МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа новых производственных технологий

Обеспечивающее подразделение: Отделение материаловедения

Направление подготовки: 12.03.02 Оптотехника

ООП: Оптико-электронные приборы и системы

ОТЧЕТ

ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4

Измерение разрешающей способности линз и объективов

дисциплина «Оптические и световые измерения»

Выполнили:

студентки группы 4В11 _________________

Проверил:

доцент, к.ф.-м.н. ОМ, ИШНПТ _________________

Томск – 2024

Цель работы:

КОНСТРУКЦИЯ ПРИБОРА

Рисунок 1. Схема установки для определения разрешающей способности объектива

ЗАДАНИЕ

1. Определить увеличение β объектива измерительного микроскопа.

2. Определить разрешающие способности оптических систем, указанных преподавателем, пользуясь данными таблицы Приложения 4-1.

3. Определить разрешающие способности оптических систем, указанных преподавателем, пользуясь результатами измерений изображения базы миры соответствующего номера.

4. Определить разрешающие способности оптических систем, указанных преподавателем, используя результаты измерений ширины штриха в предельно разрешаемом элементе миры соответствующего номера.

5. Рассчитать значения теоретической (при отсутствии аберраций) разрешающей способности изучаемых объективов.

6. Оценить качество изученных оптических систем сравнением полученных значений разрешающей способности с теоретически возможными при отсутствии аберраций.

Ход работы

1. Объекты исследования

Таблица 1. Данные объектов исследования

	Тип объектива	F, мм	D, мм
1	И5ОУ-1	50	3,5
2	ЮПИТЕР-11	135	4
3	И23У	110	4,5

2. Определили увеличение β объектива измерительного микроскопа. Измерили с помощью окуляр-микрометра расстояние между несколькими делениями шкалы объект-микрометра. Результаты измерений занесли в таблицу 2.

Тип измерительного эталона – ОМО.

Цена деления шкалы эталона – 0,01 мм.

Таблица 2. Данные по градуировке измерительного микроскопа

№ приёмов	Отсчёты		Разность отсчётов	Число делений шкалы эталона, z	Измеряемый интервал, мм
	А1	А2
1	0,93	8,64	7,71	100	1
2	0,92	8,64	7,72	100	1
3	0,89	8,59	7,70	100	1
4	0,89	8,53	7,64 7,72	100	1
5	0,83	8,55	7,72	100	1
Среднее	0,89	8,59	7,70	100	1

Линейное увеличение объектива β определили по формуле:

3. Произвели оценку погрешности определения увеличения β объектива измерительного микроскопа.

   1. Оценка погрешности прямых измерений.

Определим среднее арифметическое значение из n измерений:

где n - число измерений;

- значение измеряемой величины (отсчёт по шкале барабана-окуляр микрометра);

- среднее арифметическое;

Для А₁ получили

Аналогичным образом определили среднее арифметическое для А₂. Результаты расчета приведены в таблице 3.

Таблица 3. Среднее арифметическое значение для 5 измерений.

А1, мм	А2, мм
0,89	8,59

Определим среднеквадратичную погрешность для среднего арифметического значения:

где n - число измерений;

- значение измеряемой величины (отсчёт по шкале барабана-окуляр микрометра);

- среднее арифметическое;

- среднеквадратичная погрешность для среднего арифметического.

Для получили

Аналогичным образом определили среднеквадратичную погрешность для среднего арифметического значения А₂. Результаты расчета приведены в таблице 4.

Таблица 4. Среднеквадратичная погрешность для средних арифметических

, мм	, мм
0,0174642	0,0225832

Границы доверительного интервала для среднего арифметического (случайная погрешность прямых измерений):

где - коэффициент Стьюдента;

- среднеквадратичную погрешность для среднего арифметического;

- границы доверительного интервала для среднего арифметического;

Для 5 измерений при (доверительная вероятность).

Для получили

Аналогичным образом определили границы доверительного интервала для среднего арифметического для . Результаты расчета приведены в таблице 5.

Таблица 5. Границы доверительного интервала для средних арифметических

, мм	, мм
0,0482	0,0628

Граница доверительного интервала для однократного измерения равна половине цены деления прибора (круговая шкала барабана окуляр-микрометра с ценой одного деления 0,01 мм):

Общие границы доверительного интервала прямых измерений:

где - границы доверительного интервала для среднего арифметического;

- граница доверительного интервала для однократного измерения;

Для получили

Аналогичным образом определили общие границы доверительного интервала прямых измерений для . Результаты расчета приведены в таблице 6.

Таблица 6. Общие границы доверительного интервала прямых измерений

, мм	, мм
0,0485	0,0630