaning taglik yuzasining geometrik tizmasiga birikmasi. Eksa mos kelmasligi 1-va 2-chi turdagi ishchilar tomonidan baholanadi. 1-turdagi eritmaning linzalarini X va Y o'qlari bo'ylab (x va y bilan belgilanadi) ko'ndalang joylashuvi jadvalga qarang. 2. Dekenterlashning ikkinchi turi - linzaning asosiy sirtining o'qiga nisbatan ob'ektiv (burilish).
Shakl. 22 a, b yassi-konveks linzalarning tishli halqali tagliklari va biriktirilishini odatiy tarzda ko'rsatadi.
Mexanik asosiy qismlari bilan bog'langan dairesel shaklli optik qismlar (linzalar, parallel parallel, shisha plitalar, olam, panjara va boshqalar) yo'nalishining printsiplari ulanishning funktsional aniqligi va ishonchliligi talablariga muvofiq qismning turiga (konfiguratsiyasiga) bog'liq.
Yo'qolgan erkinlik darajasi aloqa vositasining shartiga qarab dizayner tomonidan o'rnatiladi. Agar bir xil bo'lakning bir necha sirtlari qo'shilishga qo'shilsa, ular bazalar majmuasiga asoslangan deb aytiladi. Bu holatda "qo'shimcha" erkinlik darajasidan mahrum bo'lmaslik uchun (bu ham ustunlik deb ataladi), dizayner quyidagi qoidalarni qo'llashi kerak.
Boshlang'ich aloqa juftlarining tasnifi
2-jadval.
Juftlik sirtlarining birikmasi |
Juftlar sinfi |
||||
Sfera va sfera |
|||||
Sfera va tsilindr |
|||||
Sfera va tekislik |
|||||
Shiling va tsilindr |
|||||
Shiling va tekislik |
|||||
Samolyot va tekislik |
Birinchisi. Har doim asosiy ma'lumotlar bazasi (GB) bo'lishi kerak.
Gb eng ko'p erkinlik darajasidan mahrum bo'lgan sirtdir ulanishning asosiy funksiyasidan mas'uldir.Gb sifatida bir tekislik foydalanish mumkin: tekislik uch darajadagi erkinlikning bir qismini yo'qotadi, uchinchi sinf kontakt juftligi (P3): "uzun" silindrsimon sirt, to'rt darajali erkinlikning bir qismini mahrum qiladi, bu kontakt jufti deb ataladi
to'rtinchi sinf (P4): nihoyat, konusning yuzasi - beshinchi sinfning kontakt juftligi (P5).
GB ni asoslash kerak.
Boshqa asoslarni belgilashda dizayner foydalanishi kerak
Ikkinchi qoida. Bir qator bazalarni asoslashda, keyingi bazalar (asosiy tayanchdan keyin) oldingi bazaning funktsiyasini takrorlashi kerak emas. Mumkin bo'lgan takrorlashning misollari. 21-rasmda va dizaynni o'zgartirish orqali bartaraf etilishi kerak bo'lgan aniq takrorlash, 21-rasmga qarang b.
Shakl. 21. Aloqaning savodsiz tuzilishida takrorlashning misoli.
Lens ramka registri asosida ushbu qoidalar va ta'riflarni qo'llashning misollarni ko'rib chiqaylik - barcha hollarda .. rasm bazasi a'zosi ko'rish asosiy vazifasi asoslangan -. element asoslangan aralash (besh) geometrik o'qi bilan linzalari 00 A (0 1 0 2) optik o'qi kombinati.
Shakl. 22. Linzalarni asoslash va joylashtirish uchun odatiy sxemalar: a) linzalarning GB-sohasi, b) GB-samolyot, v) GB-sphere linzalari, d) va e) GB-sphere R. 2 ; 1 - linzalar; 2 - ramka; 3 - tishli halqa ulang
Shakl 22da ko'rsatilgan diagramaga ko'ra, asosiy negiz linzalarning halqa liniyasi, shar. Va bu halqa chetida joylashgan ramkaga tegishlidir. Bu R3 sinfidagi kontaktli juftlik, uch darajadagi erkinlik linzasini yo'qotishdir - XYZ eksa bo'ylab harakatlanish joylari (joylarning o'zlari x, y, z harflari bilan belgilanadi). Linzalarning burilishlari qo'shimcha taglik - linzaning silindrsimon yuzasi bilan tartibga solinadi. Bu ikki turdagi koinotni ō x va ō y dan mahrum qilib, P 2 sinfidagi aloqa juftligi. Juftlikdagi aloqa kafolatlangan bo'sh joy bilan bo'lishi kerak. Shunday qilib, bu asos lensning ko'ndalang siljishini (2-turning dekenterlashi) linzaning tashqi diametridagi va chiziqning aloqa diametridagi toleranslarning jami yarmidan ko'p bo'lmasligini ta'minlaydi.
Agar halqadagi ipning aniqligi DN7 (odatda sodir bo'lgan) hodisasining aniqligidan past bo'lsa, unda 00a o'qining burilish burchagi b = arktan (? / L) bo'ladi, bu erda? - Kontakt yuza D7 l - uzunligi bo'yicha maksimal bo'sh joy.
Shaklga asoslangan holda shakl. 22, b, asosiy bazaning roli linzaning B sirtida tor kengaygan kamar bilan amalga oshiriladi, uning kengligi linzalarning to'liq va engil diametrlari orasidagi farqning yarmiga teng, standartlarga mos keladi. Bunday holda, R 3 (z, ō x, ō y) kontakt juftligi olinadi. Qo'shimcha taglik - silindrsimon sirt - P2x sinf juftligi, y).
Sxemalarni taqqoslash funktsional ishlashda katta farq ko'rsatadi. Ikkinchi holda, P2 jufti 1-chi turdagi dekenterlashni nazorat qiladi va P3 juftligi birinchi holatda bo'ladi. Birinchidan, D St aniq bo'lishi kerak, ikkinchidan, oddiy adolatli bo'lishi kerak.
Shakl. 22, g va d, bir silsilaning chetidagi sferik yuza tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan meniskus tishli halqasini asoslash va bog'lash ko'rsatilgan - bu R3 (x, y, z) kontakt juftligi. Vida tishli halqa vidalanarkan, linzalarning aylanishi, asosan, bo'shliqning o'lchami bilan belgilanadi, unda aylantirish mumkin bo'ladi: PH x, y ≈? C / (R2 * Cosγ).
Vintdagi halqadan shtapelning kuchini kvadrat ichidagi linzaning joyiga ta'sirini ko'rib chiqing (23-rasmga qarang).
Shakl. 23. Lens joylashuvida tishli halqadan kuch ta'sirini aniqlash diagrammasi
Rasmdan ko'rinib turganidek, bu komponent T komponentidan kattaroq bo'lganida, (L ob'ektining chekkaning teskari tomoniga tegib ketgunga qadar) linzani X o'qi bo'ylab siljitib, T komponentiga ega bo'lgan (T uzilgan rishta tomonidagi F kuchiga qarab) reaksiya kuchlari (L) Ob'ektiv, rishta va jim o'rtasidagi ishqalanish kuchlari F Tr. Shunday qilib, linzaning Z o'qi bo'ylab joylanishini cheklovchi ushbu kontakt linzani Y va X o'qlari bo'ylab olib tashlaydi.
Shuni ta'kidlash kerakki, linzalarni almashtirish a\u003e 2r holati qoniqtirilganda yoki taxminan yuzaga kelganda sodir bo'ladi
D / 2R\u003e = 2-0-0.3 (*),
bu erda r - ishqalanish burchagi, R - linzaning radiusi, ramkaning materiallari va linzalarning sürtünme sürtünme katsayısıdır.
Endi qanday asoslarni linzalarning aylanishini chegaralash kerakligini aniqlash kerak.
Ikkita variant mavjud. Birinchisi, ipning aniqligi kichik va aniq poi Ø D l ning aniqligi shundan keyin linzalarning aylanishi linzaning UL 1 ustiga tegishi va eksa tiltining burchagi b) arktg (/ / L) ga teng bo'ladi.
Ikkinchi variant esa, ipning aniqligi u D l ga mos keladigan balandlikdan, keyin esa burchakdan balanddir
b = arktg (a / l) (**),
qaerda - iplikteki bo'shliq, L - ip uzunligi.
Vaziyat (*) qoniqtirilmasa, ob'ektiv X o'qi bo'ylab harakat qilmaydi va asosiy tayanchning roli tishli halqa tomonidan qabul qilinadi, Z liniyasi zanjirini yo'qotadi va ō x, ō y ni o'zgartiradi. Ushbu "mahrum etish" ning aniqligi (**) ifodasi bilan aniqlanishi mumkin.
Tahlil qilinayotgan asosiy sharoitlarni tahlil qilish, chiziq parametrlari, tishli halqa va bog'lanish linzalari uchun talablar (toleranslar) farq qiladi va ulanishning konfiguratsiyasi va holatiga (*) bog'liqdir.
Misol uchun, agar shart (*) shakl 1da ko'rsatilgan tarkibiy qismda bajarilsa. 21 va u u ramkaning ochilishi, u D b ning ochilishini va shakl 1da ko'rsatilgandagi birikma bilan birgalikda bo'lishi kerak. 21, b, bu hizalama zarur emas, lekin u D va u DN7 hizalaması talab qilinadi. Linzalarning diametri bo'yicha tolerantlik qat'iy bo'lishi va tishli halqa ustidagi toleranslar erkin bo'lishi kerak.
Dizayner va texnologni nazarda tutgan bunday "nayranglar" ga e'tibor qaratish lozim. Masalan, ramkaning ustunining ustki tomoni burmaga va burmalarga ega bo'lmasligi kerak, shuning uchun pichoqning harakatlanish yo'nalishi uni qayta ishlash vaqtida qismdan "tanani" ga (24-rasm a) mos keladigan bo'lishi kerak va uni qo'yish vaqtida chok va linzaning chetini deformatsiyalashni kamaytirish uchun so'nggi burchagi 135 ° burchak ostida yoki linzalarning sferik yuzasiga tegib turgan burchakda harakat qiladi (24-rasm, b, c). Yuzning konusning yuzasi tepaliklarining romning taglik tizmasiga joylashishini ta'minlash kerak.
Shakl.24 . RIM asosidagi chekkaning o'rni
To'liq aytganda, bunday tizim avtokolonlamator deb nomlanmasligi kerak, chunki kollimatsiya asl ma'noda parallel chiziqlarni bildiradi. Biroq autocollimation usullarini qo'llashning keng amaliyoti bu nomni parallel chiziqlar bilan ishlaydigan tizimlarga uzatdi.
Optik asboblar- har qanday spektral hududning radiatsiya qurilmalari(ultrabinafsha, ko'rinadigan, infraqizil) o'zgartirildi (o'tkazib yuborilgan, aks ettirilgan, sinishi, polarizatsiya qilingan).
Tarixiy an'analarga hurmat bilan qarash, odatda ko'riladigan yorug'lik deb nomlangan optik qurilmalar.
Qurilmaning sifatini dastlabki baholashda faqatgina hisobga olinadi asosiyuning xususiyatlari:
- yorqinligi- nurlanishni to'plash qobiliyati;
- hal qilish kuchi - qo'shni tasvir tafsilotlarini ajratib ko'rsatish qobiliyati;
- o'sish - Ob'ekt o'lchamining nisbati va uning tasviri.
- Ko'pgina qurilmalar uchun belgilovchi xarakter nuqtai nazar- ob'ektning o'ta nuqtalari qurilmaning markazidan ko'rinadigan burchak.
Quvvatni hal qilish- qobiliyatini tavsiflaydi optik asboblar ob'ektning ikkita yopiq nuqtasini alohida tasvirlar berish.
Ikki nuqta orasidagi eng kichik chiziqli yoki burchak masofa, ularning tasvirlari birlashtirilganidan boshlanadidoğrusal yoki burchak o'lchamlari chegarasi.
Qurilmaning ikki nuqta yoki chiziqni ajrata olish qobiliyati yorug'likning to'lqin tabiatiga bog'liq. Masalan, optikasi tizimining hal qiluvchi kuchining raqamli qiymati, dizaynerning linzalarni yo'qotishlarni bartaraf qilish qobiliyatiga bog'liq va shu linzalarni bir xil optik o'qga diqqat markazida bo'lishiga bog'liq. Ikkala qo'shni tasvir nuqtalarining aniqlanadigan nazariy chegarasi ularning markazlari orasidagi masofaning tengligi, ularning diffraktsion naqshlarining birinchi qorong'i halqasining radiusi.
Ortadi. H uzunligi ob'ekti tizimning optik tizmasiga perpendikulyar bo'lsa va tasvirning uzunligi h bo'lsa, unda m ning miqdori quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:
m = h / h .
Büyütme, linzalarning markazida uzunligi va göreli o'rnini bog'liq; Ushbu bog'liqlikni ifodalash uchun tegishli formulalar mavjud.
Vizual kuzatuv uchun asboblarning muhim xususiyati m ning ko'zga ko'rinadigan ortishi. Ob'ekt tasvirlarining o'lchamlari ob'ektning bevosita kuzatilgan va qurilmadan ko'rilganda ko'zning retinasida hosil bo'lgan nisbatlaridan aniqlanadi. Odatda, M ga sezilarli o'sish ushbu nisbat bilan ifodalanadi M = tgb / tgaBu erda a - kuzatuvchining ob'ektni yalang'och ko'z bilan ko'rgan burchagi va b - kuzatuvchining ko'zlari qurilmani ob'ekt orqali ko'rgan burchakdir.
Optik tizimning asosiy qismi linza hisoblanadi. Linzalar deyarli barcha optik qurilmalarning bir qismidir.
Lens – optik jihatdan shaffof jism, ikki sfera yuzasi bilan chegaralangan.
Ob'ektivning qalinligi sharsimon yuzalar egri chizig'iga nisbatan kichik bo'lsa, linzalar ingichka deb ataladi.
Linzalar yig'ish va tarqalishi. O'rtacha to'plash linzalari chekkalarga qaraganda qalin, diffuzli linzalar, aksincha, o'rta qismda tinerdir.
Linzalarning turlari:
- bulging:
- biconvex (1)
- tekis konveks (2)
- konkav-konveks (3)
- konkav:
- biconcave (4)
- tekis konkav (5)
- konvaktsiz ichak (6)
Lensdagi asosiy belgilar:
O 1 va O 2 sferik yuzalarining egish markazlaridan o'tuvchi to'g'ri chiziqqa deyiladi linzalarning asosiy optik o'qi.
Yupqa linzalar uchun, taxminan taxminan, asosiy optik o'qning linzalari bilan bir nuqtada kesishadi, bu odatda deyiladi optik markazdagi optikasi O Nur nurlari linzalarning optik markazidan o'tadi, asl yo'nalishdan farq qilmaydi.
Optik optikasi markazi- yorug'lik nurlari linzada sinmasdan o'tadigan nuqta.
Asosiy optik o'q - linzalarning optik markazidan o'tib, linzaga perpendikulyar to'g'ri chiziq.
Optik markaz orqali o'tadigan barcha liniyalarga deyiladi yon optik oqlari.
Asosiy optik o'qga parallel bo'lgan nurlarning nurlari linzaga yo'naltirilgan bo'lsa, linzalardan o'tib ketgach, nurlar (yoki ularning davomiyligi) bir nuqtada yig'iladi, linzalarning asosiy yo'nalishi. Nozik optik o'qi linzaga nisbatan nosimmetrik tarzda joylashtirilgan ikkita asosiy markazga ega. Ob'ektivlarni to'plashda fokuslar haqiqiydir, tarqoq bo'lganlar esa xayoliydir.
Ikkilamchi optik eksalardan biriga parallel nurlarning nurlari linzalardan o'tib ketganidan so'ng, F o'qib fokusli F bilan, ya'ni asosiy optik o'qga perpendikulyar va asosiy diqqat markazidan o'tuvchi ikkinchi o'qning kesishmasida joylashgan "F" nuqtasiga yo'naltirilgan.
Fokal tekislik- ob'ektivning asosiy optik o'qiga tekis, linzalarning markazidan o'tuvchi to'g'ri.
Ob'ektiv optik markazining orasidagi masofa va asosiy F markazidagi masofa deyiladi markazlashtirilgan uzunlik. F harfi bilan belgilanadi.
Yig'ish linzasida parallel parallel yoritgichning yorilishi.
Differensial lensdagi nurlarning parallel nurlanishini kesish.
O 1 va O 2 nuqtalari global sirtlarning markazlari, O 1 O 2 asosiy optik o'qi, O optik markaz, F asosiy yo'nalish, F "Yan tomon, OF" yon optik o'qi va F Fokal tekislikdir.
Chizmalarda ingichka linzalar strelkali o'q shaklida tasvirlangan:
yig'ish: dissipative:
Linzalarning asosiy xususiyati– ob'ektlarning tasvirini berish qobiliyati. Rasmlar bor to'g'ri va pastga tushish, amal qiladi va xayoliy, kengaytirilgan va kamaydi.
Vahiyning holati va uning xarakterini geometrik konstruktsiyalar yordamida aniqlash mumkin. Buni amalga oshirish uchun ma'lum bo'lgan standart nurlar xususiyatlaridan foydalaning. Ular - optik markaz yoki ob'ektiv markazidan o'tadigan nurlar, shuningdek, asosiy yoki ikkilamchi optik o'qlardan biriga parallel nurlar. Ob'ektivda tasvirni qurish uchun uchta nurlar ikkitadan foydalaning:
Optik eksa parallel bo'lgan linzalardagi sinishi yorilishdan keyin ob'ektivning markazidan o'tadi.
Ob'ektivning optik markazidan o'tuvchi yorug'lik sinmaydi.
Yoritgandan keyin optikaning markazidan o'tayotgan nur optik o'qga parallel.
Vahiyning holati va uning tabiati (haqiqiy yoki xayoliy) nozik ob'ektiv formulasidan foydalanib hisoblab chiqilishi mumkin. Ob'ektivdan ob'ektivgacha bo'lgan masofa va linzadan f ga rasmga masofa bo'lsa, unda nozik optikaning formulasi quyidagi tarzda yozilishi mumkin:
D qiymati, teskari markazlashtirilgan uzunlik deb ataladi optik quvvat linzalari.
Quvvat birligi diopter (diopter). Diopter - 1 m masofada joylashgan linzalarning optik kuchi: 1 diopter = m -1
Odatdagi linzalarning uzunligi odatda ma'lum belgilar bilan belgilanadi: F\u003e 0 to'plash linzalari uchun, diffuzion F uchun< 0 .
D va f qiymatlari shuningdek, ma'lum belgilar qoidasiga ham taalluqlidir:
d\u003e 0 va f\u003e 0 haqiqiy ob'yektlar uchun (ya'ni, ob'ektiv orqasidagi nurlarning davomiyligi emas, balki haqiqiy yorug'lik manbalari) va tasvirlar;
g< 0 и f < 0 – для мнимых источников и изображений.
Yupqa linzalarda yuqori sifatli tasvirlarga yo'l qo'yadigan bir qator kamchiliklar mavjud. Tasvir yaratish jarayonida yuzaga keladigan buzilishlar deyiladi aberrations. Asosiy bo'lganlar global va xromatik buzuqliklardir.
Sferik aberrationkeng yorug'lik chizig'ida, optik o'qdan uzoqda bo'lgan nurlarni bo'lsa, uni diqqat markazida kesib tashlamaslik kerakligini anglatadi. Nozik linzalarning formulasi faqat optik o'qga yaqin shamlar uchun amal qiladi. Ob'ektiv tomonidan sinib olingan nurlarning keng nurlari tomonidan yaratilgan uzoq nuqta manbai tasviri loyqalanadi.
Kromatik aberrationlens materialining kichraytirishi indikatori nurning to'lqin uzunligiga bog'liqligiga bog'liq. Shaffof muhitning bu xususiyati dispersiya deb ataladi. Lensning fokusli uzunligi turli to'lqin uzunlikdagi yorug'lik uchun farq qiladi, bu esa monokromatik bo'lmagan nurni ishlatganda tasvirni loyqalanishga olib keladi.
Zamonaviy optik qurilmalarda nozik linzalar emas, balki murakkab multi-linzali tizimlar ishlatiladi, unda turli xil buzuqliklarni bartaraf etish mumkin.
Yig'ish linzalarini shakllantirish joriy tasvir Ob'ekt kamera, proektor va boshqalar kabi ko'plab optik qurilmalarda ishlatiladi.
Yuqori sifatli optik qurilma yaratmoqchi bo'lsangiz, siz uning asosiy xususiyatlari - yorqinlik, piksellar sonini va kattalashishini optimallashtirishingiz kerak. Siz, masalan, teleskopni yaxshi qila olmaysiz, faqat katta hajmdagi o'sishga erishasiz va kichik diafragma (diafragma) qoldirasiz. Datchikka to'g'ridan-to'g'ri bog'liq bo'lganligi uchun u kam ravshanlikda bo'ladi. Optik asboblar dizaynlari juda ko'p turli xil va ularning xususiyatlari maxsus qurilmalar maqsadlari bilan belgilanadi. Biroq, har qanday ishlab chiqilgan optik tizimni qo'llayotganda, barcha optik elementlarni qabul qilingan sxemaga muvofiq qat'iy tartibga solish, ularni xavfsiz tarzda tuzish, harakatlanadigan qismlarning holatini aniq sozlashni ta'minlash, kiruvchi fon chanqoq nurlarni yo'qotish uchun orifis plitalarini joylashtirish kerak. Ko'pincha, qurilma ichidagi harorat va namlikning belgilangan qiymatlariga chidamli bo'lishi, tebranishni minimallashtirish, vazn taqsimotini normallashtirish, lampalar va boshqa yordamchi elektr asboblarini issiqlik bilan olib qo'yishni ta'minlashi kerak. Kiritilgan qiymat tashqi ko'rinishi qurilma va qulay foydalanish.
Mikroskop, kattalashtirish, kattalashtirish.
Ob'ektiv orqasida joylashgan obyektni markazlashtirilgan pozitsiyadan ijobiy (yig'uvchi) optikali orqali ko'rib chiqsak, ob'ektning kengaygan xayoliy tasviri paydo bo'ladi. Ushbu optikasi oddiy mikroskop bo'lib, unga magnit-shisha yoki kattalashtiruvchi shisha deyiladi.
Optik sxemadan kattalashtirilgan tasvir hajmini belgilashingiz mumkin.
Ko'z yorug'likning parallel yoritgichiga o'rnatilganda (ob'ektning tasviri abadiy emas uzoq masofaob'ektning ob'ektiv tekisligida joylashgan degan ma'noni anglatadi), M ning sezilarli o'sishi o'zaro bog'liqlikdan aniqlanishi mumkin: M = tgb / tga = (H / f) / (H / v) = v / f, bu erda f favqulodda linzaning , v - eng yaxshi tuyulgan masofa, ya'ni. normal yashash vaqtida ko'zning yaxshi ko'rgan eng kichik masofa. M, ob'ektni tasavvur qiladigan qiyofasi eng yaxshi ko'rinishgacha yaqinlashishi uchun ko'zni sozlaganda bir martadan ko'payadi. Hamma odamlar uchun turar joy qobiliyati farq qiladi, yoshi esa yomonlashadi; 25 sm eng yaxshi masofa deb hisoblanadi oddiy ko'zlar. Bitta musbat optikani nuqtai nazari bo'yicha, o'z o'qidan uzoqlashganda, tasvirning keskinligi transvers aberrasiyalar tufayli tezda yomonlashadi. 20 marta kattalashtirilgan chiziqlar mavjud bo'lsa-da, ularning odatda ko'pligi 5 dan 10 gacha bo'ladi. Odatda mikroskop deb ataladigan murakkab mikroskopning kattalashishi 2000 barobarga etadi.
Teleskop.
Teleskop uzoq ob'ektlarning aniq hajmini oshiradi. Eng oddiy teleskop sxemasi ikkita ijobiy linzani o'z ichiga oladi.
Uzoq ob'ektdan teleskop tizmasiga parallel ravishda (diagrammada a va c nurlari) parallel ravishda, birinchi ob'ektiv (ob'ektiv) orqa markazida yig'iladi. Ikkinchi optikasi (ko'z qopqog'i) linzalarning markazlashtirilgan tekisligidan markazlashtirilgan uzunligidan chiqariladi va sistema o'qiga parallel ravishda yana a va v nurlari paydo bo'ladi. Ob'ektivning oldingi markazidan o'tadi va keyin sistemaning o'qiga parallel ravishda ketadi, shundan so'ng teleskopning o'qiga qarab burchakka tushadi. Ko'zgudagi burchakni b burchagiga b tomonga yo'naltiradi. Ob'ektivning oldingi markazidan kuzatuvchining ko'ziga masofa ob'ektga masofa bilan taqqoslanmaganligi sababli, teleskopning aniq magnitlanishi uchun M = -tgb / tga = -F / f "(yoki F / f) sxemasidan olinishi mumkin. astronomik teleskoplarda bir xil bo'lib qoladi, teleskoplarda teskarisiz tasvirlarni emas, normalni ko'rish uchun er osti narsalarni kuzatish uchun inverting tizimi ishlatiladi, inverting tizimiga qo'shimcha chiziqlar qo'shilishi mumkin yoki, durbin, prizmalar bilan.
Dürbünler.
Odatda dürbün deb atalgan binoküler teleskop, har ikki ko'z bilan bir vaqtning o'zida kuzatish uchun ixcham asbobdir; uning ko'payishi odatda 6 dan 10 martagacha bo'ladi. Dürbünlerde har biri to'rtburchaklar shaklida (to'rtburchaklar shaklida) to'rtburchaklar shaklida joylashgan to'rtburchaklar prizmalardan iborat (ko'pincha - Porro) ikkita birlashma tizimidan foydalaning.
Keng ko'lamda keng ko'lamda kattalashish, linzalarni yo'qotishdan ozod qilish va shuning uchun muhim ko'rish burchagi (6-9 °) uchun dürbünler, dar bir burchakka ega bo'lgan teleskopdan ko'ra ko'proq yuqori sifatli ko'zoynak talab qiladi. Vahiyning markazida ko'rinishni tuzatish bilan, diafragma ko'zgusida ko'zga tashlanadi va o'lchov diopterlarda belgilanadi. Bunga qo'shimcha ravishda, dürbünlerde ko'zning pozisyonu kuzatuvchining ko'zlari orasidagi masofaga o'rnatiladi. Odatda dürbünler (masalan, kasalarda) va optikasi diametri (millimetrda), masalan, 8 * 40 yoki 7 * 50 ga muvofiq belgilanadi.
Optik ko'rinish.
Optik ko'rinish sifatida, har qanday teleskop, agar uning biron bir tekisligida ma'lum bir maqsadga mos keladigan aniq belgilar (ızgaralar, belgilar) qo'llash uchun erga asoslangan kuzatuvlar uchun foydalanilishi mumkin. Ko'pgina harbiy optik qurilmalarning tipik qurilmasi teleskopning linzalari maqsadga ochiq qarashini va ko'zgutning boshpana ichidadir. Bunday sxema ko'zning optik o'qini kesib olish va uni almashtirish uchun prizmalardan foydalanishni talab qiladi; bu bir xil prizmalar teskari tasvirni to'g'ridan-to'g'ri aylantiradi. Optik eksa ofset bilan tizimlarga periskopik deyiladi. Ko'pincha, optik ko'rinish hisobga olinadi, uning chiqishi o'quvchi qurolni tiklash paytida teleskopning chetiga urish uchun qurolning ko'zini himoya qilish uchun o'qning oxirgi sathidan etarli masofada olib tashlanadi.
Range finder
Ob'ektlarga masofani o'lchaydigan optik masofa detektorlari ikki xil: monokulyar va stereoskopik. Strukturaviy jihatdan farq qilsa-da, optik sxemaning asosiy qismi ular uchun bir xil bo'ladi va operatsion printsipi bir xil bo'ladi: ma'lum tomon (tayanch) va uchburchakning ikkita ma'lum burchagi noma'lum tomoni aniqlanadi. Ikki parallel yo'naltirilgan teleskoplar masofa b (tayanch) bilan ajralib turadi, bir xil masofadan ob'ektning tasvirlarini turli yo'nalishlarda kuzatilishi mumkin bo'lgan ko'rinishda (maqsadning hajmi ham tayanch bo'lib xizmat qilishi mumkin) shunday qilib yaratiladi. Har qanday maqbul usuldan foydalansangiz optik qurilma ikkala teleskopning tasvir maydonlarini bir vaqtning o'zida ko'rishlari uchun birlashtirib, ob'ektning tegishli tasvirlari bo'shliq bilan ajralib turadi. Faqatgina maydonlarni to'liq bir-biriga ulashish bilan bir qatorda, yarim teleskopning tasvir maydonining yuqori yarmi bir-birining tasvir maydonining pastki yarmi bilan birlashtiriladi. Bunday qurilmalarda mos keladigan optik element joylardagi ajratilgan tasvirlarning kombinatsiyasi amalga oshiriladi va o'lchangan qiymat tasvirlarning nisbatan o'zgarishi bilan aniqlanadi. Ko'p hollarda prizma yoki prizmalarning birlashishi kesish elementi bo'lib xizmat qiladi.
MONOKULAR DALNOMER. A - to'rtburchaklar prizma; B - pentaprizm; C - linza linzalari; D - ko'z qovoqlari; E - ko'z; P1 va P2 qat'iy prizmalar; P3 - harakatlanuvchi prizma; I 1 va I 2 - yarim tomoshabop ko'rinish
Rasmda ko'rsatilgan monokulyar oraliq o'lchagich pallasida bu funktsiyani P3 prizma bilan bajarish; ob'ektga o'lchangan masofalarda tugallangan o'lchov bilan bog'liq. Pentaprizmlar B to'g'ri burchaklardagi nurli reflektorlar sifatida qo'llaniladi, chunki bunday prizmalar jihozning gorizontal tekisligida o'rnatilishning to'g'riligidan qat'i nazar, har qanday vaziyatda har doim yorug'lik nurini 90 daraja oraliqda o'zgartiradi. Ikkita teleskop tomonidan yaratilgan tasvirlar stereoskopik oraliq o'lchagichida kuzatuvchi bir vaqtning o'zida ikkala ko'z bilan ham ko'rishadi. Bunday masofa o'lchagichining bazasi kuzatuvchining kosmosda ma'lum bir chuqurlikda ob'ekt hajmining o'rnini aniqlashiga imkon beradi. Har bir teleskopda masofaning qiymatiga mos keladigan belgilar mavjud. Kuzatuvchi masofa miqyosini tasvirlangan maydonga chuqur kirib borayotganini ko'radi va undan ob'ektning masofasini aniqlaydi.
Yoritish va projektor asboblari. Spot lentalar.
Qidiruv yoritgichning optik sxemasida parabolik reflektorning markazida elektr toki bilan ishlaydigan krater kabi yorug'lik manbai joylashgan. Yamandagi barcha nuqtalardan chiqqan nurlar parabolik oynada bir-biriga deyarli parallel ravishda aks ettiriladi. Nurlar nurlari biroz farq qilmaydi, chunki manba yorqin nuqta emas, balki son o'lchamdagi hajm.
Diaskop
Ushbu qurilmaning optik sxemasi shaffof ranglar va shaffof rangni aks ettirish uchun mo'ljallangan, ikkita linzali tizimni o'z ichiga oladi: kondanser va projektorni optikasi. Kondensator shaffof aslni yoritadi, nurlarni ekranda asl nusxani yaratadigan projektorni linzasiga yo'naltiradi. Projektoriya linzalari linzalarni joylashtirish va almashtirishni ta'minlaydi, bu sizning ekranga masofani va tasvirning o'lchamini o'zgartirish imkonini beradi. Film proektorining optik sxemasi bir xil.
SCHEME DIASKOPA. A slayddir; B - optikasi kondansatörü; C - projektorni linzalari; D - ekran; S - nur manbai
Spektral asboblar.
Spektral asbobning asosiy elementi dispersiya prizma yoki diffraktsion panjarali bo'lishi mumkin. Bunday asbobda yorug'lik birinchi marta kollime bo'ladi, ya'ni. parallel nurlarning nuriga aylantiriladi, so'ngra spektrga aylanadi va nihoyat, asbobning kirish katlamining tasviri spektrning har bir to'lqin uzunligi bo'ylab chiqadigan chiziqqa qaratilgan.
Spektrometr
Ushbu ko'p yoki kamroq universal laboratoriya asbobida kollimatsiya va markazlashtirilgan tizimlar yorug'likni spektrga ajraladigan element joylashgan stol markaziga nisbatan aylantirilishi mumkin. Qurilmada aylanish burchlarini sanash uchun tarozilar, masalan, dispersan prizma va spektrning turli xil rangli komponentlaridan keyin sapmalarning burchlari mavjud. Bunday o'qishlar natijalari, masalan, ochiq-oydin qattiq moddalarning sinishi ko'rsatkichlarini o'lchaydi.
Spektrograf.
Bu olingan spektr yoki uning qismini fotosuratga tushirilgan qurilmaning nomi. Kvarts (210-800 nm oralig'ida), shisha (360-2500 nm) yoki qoyatosh tuzi (2500-16000 nm) dan prizma orqali spektrni olishingiz mumkin. Prizmalar nurni zaiflashtiradigan spektrli mintaqalarda spektrdagi spektr chiziqlaridagi tasvirlar yorqindir. Spektrograflarda parchalanish panjaralari ikkinchisi ikkita funktsiyani bajaradi: radiatsiya spektrga ajralib chiqadi va rangli komponentlarni surat materialiga qaratadi; bunday qurilmalar ultrabinafsha mintaqada qo'llaniladi.
Kamerabu yopiq yorug'lik kamerasi. Suratga olingan narsalarning surati fotografik filmda ob'ektiv ob'ekt deb nomlangan ob'ektiv tomonidan yaratilgan. Maxsus deklanşör, ta'sir qilish paytida ob'ektivni ochishga imkon beradi.
Kamera xususiyatiga ko'ra, yassi plyonkada turli xil masofalardagi murakkab suratlarni aniq ko'rsatish kerak.
Film tekisligida ma'lum bir masofadagi narsalarning tasvirlari keskin. Lucifani filmga nisbatan yo'naltirish orqali markazlashtirishga erishiladi. O'tkir yo'l-yo'riq tekisligida yotgan bo'lmagan ballar suratlari chizilgan suratlar shaklida bulanadi. Ushbu doiralarning o'lchamlari linzalarni diaphragma orqali qisqartirilishi mumkin, ya'ni. a / f diafrasini kamaytirish. Bu esa, maydonning chuqurligini oshiradi.
Zamonaviy kameraning linzalari optik tizimlarga birlashgan bir necha linzalardan iborat (masalan, Tessarning optik sxemasi). Eng oddiy kamera linzalari linzalari soni birdan uchgacha o'zgaradi va zamonaviy qimmatbaho kameralarda o'nga yoki hatto o'n sakkizgacha.
Tessarning optik sxemasi
Ob'ektivdagi optik tizimlar ikki dan besh gacha bo'lishi mumkin. Deyarli barcha optik sxemalar tartibga solinadi va xuddi shu tarzda ishlaydi - ular nurlantiruvchi fotosensitiv matritsadagi linzalardan o'tadigan yorug'lik nurlariga e'tibor beradi.
Suratdagi tasvirning sifati faqat linzaga bog'liq, fotosurat o'tkir bo'ladimi, tasvirni shakli va chizig'ini buzmasligi, rangni yaxshi etkazib beradimi - bu ob'ektiv xususiyatlariga bog'liq bo'lib, linzalar zamonaviy kameraning eng muhim elementlaridan biridir.
Lens linzalari optik oynalar yoki optik plastmassalardan tayyorlangan. Ob'ektivni yaratish eng qimmat kamerani yaratish jarayonlaridan biridir. Shisha va plastik linzalarni taqqoslashda, plastik linzalarning arzonligi va qulayligini e'tiborga olish lozim. Ayni paytda kam xarajatli amatör ixcham kameralar linzalari plastikdan yasalgan. Biroq, bunday linzalar chizishlarga moyil bo'lib, bardoshli emas, taxminan ikki-uch yil o'tgach bulutli bo'lib qoladi va fotosuratlar sifati juda kerak bo'ladi. Optik kameralar optik oynadan qimmatroq.
Bugungi kunda, eng kichik kamera linzalari plastikdan tayyorlangan.
Ularning orasiga linzalar yopishtiruvchi linzalari yoki juda aniq hisoblangan metall ramkalar bilan bog'langan. Yelimlash linzalari metall ramkalardan ko'ra ko'proq uchraydi.
Projektlash apparatlarikeng ko'lamli tasvirlarni ishlab chiqarishga mo'ljallangan. Projektörün linzalari O, uzoqdan ekran E'de tekis ob'ekt (D slide) tasvirini aratilgan. Kondansatör deb nomlangan linza tizimi K S manbai S nurini joyga jamlanganda qilish uchun mo'ljallangan. Ekranda E haqiqiy kuchlangan teskari tasvir yaratiladi. Projektor apparati kattalashtirilishi E ekranni yaqinlashtirish yoki chiqarib olish bilan o'zgartirilishi mumkin, bir vaqtning o'zida slide D va O linzalari orasidagi masofani o'zgartiradi.
Asboblar va jihozlar:
biologik mikroskop, yoritgich, mikrometre, millimetr o'lchagichi, ingichka telli slayd, sochlar bilan siljish, qiyshiq mushaklar histologiyasi namunasi, rasmni chizish uchun tayanch.
Ishning maqsadi:
mikroskopni tekshirib, mikroskopning kattalashishini va kichik ob'ektning lineer hajmini aniqlang.
Qo'llanmada ishlatiladigan optik tushunchalari:
1. Lens - ikki sfera yuzasi bilan chegaralangan shaffof jism, sirtlardan biri tekis bo'lishi mumkin.
Nozik linzalar - qalinligi uning egri chizig'iga nisbatan kichik bo'lgan linza.
Optik tizim - bir nechta linzalar tizimi.
Lensning asosiy optik o'qi - barcha sferik yuzalar markazlaridan o'tuvchi to'g'ri chiziq.
Tizimning asosiy optik o'qi - uning barcha sferik yuzalari markazlari yotadigan joy.
Ob'ektiv yig'ish - parallel nurlar parchasini konvergent nurga aylantiradigan linzalar.
Nozik linzalarning optik markazi - yo'nalishining o'zgarmasligi bilan yorug'lik chirog'i o'tadigan asosiy optik o'qda joylashgan nuqta. Odatda optikani geometrik markazi bilan mos keladi.
Ko'zning optik markazi - namunaning shartli nuqtasi, uning chizig'i uning yo'nalishini o'zgartirmasdan o'tayotganda.
Asosiy diqqat linzalari - Yoritgandan so'ng, linzalarning asosiy optik o'qiga parallel bo'lgan nurlar uchib ketadi. Nurning tarqalishi yo'nalishi bo'yicha old va orqa tomonning asosiy markazlari o'rtasida farq bo'ladi
Fokal tekislik - linzalarning asosiy optik o'qiga perpendikulyar bo'lgan asosiy yo'nalishlari orqali o'tadigan samolyotlar. Asosiy optik o'qga har qanday burchakdagi ob'ektivda parallel nurlanish fokal tekislikda kesib o'tadi.
Fokus uzunligi - nozik optikaning optik markazidan asosiy diqqat markaziga masofa.
Eng yaxshi ko'rish masofa - ko'zdan ko'zga eng kichik masofa, u erda ko'z kamida turg'unlik bilan o'tkir tasvirni beradi. Oddiy bir ko'z uchun, u 25 sm.
Ko'rinish nazariyasi - ko'zning optik markazidan ob'ektning o'ta nuqtalaridan keladigan nurlar tomonidan hosil qilingan burchak.
Immersion tizimi - mikroskopning optikasi, u erda birinchi linza va ko'rib chiqilayotgan ob'ekt o'rtasidagi bo'shliq suyuqlik deb nomlangan katta sinishi indeksli suyuqlik bilan to'ldiriladi.
Optik tizim va mikroskop prinsipi
Mikroskop - bu ikki qisqa fokusli optik tizimlarning birlashtirilishi - ob'ekt va ko'z qopqog'i.
Fokus uzunligi
ob'ektiv - bir necha millimetr,
ko'zoynak - bir necha santimetr.
Mikroskopning optik tizimining sxemasi va undagi nurlarning davomiyligi 1-rasmda keltirilgan. Fokus uzunliklari va trubaning optik uzunligi orasidagi nisbat tasodifiydir.
Ob'ektiv va ko'zoynagi ikkita yig'ish linzalari On va Ok ko'rinishida tasvirlangan. Ob'ektiv oldidagi bosqichga kichik bir ob'ekt AB joylashtirilgan, bu uning markazida uzunligidan biroz balandroq.
1-rasmdagi tasvir eng oddiy ish uchun nozik linzalarda tasvirni yaratish qoidalariga binoan qurilgan. Ob'ekt asosiy optik o'qda bo'lsa. Kiruvchi 1 B nuqtadan OO 1 ning asosiy optik o'qiga parallel ravishda ketadi va linzadagi refraktsiyadan keyin uning orqa tomonining asosiy markazida F dan o'tadi. Chiziq 2 nuqtadan O nuqtadan O linzasining optik markazidan chiqib ketmasdan ketadi. Bu nurlarning kesishmasida B nuqtasi - B nuqta tasvirining nuqtasi yotadi. Bu nuqtadan vertikal burilish nuqtasini asosiy optik o'qga tushirib, A 1 B 1 oralig'ida tasvirni qo'lga kiritamiz.
Shunday qilib, ob'ektivdan foydalanib, biz tekislikda haqiqiy, kengaygan, teskari oraliq tasvirni qo'lga kiritamiz, bu esa ko'zning old qismining oldingi F markazining asosiy markazida bo'ladi.
Xuddi shunday, 1 'va 2' chiziqlarini foydalanib, biz ko'zguda yaratilgan oxirgi tasvirni yaratamiz. Ko'zni yoritgandan so'ng, bu nurlar yorituvchi nurni hosil qiladi va shuning uchun kesishmaydi. B-2 kesishish nuqtasi B 1 nuqtasining tasavvuriy qiyofasi bo'lib, A 2 B 2 bo'lagi eng yaxshi ko'rinish masofasidan joylashgan ob'ektga nisbatan kattalashtirilgan, xayoliy va teskarisiz A ga tegishli bo'lgan oxirgi tasvirdir. Bu tasvir ko'zga qaraydi: Ko'zga kirgan nurlarning 1 'va 2' nurlarining ajraladigan nurlari ko'zga kirib, uning optik tizimi tomonidan sinadi va retinada haqiqiy tasvir hosil qiladi. Mikroskop bilan ishlaydigan vaqtda, ko'z optik markazining Fok ko'zining asosiy markaziga to'g'ri kelishi uchun joylashtiriladi. Shuning uchun, eng yaxshi ko'rinish masofasi an'anaviy ravishda bu nuqtadan o'lchanadi.
Mikroskop yordamida berilgan magnitlangan ob'ekt ob'ektning o'lchamidan ob'ekt o'lchamidan qanchalik ko'p bo'lishini ko'rsatadi (1-rasm)
K = A 2 In 2 / AB (1)
Agar K ni = A 1 B 1 / AB va K = A 2 B 2 / A 1 B 1 deb hisoblasak,
K = K haqida To oK (2)
OCF ning uchburchaklari va A 1 B 1 F ning tengligi va AB = OS, F 1 haqida A
, (3)
va uchburchaklarning o'xshashligidan S 1 O 1 F 'ok va A 2 V 2 F ok va tenglik A 1 V 1 = O 1 S 1
(4)
bu erda naychaning optik uzunligi - ob'ektivning orqa markazida va ko'zning oldingi orasidagi masofa; S - eng yaxshi ko'rish masofa; f on, f ok - optikasi va ko'z qopqog'ining markazlashtirilgan uzunligi. Formuladan (3) va (4) ifodasini ifoda (2) ga o'zgartirgandan so'ng, biz qo'lga kiritamiz
(5)
Ob'ektiv va ko'zoynagi kattalashtirilishi, masalan, linzalarda o'z jimida ko'rsatiladi: 8,20,40,60; ko'zguda: 7x, 10x, 15x.
MICROSCOPE RESOLUTION
Texnik jihatdan optik mikroskoplarni yaratish mumkin, linzalar va ko'zlar jami 1500-2000 va undan ortig'ini oshiradi. Biroq, bu maqsadga muvofiq emas, chunki ob'ektning kichik detallarini farqlash imkoniyatlari diffraktsiya hodisalari bilan cheklanadi. Natijada, ob'ektning eng kichik detallarining tiniqligi keskinlikni yo'qotadi, tasvirning geometrik o'xshashligi va ob'ekt buzilgan bo'lishi mumkin, qo'shni ballar bir-biriga qo'shiladi, tasvir butunlay yo'qolishi mumkin. Shuning uchun, optikada mavjud quyidagi tushunchalar qaysi mikroskopning sifatini tavsiflaydi : qaror, o'lchamlarni cheklash va foydali ko'paytirish .
Mikroskopning rezusi - mikroskopning xususiyati ko'rib chiqilayotgan sub'ektning kichik qismini tasvirini alohida ko'rsatishdir.
Ruxsat cheklovi - bu mikroskopda alohida ko'rinadigan ikki nuqta orasidagi eng kichik masofa.
Ruxsat o'lchamlari chegarasi qancha past bo'lsa, piksellar sonini oshiradi mikroskop . Ruxsatning chegarasi mikroskop bilan tayyorlanadigan har xil qismlarning eng kichik hajmini belgilaydi.
Biz kontseptsiyani joriy qilamiz diafragma burchagi ob'ektning markazidan ob'ektivga tushadigan konusning yorug'lik nurlarining eng chiroyli nurlari orasidagi burchak (3a-rasm).
Tasvir yaratish uchun, ya'ni ob'ektni echish uchun, eng kamida bir tomondan nolinchi va birinchi navbatdagi maksimalni tashkil etadigan nurlar linzaga tushishi etarli (2-rasm va 3b). Ko'p sonli balandlikdagi nurlarning imidjini shakllantirishda ishtirok etish, tasvirning sifatini, uning kontrastini yaxshilaydi. Shuning uchun bu maksimalni tashkil etadigan nurlar linzalarning ochiladigan burchagida bo'lishi kerak.
Shunday qilib, agar ob'ekt d davridagi diffraktsiya panjarasi bo'lsa va yorug'lik an'anaviy ravishda tushib qolsa (2-rasm va 3b), unda nolning maksimalini va har ikkala tomonning birinchi buyurtmalarini tashkil etadigan nurlar vahiyning shakllanishida ishtirok etishi kerak va burchak 1 burchak U / 2 burchagiga teng so'nggi chora sifatida birinchi navbatda maksimal darajada hosil bo'lgan nurlarning burilishidir. Agar biz kichikroq davrda d 'ga ega bo'lgan panjara olsak, u holda c °' burchagi U / 2 burchagidan katta bo'ladi va tasvir paydo bo'lmaydi. Shunday qilib, grining mikdori Z ning mikroskopini o'lchash chegarasi sifatida qabul qilish mumkin. Keyin diffraction grating formulasini foydalanib, k = 1 uchun yozamiz. D tomonidan Z ni almashtirish va U = 2 orqali U 1 qutiga aylanamiz (6)
Mikroskop paytida, yorug'lik nurlari ob'ektga turli burchak ostida tushadi. Shaffof (3d) chastotalar bilan, rezolyutsiyaning chegarasi pasayadi, chunki bir tomonda nol tartibli va birinchi darajali maxima hosil qiluvchi nurlar vahiyning shakllanishiga jalb qilinadi va burchak 1 a diafragma burchagiga teng bo'ladi. Bu holatda ushbu cheklov cheklovi quyidagi shaklni oladi
(7)
a) b) c) d)
1- old ob'ektiv, 2-linza.
Pic.3
Ob'ekt va ob'ektiv orasidagi bo'shliq havo sinishi indeksidan kattaroq sinishi indisi n bilan ishlaydigan biror immersiya muhiti bilan to'ldirilgan bo'lsa, nurning to'lqin uzunligi n = n . Ushbu ifodani piksellar sonini (7) formula bilan almashtirishga erishamiz
yoki (8)
Shunday qilib, formulalar (7) mikroskop uchun quruq lenta bilan formulalar (8) va mikroskopning immersion linzalari uchun o'lchamlarini aniqlaydi. Qadriyatlar gunoh 0.5 U va n gunoh 0.5 U bu formulalar ob'ektivning raqamli teshiklari deb nomlanadi va harf bilan belgilanadi A . Buni hisobga oladigan bo'lsak, mikroskopning umumiy shaklda o'lchash limiti quyida keltirilgan: (9).
Formuladan (8) va (9) formuladan ko'rinib turganidek, mikroskopning o'lchamlari yorug'lik to'lqinining uzunligiga, ochiladigan burchakning kattaligiga, ob'ektiv va ob'ekt o'rtasidagi muhitning sinishi indeksiga, ob'ektdagi yorug'lik nurlarining paydo bo'lish burchigiga bog'liq, lekin u ko'zning parametrlariga bog'liq emas. Ko'zgu ob'ektning tuzilishi haqida hech qanday qo'shimcha ma'lumot bermaydi, tasvir sifatini yaxshilaydi, faqatgina oraliq tasvirni oshiradi.
Mikroskopning o'lchamlari chuqurlik va nurning to'lqin uzunligini kamaytirish orqali oshirilishi mumkin..
Suyuqlikni ishlatganda piksellar sonini oshirish quyidagi tarzda tushuntirilishi mumkin. Ob'ektiv va ob'ekt o'rtasida havo (quruq linzalar) mavjud bo'lsa, shaffof oynadan havoga chiqib ketganda, yorug'lik nurlari kamroq sinishi indikatori bo'lgan muhit siqilish natijasida uning yo'nalishini sezilarli darajada o'zgartiradi, shuning uchun kam nurli linzalar tushadi. Immigratsiya muhiti ishlatilganda, sinishi indisi taxminan shishaning kichraytiruvchi indeksiga teng, muhitdagi nurlar jarayonida hech qanday o'zgarish kuzatilmaydi va ko'p sonli nurlar linzaga tushadi.
Suv suvga tushirish suyuqligi (n = 1.33), sedir yog'i (n = 1.515) va boshqalar. Agar zamonaviy linzalarning maksimal ochiladigan burchagi 140 0 ga teng bo'lsa, quruq lens uchun A = 0,94 immersion A = 1.43. Hisobga olish nurning to'lqin uzunligini ishlatsa, ko'zning eng sezgir bo'lgan nuqtasi = 555 nm, quruq lensning o'lchamlari limiti 0,30 mm va moy bilan birga 0,19 mm bo'ladi. Raqamli diafragmaning qiymati linzalarda o'rnatilgan: 0,20; 0.40; 0,65 va boshqalar
Nurning to'lqin uzunligini kamaytirish orqali optik mikroskopning piksellar sonini oshirish ultrabinafsha nurlanish yordamida amalga oshiriladi. Shu maqsadda kvarts optikasi va moslamalarni kuzatish va suratga olish qurilmalari bilan maxsus ultrabinafsha mikroskoplar mavjud. Ushbu mikroskoplar yorug'lik nuridan taxminan ikki barobar kamroq nurli yorug'likdan foydalanganligi sababli preparat tarkibini taxminan 0,1 mm o'lchov bilan echishga qodir. Ultraviyole mikroskopning yana bir afzalligi bor - bu bo'yalgan dori-darmonlarni tekshirish uchun ishlatilishi mumkin. Ko'pgina biologik narsalar, uni so'ramasliklari sababli, ko'rinadigan nurda shaffofdir. Biroq, ularning ultrabinafsha mintaqasida selektiv yutilishi mavjud va shuning uchun ultrabinafsha nurlar ichida osonlik bilan ajralib turadi.
Elektron mikroskopning eng yuqori o'lchamlari. Elektronning harakatlanishining to'lqin uzunligi yorug'lik to'lqinining uzunligidan 1000 marta kichikroq ekan.
Va ion mikroskoplari.
Tarix
Eng qadimgi linzalarning yoshi 3000 yildan ortiq, ya'ni Nimrud lensi. 1853 yilda Osimiyadagi Nimruddagi Ostinning qadimgi poytaxtlaridan biri Ostin Genri Layard tomonidan qazish paytida topilgan. Ob'ektiv bir tasvirga yaqin, taxminan tuproq shaklida, bir tomoni dvigatel, ikkinchisi yassi, 3 baravar o'sib boradi. Lens Nimrud Britaniya muzeyida namoyish etilgan.
Birinchi eslatmani linzalari Aristophanesning qadimiy yunoncha "Bulutlar" (miloddan avvalgi 424 yillar) o'yinida uchraydi. Bu yerda dvigatel shisha va quyosh nurlari yordamida yong'in chiqarildi.
Oddiy linzalarning xususiyatlari
Shakllarga qarab farqlash mumkin yig'ish (ijobiy) va tarqalishi (Salbiy) linzalari. Yig'ish linzalari guruhi, odatda, ularning orqa qismidan yanada qalinroq bo'lgan linzalar, shuningdek, qirralari o'rtadan qalin bo'lgan linzalar - diffuzli linzalar guruhiga taalluqlidir. Shunisi e'tiborga loyiqki, agar bu linza materialining kichraytirishi indikatori atrof-muhitga nisbatan katta bo'lsa. Agar linzalarning sinishi ko'rsatkichi kam bo'lsa, vaziyat teskari bo'lib qoladi. Masalan, suvdagi havo ko'piklari bikonveksli diffuzli linzadir.
Ob'ektivlar odatda optik quvvat bilan (diopterlarda o'lchanadigan) va markazlashgan masofa bilan xarakterlanadi.
Optik moslamalarni qurish uchun optik moslama (birinchi navbatda yorug'lik, akromat va apokromatlarning tarqalishi natijasida), linzalarning boshqa xususiyatlari va ularning materiallari, masalan, tanlangan optik diapazonda yorqinlik indekslari, dispersiyalash koeffitsienti, emilim koeffitsienti va tanlanma indikatori muhim ahamiyatga ega. .
Ba'zan linzalar / optikasi optik tizimlar (refraktorlar) nisbatan yuqori refraktsion ko'rsatkichlari bo'lgan muhitlarda foydalanish uchun mo'ljallangan (qarang: immersion mikroskopi, suyuqlik suyuqliklari).
Konveks konkavning linzalari deyiladi meniskus va tarqoq bo'lishi mumkin (markazga qalinlashadi), diffuzlash (qirg'oqqa qalinlashadi) yoki teleskopik (markazlashtirilgan uzunlik abadiylikka teng). Ya'ni, misol uchun, miyop uchun ko'zoynaklar uchun ko'zoynak - odatda salbiy menischi.
Umumiy noto'g'ri tushunchaning farqli o'laroq, meniskusning bir xil radiusli optik kuchi nol emas, balki ijobiydir va shisha sindirish indeksiga va linzaning qalinligi bog'liq. Sirt egrilik markazlari bir nuqtada joylashgan meniskus kontsentratsiyali optikasi (optik quvvat har doim salbiy) deb ataladi.
Ajralib turuvchi xususiyat jamoaviy ob'ektiv linzalarning boshqa tarafida joylashgan bir nuqtada uning yuzasiga tushayotgan nurlarni yig'ish qobiliyati.
Tarqalgan linzaga tushgan nurlar, uni tark etgach, linzalarning qirralariga yaqinlashadi, ya'ni tarqaladi. Agar bu nurlar nuqta chiziqda ko'rsatilganidek, teskari yo'nalishda davom etsa, ular F nuqtasining diqqat markazida Ushbu optikasi. Ushbu hiyla-nayrang bo'ladi xayoliy.
Optik o'qga diqqat markazida bo'lish haqida aytilgan narsa, nuqta tasvirini linzalarning markazidan optik o'qga burchak ostida o'tadigan eğimli bir chiziq ustida joylashgan hollarda ham qo'llaniladi. Ob'ektiv markazida joylashgan optik o'qga perpendikulyar samolyot deyiladi markazlashtirilgan tekislik.
Kollektiv linzalarni ob'ektga biron-bir tomon yo'naltirishi mumkin, buning natijasida linzalardan o'tgan nurlar bir tomondan yoki boshqadan to'planishi mumkin. Shunday qilib, linzalarning ikkita qismi - oldida va orqada. Ob'ektivning ikkala tomonidagi optik o'qda linzalarning asosiy nuqtalaridan markazlashtirilgan masofada joylashgan.
Ko'pincha bu usulda linzalarni (magnit-shisha) oshirish va 2 ×, 3 × va hokazo. Bunday holda, o'sish formula bilan belgilanadi (D) = D (F)) = (D) \\ g (F) + 1) (ob'ektiv yaqinida ko'rilganda). Qaerda F (\\ displaystyle F) - Fokus uzunligi D (\\ displaystyle g) - eng yaxshi ko'rish masofa (o'rta yoshli kattalar uchun 25 sm). Odatiy uzunligi 25 sm bo'lgan optikasi uchun, kattalashtirish 2 ×. Fokus uzunligi 10 sm bo'lgan optikasi uchun magnitlanishi 3,5 x.
Nozik lensdagi nurlarning harakatlanishi
Qalinligi nolga teng deb hisoblangan optikasi optikada nozik deb ataladi. Bunday ob'ektiv uchun ikkita asosiy samolyot emas, balki oldingi va orqa tomonning birlashtiriladigan biri ko'rsatilgan.
Yupqa yig'ish linzasida tasodifiy yo'nalishdagi nurlanish yo'lining qurilishini ko'rib chiqing. Buning uchun nozik linzaning ikkita xususiyatidan foydalanamiz:
- - Lensning optik markazidan o'tgan nurlanish yo'nalishini o'zgartirmaydi;
- - Lens orqali o'tadigan parallel nurlar fokal tekislikda birlashadi.
A nuqtadagi ob'ektivda tasodifan o'zboshimchalik bilan yo'nalishdagi SA parchasini ko'rib chiqing. Linzada sinishdan keyin uning tarqalishi liniyasini qurish. Buni amalga oshirish uchun biz SA ga parallel ravishda OB ni o'rnatamiz va ob'ektiv optik markazidan o'tamiz. Ob'ektivning birinchi xususiyatiga ko'ra, OB OB yo'nalishini o'zgartirmaydi va B nuqtasida markazlashtirilgan tekislikni kesib o'tadi. Ob'ektivning ikkinchi xususiyatiga ko'ra, parallel beqarorlik (A) parchalanuvchi yoriq (A) parallel bevosita yorug'lik shu nuqtada markazlashtirilgan tekislikni kesib o'tishi kerak. Shunday qilib, linzadan o'tib ketgandan so'ng, SA nurlari AB yo'lini kuzatadi.
Xuddi shunday, siz boshqa nurlarni ham qurishingiz mumkin, masalan, SPQ chizig'i.
Masofadan SO nuqtasiga U orqali yorug'lik manbaiga, masofadan o'lchamli OD ni linzalardan fokus nuqtasiga v, F ning fokus uzunligini ko'rsatish. Ushbu miqdorlarga tegishli formulani keltiramiz.
Ikkala uchburchak uchburchakni ko'rib chiqing: △ S O A (\\ displaystyle \\ triangle SOA) va △ O F B (\\ displaystyle \\ triangle OFB), △ D O A (\\ displaystyle \\ triangle DOA) va △ D F B (\\ displaystyle \\ triangle DFB). Moslamalarni yozing
U A u = B F f; O A v = B F v - f. (\\ frac (OA) (u)) = (\\ frac (BF) (f)); \\ qquad (\\ frac (OA) (v)) = (\\ frac (BF) (v-f)).)Ikkinchidan, birinchi qismni ajratishimiz mumkin
v u = v - f f; vu = vf - 1. (\\ displaystyle (\\ frac (v) (u)) = (\\ frac (vf) (f)); \\ qquad (\\ frac (v) (u)) = (\\ frac (v) (f)) - 1.)So'zning ikkala qismini v va ularni qayta tuzishdan so'ng, biz yakuniy formulaga o'tamiz
(1) (v) = (\\ frac (1) (f))) 1 u + 1 v = 1 f (\\ displaystyle (\\ frac (1)qaerda f (\\ displaystyle f (\\ frac () ())) - nozik linzalarning markazlashtirilgan uzunligi.
Ob'ektiv tizimidagi inqiroz
Ob'ektiv tizimidagi nurlarning chizig'i bir lens uchun bir xil usullar bilan qurilgan.
Ikkita linzalarning tizimini ko'rib chiqaylik, ulardan biri OF fokus uzunligi va ikkinchi O 2 F 2 mavjud. Birinchi linza uchun SAB yo'lini yarating va S nuqtasida ikkinchi linza kiritilgunga qadar segment ABni davom eting.
O 2 nuqtasidan boshlab, biz ABga parallel O 2 E parchasini quramiz. Ikkinchi linzaning markazida tekisligi bilan kesishganda, bu chiroq E nuqtasini beradi. Yupqa linzaning ikkinchi xususiyatiga ko'ra, chiziqli AB ikkinchi linzadan o'tib ketganidan keyin Idoralar yo'lidan o'tadi. Ushbu yo'nalishning ikkinchi linzaning optik o'qi bilan kesishishi D nuqtasini beradi, bu erda barcha manbalar S manbaidan kelgan va ikkala linzadan o'tib ketadi.
Yupqa yig'ish linzalari bilan tasvirlash
Linzalarning xarakteristikalarini taqdim etishda linzalarning markazida yorqin nuqta tasvirini yaratish printsipi ko'rib chiqildi. Chapdagi linzaga tushgan nurlar orqa tomondan o'tadi va o'ng tomonga tushganlar oldingi markazdan o'tadi. Shuni ta'kidlash kerakki, diffuzli linzalarda, aksincha, orqa fon optikasi old qismida va orqadagi old tomonda joylashgan.
Muayyan shakli va o'lchamiga ega bo'lgan ob'ektlarning ob'ektiv obrazini yaratish uchun quyidagilarga erishiladi: masalan, AB liniyasi linzalardan biroz masofada joylashgan, markazlashtirilgan masofadan ancha katta. Ob'ektivning har bir nuqtasidan ob'ektiv orqali cheksiz miqdorda nurlar, shundan tushunarli bo'lishi uchun diagramma faqat uchta nurni ko'rsatadi.
A nuqtadan kelib chiqqan uchta nurlanish linzadan o'tadi va A 1 B 1da tegishli tasvirlarni yo'qotish nuqtalarida kesib o'tadi, vahiyni tashkil qiladi. Olingan rasm amal qiladi va teskari.
Bunday holda, tasvirni FF ning asosiy markazida tekisligidan uzoqda joylashgan FF ning ba'zi markazida tekisligida asosiy diqqat markaziga parallel ravishda suratga olingan.
Ushbu qadriyatlar bir-biriga bog'liq va ular deyiladi formulalar tomonidan aniqlanadi nozik ob'ektiv formulasi (birinchi Ishoq Barrow tomonidan qabul qilingan):
1 u + 1 v = 1 f (\\ displaystyle (1 \\ u orqali) + (1 \\ v v V) = (1 \\ f) f)qaerda u (\\ displaystyle u) - linzalardan ob'ektga masofa; v (\\ displaystyle v) f (\\ displaystyle f) - linzalarning asosiy yo'nalishi. Qalin lenta holatida formulalar farqni o'zgarmasdan qoladi: masofalar linzalarning markazidan emas, balki asosiy tekisliklardan o'lchanmaydi.
Ikki ma'lum bo'lgan noma'lum qiymatni topish uchun quyidagi tenglamalardan foydalaning:
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)))Shuni ta'kidlash kerakki, bu belgilar u (\\ displaystyle u), v (\\ displaystyle v), f (\\ displaystyle f) quyidagi omillardan kelib chiqqan holda tanlanadi: haqiqiy ob'ektdan yig'iladigan linzada haqiqiy tasvir uchun - bu qiymatlarning barchasi ijobiydir. Tasvir xayoliy bo'lsa - masofa masofa salbiy, agar ob'ekt xayoliy bo'lsa - masofa negiz, agar ob'ektiv tarqaladigan bo'lsa - markazlashtirilgan uzunlik salbiy hisoblanadi.
Fokus uzunligi bilan nozik konveks linzalari orqali qora harflar tasvirlari f (qizil rangda). Harflar uchun nurlarni ko'rsatish E, Men va K (navbati bilan ko'k, yashil va to'q sariq). Rasm harflari E (2 f), bir xil o'lchamdagi haqiqiy va tersiyalangan. Rasm Men (O'n f) - abadiylikda. Rasm To (O'n f/ 2) xayoliy, to'g'ridan-to'g'ri, ikki baravar
Lineer o'sish
Lineer o'sish m = a 2 b 2 a b (\\ displaystyle m = ((a_ (2) b_ (2)) \\ over (ab))) (oldingi bo'limdagi rasm uchun) tasvir o'lchamining ob'ektning mos o'lchamiga nisbati. Bu raqam, shuningdek, bir qism sifatida ifodalanishi mumkin. m = a 2 b 2 a b = v u (\\ displaystyle m = ((a_ (2) b_ (2)) \\ over (ab)) = (v \\qaerda v (\\ displaystyle v) - linzalardan rasmga masofa; u (\\ displaystyle u) - linzalardan ob'ektga masofa.
Bu erda m (\\ displaystyle m) chiziqli büyütme faktor bor, ya'ni vahiyning lineer o'lchovlari, ob'ektning haqiqiy doğrusal boyutlarından necha marta kichik (katta) ekanligini ko'rsatuvchi raqam.
Hisoblash amaliyotida bu nisbati jihatidan ifoda etish juda qulay u (\\ displaystyle u) yoki f (\\ displaystyle f)qaerda f (\\ displaystyle f) - linzalarning markazlashtirilgan uzunligi.
M = f u - f; m = v - f f (\\ displaystyle m = (f \\ gacha (u-f));.
Ob'ektivning markazlashtirilgan uzunligi va optik quvvatini hisoblash
Lens uchun fokus qiymati quyidagicha ifodalanishi mumkin:
n = 0 (n - n 0) (1 R 1 - 1 R 2 + (n - n 0) dn R 1 R 2) (\\ displaystyle (\\ frac (n_ (0)) (f)) = (n (\\ Frac (1) (R_ (2))) + (\\ frac ((nnn_ (0))) (R_ (1) d) (nR_ (1) R_ (2))) \\ o'ng \\))qaerdaN (\\ displaystyle n) - linzalar materiyasining kichraytirishi indikatori, linzalarni o'rab turgan muhitning sinishi indeksi,
D (\\ displaystyle g) - optik o'qi bo'ylab linzalarning tashqi sirtlari orasidagi masofa, shuningdek, ma'lum bo'lgan ob'ektiv qalinligi,
Yorug'lik manbaiga yaqin bo'lgan sirtning egri chizig'i (fokal tekislikdan uzoqroq),
Yorug'lik manbasidan (fokal tekislikka yaqinroq) sirtning egri radiusi,
Uchun R 1 (\\ displaystyle R_ (1)) Bu formulada radiusning belgisi sirt konveks bo'lsa, va konkav bo'lsa salbiy hisoblanadi. Uchun R2 (\\ displaystyle R_ (2)) Aksincha, konvensiya linzalari (optik) bo'lsa, konkav va salbiy bo'lsa ijobiy bo'ladi. Agar D (\\ displaystyle g) Fokus uzunligiga nisbatan beparvo jihatdan kichik, bunday linzalar deyiladi yaxshiva uning markazlashtirilgan uzunligi quyidagicha bo'lishi mumkin:
n 0 f = (n - n 0) (1 R 1 - 1 R 2). (\\ f (1)) - (\\ frac (1) R_ (2))) \\ o'ng tomonda \\).)(Ushbu formula ham deyiladi nozik ob'ektiv formulasiFokus uzunligi linzalarni yig'ish uchun ijobiy, va diffuzli linzalar uchun salbiy. Kattaligi n 0 f (\\ displaystyle (\\ frac (n_ (0)) (f))) chaqirdi optik quvvat linzalari. Ob'ektivning optik quvvatini o'lchash diopterlarbirliklari mavjud m -1. Optik quvvat, shuningdek, atrof-muhitning sinishi indeksiga ham bog'liq. n 0 (\\ displaystyle n_ (0)).