ИДЗ_ОМиТ / ИДЗ_2

Параметр

Значение

А

СТК3

Б

ЛК3

В

Ф1

х

1,73

y

28

a

1,51

b

1,52

c

61

d

63

Тип 1

БФ

Л1

h

Л2

F’

Т1

120

Т2

90

r₁ мм

80

r₂ мм

-90

d₀ мм

350

r₀ мм

40

s

2,5

ЗАДАНИЯ

По диаграмме Аббе определить тип стекла, имеющего n_e= х и _e=y. По госту ГОСТа 3514-84 уточнить марку стекла.

Тип стекла – тяжелый флинт (ТФ). Марка стекла – ТФ7 или ТФ107.

Для ахроматизации оптической системы необходимо стекло с показателем преломления a <n_e <b и числом Аббе c <_e <d. Какое стекло вы выберите? По госту ГОСТа 3514-84 уточнить марку стекла.

С данными показателями 1,51 <n_e <1,52 и 61 <_e <63 необходимы марки стёкол такие как К14 и К114 с показателями n_e = 1,5168 и _e = 60,37.

Укажите по диаграмме Аббе диапазон коэффициента преломления и коэффициента дисперсии для стекол типа «Тип 1».

Тип 1 – БФ. По диаграмме Аббе коэффициент преломления имеет диапазон от 1,52 – 1,65, коэффициент дисперсии имеет диапазон от 36 до 55.

4.

Рассчитайте угол Брюстера для стекла марки «А», «Б», «В».

Для стекла марки «А» – СТК3 – 58,97°

Для стекла марки «Б» – ЛК3 – 56,12°

Для стекла марки «В» – Ф1 – 58,26°

5.

Для стекла марки «А» рассчитать коэффициент дисперсии ν_e, ν_d, ν_D, ν_h.

6.

Рассчитать показатель преломления для стекла марки «А» для линии «Л1» при температуре Т₁°С, для линии «Л2» при температуре Т₂°С. При расчёте принять: n= n₀+β(t-t₀)].

1. Рассчитать показатель преломления для стекла марки СТК3 для линии d при температуре 110 °С, для линии C при температуре 90 °С:

2. 

3. 

7.

Рассчитать изменение толщины d и радиуса кривизны r оптической детали для стекла марки «А» при температуре Т₂ °С. При расчёте принять: d= d₀[1+α(t-t₀)], r= r₀[1+α(t-t₀)].

4. Рассчитаем изменение толщины и радиуса кривизны оптической детали для стекла марки СТК3 при температуре 90 °С.

8.

Оценить максимально возможное изменение фокусного расстояния тонкой линзы  f’, изготовленной из марки «А» при использовании стекла категории 1 и категории 5 по отклонению показателя преломления (взять максимальное отклонение n со знаком «-» для первой категории, со знаком «+» для пятой категории. Радиусы кривизны линзы r1, r2 мм. При расчёте принять: фокусное расстояние

5. Оценим максимально возможное изменение фокусного расстояния плосковыпуклой линзы, изготовленной из марки СТК3 при использовании стекла категории 1 и категории 5 по отклонению показателя преломления.

9.

Оценить возможное изменение фокусного расстояния тонкой линзы, изготовленной из марки «А» при изменении температуры от 19°С до 120°С. Радиусы кривизны линзы r1, r2 мм. При расчёте принять: фокусное расстояние

6. Оценим возможное изменение фокусного расстояния линзы  f, изготовленной из марки СТК3 при изменении температуры от 19°С до 120°С.

10.

7. Определить, при какой температуре должен проводиться отжиг стекла марок «А» «Б», «В» и его моллирование.

8. Определим, при какой температуре должен проводиться отжиг стекла марок СТК3, ЛК3, Ф1 и его моллирование.

СТК3: 635°C отжиг,685 °C моллирование

ЛК3: 480°C отжиг, 585 °C моллирование

9. Ф1: 455°C отжиг, 565 °C моллирование

11.

Определить, как изменится пропускание оптической детали, изготовленной из стекла марки «А» толщиной 1 см, подвергнутой облучению дозой 1) 1*10⁵ Р; 2) 5*10⁵ Р.

Определим, как изменится пропускание оптической детали, изготовленной из стекла марки СТК3 толщиной 1 см, подвергнутой облучению дозой 1) 1 10⁵ Р; 2)5 10⁵ Р.

СТК3: 1) ; 2)

12.

Найти продольную хроматическую аберрацию «f’_ф - f’_кр» двояковыпуклой тонкой линзы из стекла марки «А» с радиусами кривизны r1, r2. При расчёте принять:

,

предмет находится в бесконечности.

Найдем продольную хроматическую аберрацию «f_ф - f_кр» двояковыпуклой линзы из стекла марки СТК3 с радиусами кривизны 8 и -9 см.

13.

Какая разность хода обыкновенного и необыкновенного лучей будет наблюдаться в детали толщиной s см, изготовленной из стекла марки «А», имеющей внутренние напряжения. При расчете приять σ1=1 кгс/см2; σ1=2 кгс/см2

Определим разность хода обыкновенного и необыкновенного лучей в детали толщиной 2,5 см, изготовленной из стекла марки СТК3, имеющей внутренние напряжения.

14.

Оцените разброс показателя преломления стекла марки «А» при использовании стекла категории А и категории В.

Оценим разброс показателя преломления стекла марки К8 при использовании стекла категории А и категории В.

Для А: 0,0005;

Для В: 0,00003.

15.

Сравните продольную хроматическую аберрацию «f’_ф - f’_кр» линзы, изготовленной из стекла марки «Б» и марки «В». Сопоставьте основные оптические характеристики данных стекол.

Сравним хроматическую аберрацию деталей из стекла марки К8 и марки БФ21. Сопоставим основные оптические характеристики данных стекол.

ЛК3: примем

Ф1: примем

где R – радиус кривизны поверхностей линзы.

При одинаковых радиусах кривизны деталей, хроматическая аберрация будет больше в детали из стекла ТФ4, чем в детали из стекла ЛК3.

16.

Оценить, на сколько уменьшится интенсивность монохроматического света (для линий Л1 и Л2) при прохождении его через стеклянную пластину из стекла марки А (учесть отражение от обеих граней).

Марка стекла – СТК3

Л1 – h

Л2 – F’

Т1 – 120

Т2 – 90

17.

На сколько процентов уменьшится интенсивность света, прошедшего через стеклянную пластинку марки Б толщиной d мм, с учетом поглощения и отражения? Коэффициент поглощения k = 1,2 м^-1.

Закон Бугера – Ламберта – Бера:

18.

Во сколько раз уменьшение интенсивности света при прохождении через стеклянную пластинку из стекла марки В толщиной d за счет отражения превосходит уменьшение интенсивности за счет поглощения, при коэффициенте поглощения k = 1,2 м^-1?

Отражение света от поверхности пластинки приводит к уменьшению интенсивности. По закону Френеля, при падении света на плоскую границу раздела сред с показателями преломления и соответственно, коэффициент отражения R будет равно:

Таким образом, интенсивность света после отражения становится:

​

Поглощение света внутри пластинки приводит также к уменьшению интенсивности. По определению коэффициента поглощения k, интенсивность света после прохождения расстояния d внутри среды уменьшается экспоненциально:

Таким образом, уменьшение интенсивности света за счет поглощения равно: