Описание установки

Осветитель с сеткой 1, линза 2 и3 и экран 4 устанавливаются в рейтера на оптической скамье, как показано на рис. 21.

Оптическая скамья снабжена отсчетной шкалой с ценой деления 1 мм. Рейтеры имеют указатели для отсчета по шкале скамьи. Рейтер с исследуемой линзой снабжен лимбом с делением 0,5° для отсчета поворота линзы. Коллиматорная линза 2 имеет фокусное расстояние ≥ 400 мм. В оправе исследуемой линзы устанавливаются диафрагма 10, 20, 30 мм и т.д.

Осветитель с сеткой снабжен оправой для установки светофильтров.

Рис. 21

Упражнение 1. Изучение продольной сферической аберрации.

1. Вставить желтый светофильтр ( ) в осветитель.

2. Отцентрировать линзы 2,3 относительно сетки осветителя.

3. Линзу коллиматора поставить так, чтобы сетка осветителя находилась в ее фокусе. Исследуемую линзу придвинуть вплотную к линзе коллиматора (возможно их совмещение в одной оправе) и, перемещая экран 4, получить наиболее резкое изображение сетки. Сделать отсчет положения экрана.

4. Установить наименьшую диафрагму, добиться наиболее резкого изображения сетки на экране.

5. Определить глубину резкости изображения путем перемещения экрана вдоль оптической скамьи до появления слегка размытого изображения в ту и другую сторону относительно F исследуемой линзы. Разность отсчетов положения экрана для двух крайних несколько размытых изображений даст глубину резкости

6. Устанавливая последовательно диафрагмы до наибольшей, повторить измерения п.4. Данные занесите в таблицу, которую составить самостоятельно.

7. Определить расстояние от линзы до аберрационного изображения сетки.

8. Принимая расстояние от линзы до изображения сетки при наименьшей диафрагме (параксиальные лучи) за фокусное , вычислить сферическую аберрацию по формуле (1) для каждой диафрагмы. Занести в таблицу.

9. По полученным данным постройте графики зависимости аберрации и глубины резкости от диаметров диафрагм.

Упражнение 2. Изучение астигматизма линзы.

Астигматизм исследуется в монохроматическом свете с желтым светофильтром.

1. Исследуемую линзу поворачивать относительно через каждые 10⁰. Перемещая экран, получить для каждого положения линзы наиболее резкое изображение вертикальных линий сетки затем горизонтальных (рис. 20).

2. По полученным данным рассчитать астигматические разности для всех углов поворота по формуле . Занести в таблицу (составить самостоятельно).

3. Построить график зависимости астигматических разностей от углов поворота и сделать вывод.

Упражнение 3. Изучение продольной хроматической аберрации.

Измерения проводятся со всеми светофильтрами и с диафрагмой, для которой глубина резкости оказалась наименьшей.

1. Устанавливая поочередно светофильтры, получить наиболее резкое изображение сетки для каждого цвета, определить среднее расстояние от линзы до этого изображения .

2. Принимая за фокусное расстояние линзы (желтый светофильтр), вычислить хроматическую аберрацию по формуле .

3. По полученным данным построить график зависимости аберрации от длины волны пропускания светофильтра. Сделать вывод.

Контрольные вопросы

1. Какие лучи называют параксиальными ?

2. Назвать главные очки и линии линзы ?

3. Вывести формулу тонкой линзы.

4. Какие недостатки линз вы знаете ? Их определение.