3 Тақырып. Оптикалық жүйелердің сипаттамасы (4 сағ.)

Лекция жоспары:

1)Лупа

2)Микроскоп

3)Көру түтігі

Лупа – жақын орналасқан заттарды үлкейтіп көру үшін арналған қарапайым немесе аберрациясы дұрысталған қысқа фокусты линза.Теодолиттердің верньерлік Құрылғыларында қолданылады.10х теодолит құрылғыларына дейін үлкейтеді.

Микроскоп – обьектив пен окулярдан тұратын күрделі оптикалық жүйе.Ол лупа тәрізді майда заттарды қарауға арналған.

Маркшейдерлік – геодезиялық құралдарда микроскоп , әдетті , микроскоп – бағалаушы , шкалды микроскопты , микроскоп – микрометр т.б. ретінде отчеттік құрылғыларда қолданылады.Жалпы үлкейтілімі 70х (крат), объективтің 3х (Ғоб=3х)үлкейтілімі кезінде окулярдың үлкейтілімі =25х (Ғоб=25х). Көру түтігі - алыстағы заттарды көруге және оларға визирлеу арналған. Көру түтігі келейдей оптикалық бөліктерден тұрады:

өзінің артқыфокальды жазықтығында алыстағы заттың шын , кері кескінін беретін объектив;лупа тәрізді өзінің алдыңғы фокальды жазықтығымен біріктірілген зат кескінін беретін окуляр;окулярдың алдыңғы фокальды жазықтығында орналасқан және қиылысушы сызықтары бар жазық параллель табақшаның жіптер торы. Көру түтігінің ішкі және сыртқы тоғысулы түрлері бар.Сыртқы тоғысулы көру түтігі.

Сурет

Жіптер торымен (диафрагмамен) кескін көру түтігінің оптикалық осі бойынша окуляр мен диафрагманың орын ауыстыру есесінен алынады.Себебі, заттан объективке дейінгі қашықтықтың өзгеруінен объективтен затқа дейінгі қашықтық өзгереді.

Негізгі артықшылықтары : қарапайымдылық және оптикалық бөліктердің аздығы.(минимумы)

Кемшіліктері : көру түтігінің әлсіз герметикалылығы,үлкен көлемі немесе өлшемі , түтіктің қайта фокустауы кезіндегі визирлік осьтің көлденең ығысуының болуы.

Егер көру түтігінде кәдімгі объективті оптикалық ось бойымен орын ауыстыратын телеобъективпен алмастырса , ішкі фокусты түтікті аламыз.

Ішкі тоғысулы көру түтігі

Сурет

Объективтен кескінге дейінгі қашықтық тұрақты.Заттан объективкедейінгі R қашықтық өлшенген кезінде көру көру түтігінің оптикалық осі бойымен тоғысқан линзасының орын ауыстыруы есесінен объективтің фокустың қашықшығы өзгереді.Сөйтіп , окулярдың алдыңғы фокусынан қашықта орналасқан жіптер торы мен кескінінің бірігуі жүзеге асады.

Көру түтігінің негізгі сипаттамалары.Көру түтігінің үлкейтілімі.

Көру түтігінің үлкейтілімі объективтің рұқсат етілген күшіне сәйкес келуі керек,ал нивелирлерде,сонымен қатар деңгейдің бөлік құнына да сәйкес болуы керек.Бұл қатынастарды тексеру үшін көру түтігінің үлкейтілімін анықтау қажет.

Көру түтігінің көрінетін үлкейтілімі:

- объективтің артқы қашықтығының акулярдың артқы фокустық қашықтығына қатысты.

Таңба- көру түтігі кері кескін беретінін білдіреді.КL=A1B1,ал ∆АВҒ21 және КLF11 ұқсас болғандықтан Г = , яғни көру түтігінің үлкейтілімі кіру АВ және шығу А1В1 диаметрлерінің қатынасына тең.

Практикада көру түтігінің үлкейтілімінін анықтаудың 2 түрі бар:

1 әдіс:түтікті жарықтандырылған ақшыл фонға бағыттап,оны шексіздікке фокустайды;окулярға апарылатын восковкаға шығу қарашығының шапшаң кескіні алынады және де өлшегіш пен масштабты сызғыштың көмегімен оның d диаметрін анықтайды:объективтің кіру саңылауының (D) диаметрін өлшейді.

2 әдіс – Галилей әдісі: Бұл әдіс бөліктері бар рейканы бір уақытта бақылаумен жүзеге асады : бір көзбен бақылау түтігі арқылы , екіншісімен тура көзбен.Мұнда рейканың n бөліктер саны мен құралсыз көзбен қарастырылатын рейканың n1 бөлік саны саналады.

Бұл жағдайда түтік шекті L қашықтыққа фокусталғандықтан , түтіктің үлкейтілімінің дербес мәні алынады . Осы дербес Г1 үлкейтілімінің Г

телескопиялыққа ауысуға болады.

M1N1 – Сәулелердің кері жолында объективпен салынған MN өрістік диафрагмасының шын кескіні .Ол құралсыз көзге көрінетін (окулярдың артқы фокусы) n бөліктері санын шектейді.

L – көзден рейкаға дейінгі қашықтық;

L1 – алдыңғы фокустан рейкаға дейінгі қашықтық;

f1-f1' – объективтің фокустық қашықтығы;

f2-f2' – окулярдың фокустық қашықтығы:

Көру түтігінің өрісі.

Көру түтігінің көру аймағы,түтік шексіздікке тоғысқанда,объективке кіретін шеткі негізгі сәулелердің арасындағы 2 u бұрышпен анықталады.Көру түтігінің объектив жағындағы көру өрісі объективті деп аталады.Окулярдан көрінетін

өрістік MN диафрагмасын көре алатын 2 u бұрышы окулярлық деп аталады.

Көру түтігі объективті көру аймағымен сипатталады.Ол мына формуламен анықталады:

,мұндағы p' радиандағы минут саны (p'=3438)

Бұрыш өлшеуіш құралдар үшін көру түтігінің көру өрісі келесі әдіспен анықталады.Түтікті алыстағы нүктеге 2 рет бағыттайды:1-ші рет өрістік диафрагманың 1 шетімен (жоғарғы немесе оң),2-ші рет қарама-қарсы(төменгі немесе сол жақ).Әр бағыттаудан кейін тік және көлденең лимбадан N1 және N2 есептерін алады.Көру өрісінің бұрышы келесі формуламен есептелінеді:

50 м қашықтықта нивелирлердің түтігінің көру өрісін анықтау үшін түтіктің визирлік осіне ↓ етіп рейкаорнатылады.Түтіктің тік жібін рейканың осімен біріктіріп,өрістік диафрагманың төменгі b1 және жоғарғы b2 шеттерінен отчеттер алынады.Рейкадан оюъективке дейінгі L қашықтықты өлшеп,көру өрісінің бұрышын мына формуласымен есептейді:

Көру түтігінің рұқсат ету қабілеті.

Рұқсат ету қабілеті немесе рұқсат ету күші дегеніміз екі жақын орналасқан нүктелерді бөлек бейнелейтін (кескіндейтін) оптикалық жүйе.Рұқсат ету қабілетін екі нүктені бөлек көрсететін ең кіші r бұрышы сипаттайды.

Құралсыз көзбен қарағандағы рұсат ету r = 60''

Оптикалық жүйенің рұқсат ету қабілеті:

нормаль үлкейтілім

Көру түтігінің рұқсат ету қабілеті оның объективінің рұқсат ету қабілетімен анықталады.

Жүйенің объективтің рұқсат ету күші толығымн көзбен қолданылатын оптикалық жүйенің үлкейтілімі ΓΗ нормаль үлкейтілім деп аталады.

Көру түтігінің рұқсат ету қабілеті штрихталған мира арқылы тәжірибе жолымен анықталады.

Штрихталған мира өз алдына бір-бірімен 45˚ бұрыш жасайтын 4 түрлі штрихтың тобының кескінін береді.Бір топтың көлемінде штрихтар мен олардың арасындағы кеңістіктердің ендіктері бірдей,ал әр түрдің көлемінде штрихтер өзара параллель.Группадан группаға штрихтің ендігі геометриялық прогрессияда өзгереді.Миралар 16 немесе 25 топты құра алады.Бұрыштың мирада әр топ пен рұқсат ету қабілеті арасында келесідей тәуелсіздік бар:

r=a/L p (11.25)

немесе

r=a/fk p

Біріншіжағдайда мира көру түтігінен L қашықтықта орналасқан таблица түрінде болады.Екінші жағдайда коллимотордың объективінің артқы фокальды жазықтығында орналасқан жақсы жарықтандырылған диапозитив түрінде болады.

Сурет

Көру түтігі визирлік осі коллимотордың визирлік осімен бірігетіндей етіп коллимотордың объективінің алдына орналастырылады.Көру түтігіне төрт еселі үлкейтілімі бар қосымша түтік орнатылады.Көру түтігі арқылы мираны қарастыру кезінде штрихтары айқын көріне топ табылады.Осы топтың штрихтары көрінетін бұрышы көру түтігінің рұқсат ету қабілеті болып табылады.

Жұмыстың тиімділігі үшін әр топ номердің орнында доғаның секунд бойынша рұқсат ету күшінің мәнімен белгіленеді.

Ұсынылатын әдебиеттер

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

[ 95,98,102]

СӨЖ арналған бақылау тапсырмалары (1,2,3 тақырыптар) 1)Маркшейдерлік-геодезиялық құралдарда оптикалық бөліктердің классификациясы.

2)Көру түтігінің оптикалық бөліктері мен олардың анықтамалары.

3)Көру түтігінің оптикалық сипаттамаларын зертеу

4)Көру түтігінің габаритті және аберрация есептері туралы түсінік.