Exercitarea 2
Determinarea câmpului vizual al tubului optic
Pentru a determina câmpul de vedere al tubului, acesta este orientat spre rigla peretelui cu diviziuni și atenție. Câte diviziuni ale acestei linii sunt vizibile în conductă. Apoi măsurați distanța de la lentila tubului la riglă cu o măsurătoare de bandă. Dacă numărul de diviziuni ale riglei vizibile în țeavă este egal și distanța de la țeavă la riglă este egală, atunci câmpul optic al tubului optic, exprimat în grade, este definit de formula:
.
Măsurătorile istoriei sunt de cel puțin 3 ori, iar rezultatele înregistrate în tabelul 3.
Numărul de diviziuni ale riglei vizibile în țeavă
Distanța de la conductă la riglă (cm)
Exercitarea 3
Determinarea rezoluției sistemelor optice
Sistemul optic ideal, adică un sistem care nu are aberații, în conformitate cu regulile de optică geometrică, afișează fiecare punct al obiectului (sursa de lumină) sub forma unui punct. Un sistem optic ideal poate fi considerat un sistem în care cartografierea este efectuată prin raze paraxiale. De aici rezultă că cu cât este mai mică gaura din sistem, cu atât imaginea ar trebui să fie mai bună din punctul de vedere al legilor optice geometrice.
Cu toate acestea, după cum rezultă din teoria difracției printr-o gaură circulară, chiar și atunci când un sistem optic ideală, adică una în care nu există aberații, punctul sursă este afișat ca un cerc, o valoare unghiulară egală cu raza primului maxim de difracție:
,
unde este diametrul deschiderii sistemului și, în cazul unei lentile sau o oglindă (obiect obiectiv), diametrul lentilei de intrare a telescopului (microscop).
Dacă două surse de lumină sunt la o distanță unghiulară, atunci aceasta este luată ca condiție pentru rezoluția limita a două puncte luminoase apropiate (sau două obiecte punct apropiat).
În Fig. 2 prezintă o imagine de difracție a surselor de două puncte A1 și A2. distanțate una de alta de distanța dată de o lentilă ideală (o oglindă sau, în general, un sistem optic) având un diametru al unui cadru sau diafragmă (pupil de intrare). Cu un astfel de aranjament al imaginilor surselor de puncte observate A1 și A2. Imaginea de difracție a fiecăruia dintre ele va avea un diametru (figura 2). Prin urmare, pentru condiția de rezoluție maximă selectată, intensitatea maximă în imaginea de difracție a unui punct () este localizată deasupra intensității minime a celuilalt punct () și invers. În mijloc, intensitatea rezultată va fi de aproximativ 80% din intensitate la maxim (figura 2). Astfel, observatorul poate distinge două imagini. Dacă vom apropia punctele A1 și A2. atunci intensitatea dintre intensitatea rezultată și cea minimă dispare și ambele imagini se îmbină într-una, adică nu vor fi percepute separat.
Astfel, distanța unghiulară dintre două obiecte luminoase (punct):
este limita de rezoluție a unei lentile date (oglindă, telescop, sistem optic complex). Cantitatea inversă este considerată ca puterea de rezolvare a sistemului optic:
.
Având în vedere că sensibilitatea spectrală maximă a ochiului este de la = 5,6 × 10 -4 mm, formula anterioară poate fi scrisă după cum urmează
-diametrul jantei, diafragma, pupilele de intrare, lentilele, exprimate
În acest caz, magnitudinea puterii de rezolvare indică câte puncte echidistante ale obiectului reprezentate separat de lentilă sunt pe unitate unghiulară.
Puterea efectivă de rezoluție a lentilei (sistem optic), de obicei sub puterea de rezoluție calculată cu ultima formulă, deoarece fiecare lentilă are într-o măsură mai mare sau mai mică, aberații.
Puterea de rezolvare a instrumentelor optice este determinată prin intermediul obiectelor de test de contrast absolut, sub forma așa-numitei lumi. O lume întreruptă este o colecție de grupuri de familii de accidente vasculare cerebrale. În cadrul unui grup, loviturile celor patru familii sunt orientate unul cu celălalt la un unghi de 45 ° și sunt paralele și egale în lățime. Lățimea liniilor de la grup la grup scade exponențial. Fiecare grup de lumi are propriul număr. Prin tabelul atașat, cunoscând numărul grupului, puteți determina distanța dintre două curse adiacente de același nume din grup.
Pentru a determina puterea de rezolvare a lentilelor (sistemul optic) din lume, obiectivul este situat în fața obiectivului la o distanță mult mai mare decât distanța focală a obiectivului (telescop, ochi, sistem optic).
Imaginea redusă rezultată a lumii este văzută cu ajutorul unui ocular, care, după cum se știe, nu afectează în nici un fel puterea de rezolvare a lentilei. Când vizualizați o imagine, lumea caută un grup de familii de accidente vasculare cerebrale, în cadrul cărora accidentele din toate cele patru direcții sunt văzute ca separate, adică nu merg într-un fundal gri comun. După determinarea numărului acestui grup, distanța dintre cursele similare adiacente este determinată din tabel. În acest caz, se determină puterea reală de rezoluție a lentilei:
unde este distanța de la lumină la obiectiv în mm;
- distanța dintre aceleași curse, exprimată în mm.
Puterea reală de rezolvare a lentilei determinată în acest fel poate fi încă subestimată în comparație cu adevărata ei semnificație. Acest lucru se datorează faptului că ochiul, care are o limită de rezoluție limitată (pentru un ochi normal), a fost folosit ca dispozitiv care determină calitatea imaginii lumilor.
Definiți condițiile în care puterea de rezolvare a ochiului nu va afecta rezultatul determinării puterii de rezoluție a obiectivului. Să presupunem că imaginea în lentilele tubului de lovituri rezolvate de aceasta este privită prin ocular la un unghi nu mai mic de. În acest caz, imaginea de accident vascular cerebral pe retina ochiului nu va fi, de asemenea, fuzionează.
Din desenul căii raze (fig.3), se poate determina
unde este creșterea conductei.
Astfel, începând să determinăm puterea de rezolvare a lentilei, este necesar să se asigure că limita de rezoluție a obiectivului tubului este cel puțin nu mai mică.
În acest caz, valoarea determinată din experiență pot să nu reflecte valoarea reală a puterii de rezoluție a tubului de lentile, dar este, în acest caz, puterea de rezoluție a sistemului „telescop - Eye“.
Pentru a reduce valoarea din spatele tubului de testare, este instalat un alt telescop, astfel încât mărirea totală a acestuia () să permită îndeplinirea următoarelor inegalități:
,
unde - o creștere a conductei - o creștere a nivelului.
Al doilea telescop pe puterea de rezolvare a primului telescop nu are efect.
A. Determinarea limitei de rezoluție a ochiului. Picioare înaintea țintă de calibrare, astfel încât distanța dintre ochi și Mira a fost, de exemplu, 1 metru, pentru a găsi un astfel de grup de familii de linii, în cadrul căruia atinge toate cele patru direcții sunt permise (observație este efectuată pentru ochi care privesc în țeavă, celălalt ochi - închis). În funcție de numărul de grup determinat de distanța dintre aceleași tabele accidente vasculare cerebrale și se calculează limita de rezoluție a ochiului:
.
Măsurați diametrul lentilei modelului telescopic și calculați limita de rezoluție așteptată:
.
Comparați valoarea u, unde este creșterea tubului.
Tabelul de stari intre loviturile lumii pentru ochi
B. Determinarea limitei de rezoluție a sistemelor telescop-ochi. Pentru a face acest exercițiu, luați altul, cu un aranjament mai dens de lovituri, lumea, stabilită la o distanță de aproximativ 7 metri. Observând lumea prin țeavă, asigurați-vă că sistemul de ochi-pipe nu permite niciun grup de familii de lovituri din această lume. Cu toate acestea, acest lucru încă nu spune nimic despre calitatea lentilei.
În acest caz, posibilitatea de observare a loviturilor de curte limitează creșterea stacojilor în conductă. Luând raportul, determinăm creșterea necesară a tubului. Este ușor să se asigure că creșterea necesară a tubului decât creșterea reală a conductei, astfel cum este definit în Exercitiul 1. Se spune că, în scopul de a verifica calitatea lentilelor este necesară pentru a dota cu ochiul mai țeavă astfel încât produsul creșterii în cele două tuburi ar fi fost mai mare.
Rezultatele măsurărilor exercițiilor A și B sunt prezentate în tabelul 4.
B. Definirea rezoluției telescopului. Rotiți modelul telescopului și aliniați axa verticală, fixați-le de-a lungul unei axe optice obișnuite. Scoaterea modelului telescopului cu tija sa de sprijin, porniți aparatul pe o masă, astfel încât câmpul de vedere a fost văzut nivelare lumea, deși, cât mai aproape posibil în partea sa centrală. Apoi, fără a schimba poziția de nivelare întreaga instalație, a pus modelul telescopului pe tija sa de sprijin, și schimbarea poziției sale până când ajunge la trimestru din dreapta jos al lumilor a fost situat în partea centrală a câmpului vizual. Având definiția de ajustare, pentru a defini rezolvarea model de putere al telescopului prin metoda descrisă lumi pentru determinarea puterii de rezoluție a ochiului.
Tabel de distanțe între loviturile lumii pentru o conductă
1. Desenați razele în telescop.
2. De ce raportul zoom este determinat de raportul dintre tangentele unghiurilor și nu de raportul dintre dimensiunea imaginii și dimensiunea obiectului?
3. Cum se va schimba câmpul de vedere dacă o lentilă cu dispersie este introdusă în sistemul optic?
4. Scrieți o formulă pentru unghiul de rezoluție al lentilei de limitare.
5. Care este elevul de intrare al sistemului optic?
6. În ce cazuri este rezoluția telescopului determinată de diametrul lentilei și în ce cazuri - diametrul ocularului?
7. Determinați limita de rezoluție a ochiului cu un diametru al pupilei D = 4 mm.
8. De ce nu sunt stelele vizibile cu ochiul liber în timpul zilei și le puteți vedea în telescop cu un factor de mărire mare?
9. Care este raza primului maxim, atunci când este difuzată de o lentilă cu diametrul D și lungimea focală f, la o lungime de undă # 955;
REFERINȚE.
1. GS Landsberg, "Optics", 1976, §§87-94, pp. 318-340.
2. DV Sivukhin, "Cursul general al fizicii: optica", 1980, §§ 21-24, pp. 132-162.
3. FA Korolev, "Curs de Fizică: Optica, Fizica Atomică și Nucleară", 1974, §§ 35-39, pp. 208-229.
4. Un Matveev, "Optics", 1985, §§ 23-25, pp. 127-144.
5. IV Savel'ev, "Cursul fizicii", Vol.3, 1967, §§14-15, pp. 51-57.
Super aveti un site! Ia o pauză, student te distrezi: cel mai real efecte negative ale fumatului - este atunci când te duci afară pentru un fum, și vecinii în cămin au mâncat găluște dumneavoastră. Apropo, un anecdot este luat de chatanekdotov.ru
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: