- •ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
- •ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
- •Порядок выполнения работы.
- •2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ ЖИДКОСТИ ОТ ДЛИНЫ ВОЛНЫ.
- •Порядок выполнения работы.
- •3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ВОЗДУХА ИНТЕРФЕРОМЕТРОМ ЖАМЕНА
- •Теоретические аспекты.
- •Описание установки.
- •Порядок выполнения работы.
- •Описание установки.
- •Порядок выполнения работы.
- •5. ИЗМЕРЕНИЕ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОБЪЕКТИВОВ
- •Описание установки.
- •Порядок выполнения работы.
- •Таблица 2
- •6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА
- •Описание установки.
- •Задание 1. Исследование поляризации лазерного излучения.
- •Задание 2. Изучение закона Малюса.
- •Таблица 1
- •Задание 3. Изучение эллиптической поляризации.
- •Таблица 2
- •Задание 4. Исследование круговой поляризации.
- •7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ САХАРНОГО РАСТВОРА САХАРИМЕТРОМ
- •Общие сведения
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Описание установки.
- •Снятие отсчета по лимбу
- •Порядок выполнения.
- •часть I. Определение преломляющего угла призмы
- •Таблица 1
- •Таблица 2
- •Часть III. Построение кривой дисперсии.
- •Таблица 3
- •Экспериментальная установка и порядок ее настройки
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |
|
|
|
|
|||||
5. ИЗМЕРЕНИЕ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОБЪЕКТИВОВ |
|||||||||
Введение. Главная задача любой оптической системы – сформировать правильное |
|||||||||
изображение объекта. Однако задача эта, строго говоря, невыполнима, так как все |
|||||||||
оптические системы в той или иной степени несовершенны и дают несколько искаженное |
|||||||||
изображение. Эти искажения называются аберрациями. Аберрации можно разбить на четыре |
|||||||||
группы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К первой относятся погрешности изготовления оптической системы - дефекты |
|||||||||
полировки, низкое качество стекла, отступление формы поверхности от заданной. Обычно |
|||||||||
такие аберрации несущественны, так как современная технология изготовления оптических |
|||||||||
приборов достигла высокой степени совершенства. |
|
|
|
|
|||||
Вторая группа погрешностей оптических систем связана с тем, что обычные |
|||||||||
оптические детали с плоскими и сферическими поверхностями идеально фокусируют только |
|||||||||
узкие и близкие к оси монохроматические пучки света, составляющие с осью малый угол. |
|||||||||
Световые же пучки, удаленные от оси или наклоненные к ней под большими углами, |
|||||||||
образуют искаженное изображение. В тщательно рассчитанных оптических системах этот |
|||||||||
тип аберрации сведен к минимуму за счет изготовления сложных объективов, |
|||||||||
представляющих собой набор линз разных сортов стекла с поверхностями различной |
|||||||||
кривизны. Иногда изготовляются асферические поверхности (параболические, |
|||||||||
эллиптические и т.д.). |
|
|
|
|
|
|
|
||
Третью группу входит так называемая хроматическая аберрация, связанная с тем, что |
|||||||||
оптические стекла имеют показатель преломления, зависящий от длины волны (явление |
|||||||||
дисперсии). Как следствие фокусное расстояние объектива зависит от длины световой |
|||||||||
волны, и если для одной длины волны изображение хорошо сфокусировано, то для других |
|||||||||
длин волн хорошей фокусировки не наблюдается. Этот тип аберрации сводят к минимуму, |
|||||||||
применяя сложные объективы, состоящие из многих линз. |
|
|
|
||||||
В четвертую группу аберраций входят искажения изображения, связанные с волновой |
|||||||||
природой света. Световые волны распространяются прямолинейно лишь в том случае, когда |
|||||||||
фронт волны ничем не ограничен. Если же на пути света стоят диафрагмы, щели, экраны и |
|||||||||
другие препятствия, ограничивающие волновой фронт, возникает дифракция – отступления |
|||||||||
от прямолинейного распространения света, огибание волнами препятствий. |
|||||||||
Так как любая оптическая система ограничивает световой пучок, дифракционные |
|||||||||
искажения свойственны любому оптическому прибору. Таким |
|
|
|||||||
образом этот тип аберраций носит принципиальный характер и |
|
|
|||||||
присущ также любому объективу. Если, как это обычно бывает, |
|
|
|||||||
оправа объектива круглая, то изображение светящейся точки имеет |
|
|
|||||||
вид круглого пятна, окруженного концентрическими светлыми и |
|
|
|||||||
темными кольцами (рис. 1). |
|
|
|
|
|
|
|||
Таким образом из-за наличия аберраций изображение каждой |
|
|
|||||||
светящейся |
точки, |
образованное |
|
|
|
Рис.1 |
|||
объективом, имеет конечные размеры. |
J |
|
|
|
|||||
Детали изображения, |
имеющие |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||||
более мелкую структуру, чем эти |
|
|
|
J |
|||||
размеры, сливаются и становятся |
|
|
|
|
|||||
неразличимыми или, как говорят, |
|
|
|
|
|||||
неразрешенными. |
|
|
|
|
|
|
J0 |
||
Способность |
|
объектива |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
создавать |
раздельные |
изображения |
|
|
|
|
|||
близко расположенных мелких деталей |
|
|
|
|
|||||
называется |
|
разрешающей |
|
|
|
|
|||
способностью |
объектива. |
За |
меру |
|
X1 |
X2 |
X |
||
угловой |
разрешающей |
способности |
|
Рис.2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
обычно принимают минимальное угловое расстояние а между светящимися точками, которые еще разрешаются объективом. Разрешенными условно считаются точки х1 и х2 (рис.
2), для которых провал в интенсивности J между центральными максимумами, наблюдаемыми на экране, составляет не менее 20% от максимальной интенсивности J0 . Чем
меньше угол , тем ближе находятся точки х1 и х2 друг к другу, тем больше разрешающая
способность объектива.
Линейная разрешающая способность характеризует минимальное расстояние D между
разрешенными точками изображения.
Величины и D связаны друг с другом соотношением
D F ,
где F - фокусное расстояние объектива.
Разрешающая способность идеального объектива определяется только дифракцией. В этом случае разрешаются по Релею два удаленных точечных объекта, угловое расстояние между которыми
твор 1,22 ,
D
где - диаметр объектива; - длина волны.
ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ.
Для определения разрешающей способности объективов используют установку, принципиальная схема которой, изображена на рис. З.
|
|
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
2 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.3 |
|
|
|
|
|
|
|
Установка |
состоит |
из |
осветителя |
1, |
1 |
|
|
|
|
||||
револьверной насадки С с набором |
светофильтров, |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
револьверной насадки с эталонными штриховыми |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
мирами 2, коллиматора 3, исследуемого объектива 4 и |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
микроскопа 5. |
Осветитель |
с |
лампочкой |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
накаливания 12 В питается от сети через понижающий |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
трансформатор, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объектив коллиматора, в фокусе которого |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
расположена мира, образует параллельные пучки |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
света от каждой точки миры. Угол между этими |
|
|
|
|
|
|
|||||||
пучками |
|
эксп |
L |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где L - расстояние между штрихами миры; F - |
|
|
|
|
|
|
|||||||
фокусное |
расстояние объектива |
коллиматора, |
21 |
|
|
|
|
||||||
F=160 см. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На |
пути этих пучков |
ставится исследуемый |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
_ |
4 |
5 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
_ |
24 |
25 |
|
Рис.4
2