2. Описание установки

В настоящей работе исследуется автоколлиматор с объективом (f_к'=1600 мм) и автоколлимационным окуляром с кубиком (f_ок'=50 мм).

Окулярная часть корпуса автоколлиматора имеет выдвижной тубус, который при юстировке с помощью кремальерного устройства может перемещаться вдоль оси системы (положение тубуса можно фиксировать по шкале с точностью до 0,1 мм). В тубусе окулярной части трубы коллиматора могут быть установлены револьверная головка с набором тест - объектов или автоколлимационный окуляр.

В качестве тест-объектов используются штриховые миры. Мира представляет собой испытательную таблицу, состоящую из двадцати пяти элементов, каждый из которых включает четыре квадрата со штрихами в различных направлениях (ширина штрихов в пределах одного элемента постоянная). В каждой мире ширина штрихов при переходе от элемента №1 к элементу №25 убывает по геометрической прогрессии (знаменатель прогрессии q ≈ 0,94). Кроме этого, каждая мира имеет по краям поля базовые штрихи, характеризующие ее масштаб. Параметры штриховых мир приведены на стенде.

Другим важным компонентом в установке является микроскоп, кото-рый комплектуется набором объективов и окуляров с различными увеличе-ниями и апертурами. В настоящей работе применяют окуляр с видимым увеличением 7^×. Закрепляется микроскоп на координатном столике, позволя-ющем перемещать его в трех взаимно-перпендикулярных направлениях.

3. Задание

1. Ознакомиться со стендом и после разрешения преподавателя включить электрическое питание. Установить напряжение питания подсветки автоколлимационного окуляра равным 10 В. Выставить автоколлиматор на бесконечность.

2. Собрать и отъюстировать схему для измерения разрешающей способности объектива. Измерить разрешающую способность объектива и разрешаемый угол с заданными светофильтрами.

3. Сделать выводы по работе и оформить отчет.

4. Методические указания к работе

1. Измерительные схемы собирают на прямолинейных направляющих, снабженных миллиметровой шкалой (рис.2.2).

Схема для измерения разрешающей способности объектива приведена на стенде.

2. Коллиматор выставляют на бесконечность при помощи автоколлима-ционного окуляра (устанавливается вместо револьверной головки) и уголкового зеркала (устанавливается перед объективом коллиматора на универсальном столике). При фокусировке наблюдают одновременно шкалу окуляра и автоколлимационное изображение марки (перекрестия) и, перемещая окулярный тубус коллиматора, добиваются резкого изображения шкалы окуляра и перекрестия.

3. При юстировке измерительных схем (коллиматора, исследуемого объектива и микроскопа) необходимо совместить их оптические оси, что обеспечивается при совмещении изображения тест-объекта, наблюдаемого в микроскоп, с центром его поля.

4. Разрешающую способность объектива измеряют при помощи стандартной штриховой миры, устанавливаемой в фокальной плоскости объектива автоколлиматора. Анализируя при помощи микроскопа изображение миры, создаваемое исследуемой ОС, отмечают номер последнего элемента, в котором штрихи всех четырех направлений видны раздельно. Если при измерении разрешающей способности видны штрихи всех элементов выбранной миры, то устанавливают миру с меньшим порядковым номером.

Разрешающую способность R (лин/мм) объектива вычисляют по номеру N разрешаемого элемента миры и известным базе миры b и фокусным расстояниям объектива f’_об и коллиматора f’_к:

R = f’_к ·К_N·60 / (b·f’_об), (2.3)

где значение коэффициента К_N, зависящее от номера элемента миры, выбирают из таблицы (см. на стенде). Результат округляют до целых чисел путём отбрасывания дробной части.

Разрешаемый угол ψ объектива (в угловых секундах) вычисляют по формуле:

ψ = b^.206265 / (f’_к·К_N·60) . (2.4)

5. Разрешающую способность измеряет каждый член бригады, индивидуально с каждым из предложенных светофильтров. Результаты (разрешающую способность и разрешаемый угол) находят как среднее арифметическое по всем измерениям для каждого из светофильтров.

Контрольные вопросы

1. Какую оптическую систему называют автоколлиматором?

2. Какую оптическую систему называют коллиматором?

3. Какие тест - объекты применяют в коллиматоре?

4. Какие функции в автоколлиматоре выполняет объектив?

5. Какие функции в автоколлиматоре выполняет окуляр?

6. Какие функции в измерительной схеме выполняет микроскоп?

7. Что понимают под разрешающей способностью объектива, в каких единицах ее оценивают?

8. Зависят ли результаты измерений разрешающей способности объектива от индивидуальных особенностей наблюдателя?

Литература

1. Гавриленков В.А. Теория и расчет оптических систем: Смоленск: РИО филиала ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске, 2010. – 120 с.

2. Афанасьев В.А. Оптические измерения. – М.: Высш. школа, 1981. – С.10- 24; 26-29.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 3