2 Тақырып. Геометриялық оптиканың негізгі ұсыныстар.(3сағат)

Лекция жоспары:

1.Оптикалық бұйымдар: жазық айналар, оптикалық жік, жазық параллель табақша.

2. Оптикалық бөлшектеріндегі сәуле жүрісі

Маркшейдірлік-геодезиялық құралдарда жазық айналар жарықтандыру, кескінді беру үшін қолданылады.

Жазық параллель табақша- екі параллель полирленген қабырғалармен шектелген мөлдір дене.Жазық параллель табақшалар маркшейдірлік-геодезиялық құралдардың оптикалық жүйелеоінде қорғаныс

шынылары, жарықфильтрлері т.б. түрінде кең қолданыс тапты Оптикалық жіктер маркшейдрлік және геодезиялық екі кескінді қашықтық өлшеуіштерде және оптикалық микрометрлерде кеңінең қолданылады.

Ішкі толық шағылу призмалары полирленген қабырғалары бар мөлдір көпбұрыш болып табылады . Оларды сәуле бағытын ығысуын, кескіннің бұрылуын және көру өрісінің дәл бөлінуін қадағалау үшін қолданылады.

Ішкі толық шағылу призмаларына :үшжақты призма, Порро призмаларының жүйесі, ромбтық призма, пентапризма жатады.

Үшжақты призма, егер кескін гепатенузадан алынса, бір айна сияқты, ал егер кескін катет жақтарынан алынса, арасы 900 бұрыш болатын екі айналар жүйесі сияқты кескін береді(1.1- сурет,а,б)

Порро призмаларының жүйесі тік бұрышты қабырғалары бір-біріне қатысты перпендикуляр болатын екі тікбұрышты үшжақты пртзмалардан тұрады. Әр призма жартылай бұрылған кескін, ал барлық жүйе 180 –қа бұрылған кескін береді.(1.5-сурет,в)

Ромбтық призма (1.5-сурет,г) параллель айналар жүйесі тәрізді бағытын өзгертпей кескіннің параллель ығысуына әкеліп соқтырады.

Пентапризма (1.5-сурет,д) 45 – пен орналастырылған екі айнасы бар жүйе сияқты эффект береді. Ол түсу жағына түскен сәулесінің түсі бұрышына тәуелсіз сәуле бағытын 90 –қа өзгертеді.

Үшжақты призма

Орталықтандырылған оптикалық жүйе.

Барлық жазықтықтарының центрлері бір түзудің бойында жататын жуйе орталықтандырылған оптикалық жүйе деп аталады. Жазықтықтардың центрлері жатқан түзу жүйенің оптикалық осі болып табылады. Орталықтандырылған оптикалық жүйе геодезиялық жіәне маркшейдірлік құралдарда үлкен рөл атқарады. Оларда оптикалық ось сәулелерін бір нүктеге жинай алу қабілеті бар.

2.1-суретте

ВтО орталықтандырылған оптикалық жүйенің бірінші және соңғы сфералық беттері көрсетілген. Жүйеге АВ,СД,ҒО параллель сәулелері оптикалық ось(ҒҒ)арқылы өтіп жүйеден шығарда м Ғ1-та қиылысады.

m F1-AB,CD,FD сәулелерінің m қиылысындағы кескіні AB,CD,FO // сәулелері өзара →т. сәулелердің араласуы нүктесі т.Ғ нүктесімен орайлас Ғ1 нүктесі артқы фокус деп аталады.

Аналогия бойынша оптикалық оське параллель кескін жазықтығынан жүйеге кіретін А',В',С',Д', және Ғ'О' сәулелері мен оларға орайлас Н1,Ғ,Н2,Ғ және НҒ сәулелерінің қиылысу нүктесі Ғ алдынғы фокус деп аталады. Фокустар арқылы өтетін оптикалық оське перпендикуляр жазықтықтар фокальді деп аталады.

Н'1,Н'2,Н'және Н1,Н2,Н нүктелері арқылы өтетін оптикалық оське перпендикуляр жазықтықтар жүйенің негізгі жазықтықтары деп аталады. Н,Н' нүктелері сәйкесінше алдыңғы және артқы негізгі нүктелер болып табылады.

НҒ қашықтығы алдынғы фокустық қашықтық, ал Н1 Ғ1- артқы фокустық қашықтық деп аталады.

Кез келген оптикалық жүйенің фокустық қашықтықтарының қатынасы қарама-қарсы таңбалы шеткі орталардың сыну көрсеткіштерінің қатынасына тең. Егер оптикалық жүйе біртекті ортада болса, мысалы, ауада, яғни n=n'-1,-f=f', яғни фокустық қашықтықтар абсалют мәні бойынша тең де, таңбалары бойынша қарама-қарсы.

Практикада біз осындайй жағдаймен кездесеміз.

Қатынасы –жүйенің оптикалық күші деп аталады. Егер n=n'=1болса, оптикалық күш:φ=1 болады.

Оптикалық күш неғұрлым үлкен болса, соғұрлым заттың кескіні жүйеге жақын орналасады және соғұрлым кескін өлшемі басқа тең жағдайларда кішкентай болады.Егер фокустың қашықтығы мм –мен берсек, оптикалық күш мына формуламен анықталады:

,мысалы,f'1=200мм.φ=5.

Линза-екі сфералық немесе бір сфералық және бір жазық жазықтықпен шектелген мөлдір дене. Линзалар сәуле сындыруына байланысты оң f>0 және теріс f'<0 болып бөлінеді.

Линза заттың немесе нүктенің шын және жалған кескінің береді. Егеркемкін линзадан сынған сәулелердің қиылысуынан алынса, ол шын болады да егерде кескін сәулелердің кері бағытындағы жалғастарының қиылысуынан алынса, жалған болады. Шын кескіндерді экранға спектрлеуге болады, ол жалған кескінді болмайды. Және де линза тура, кері, үлкейтілген, кішрейтілген кескін береді. Тура кескін орлентациясы кеңістікте сақталатын кескін Кері-кескін орлентациясы қарама-қарсыға өзгереді. Үлкейтілген кескін- қарастырылып жатқан объектінің өлшеміне қарасты кескіннің сызықтық өлшемінің үлкен болуы. Кішірейтілген кескін – кескін объектігі қарағанда кіші болады. Геодезиялық және маркшейдерлік құралдарда жеке линзалармен қатар күрделі оптикалық жүйелердің құрамына кіретін линзалар да қолданылады.Оптикалық жүйелердің диафрагмасы.Реалды оптикалық жүйенің кескінінің сапасын жақсарту үшін арнайы диафрагмаларды қолжданады.Кескіннің жарықтығын шектейтін диафрагманы апертуралық немесе жасалып жатқан деп аталса, жүйенің көру өрісін шектейтін диафрагма-өрістік деп аталады.Істегі диафрагма – объектінің опрафасы , өрістік диафрагма объектив пен окуляр арасында тордың жазықтығында орналасады.

Ұсынылатын әдебиеттер

1) П.Н.Кузнецова, И.Ю. Васютинский, Х.К.Ямбаев «Геодезиялық аспаптар».

СӨЖ арналған бақылау тапсырмалары (1.2 такырыптар), (5,14,32)

1) Көру түтіктердің объективлермен окулярлар

2) Көру түтіктер жіп торлар

3) Көру түтіктерін зерттеу