2. Описание установки

В настоящей работе исследуется автоколлиматор с объективом (f_к'=1600 мм) и автоколлимационным окуляром с кубиком (f_ок'=50 мм).

Окулярная часть корпуса автоколлиматора имеет выдвижной тубус, который при юстировке с помощью кремальерного устройства может перемещаться вдоль оси системы (положение тубуса можно фиксировать по шкале с точностью до 0,1 мм). В тубусе окулярной части трубы коллиматора могут быть установлены револьверная головка с набором тест - объектов или автоколлимационный окуляр.

В качестве тест - объектов используются штриховые миры. Мира представляет собой испытательную таблицу, состоящую из двадцати пяти элементов, каждый из которых включает четыре квадрата со штрихами в различных направлениях (ширина штрихов в пределах одного элемента постоянная). В каждой мире ширина штрихов при переходе от элемента №1 к элементу №25 убывает по геометрической прогрессии (знаменатель прогрессии q ≈ 0,94). Кроме этого, каждая мира имеет по краям поля базовые штрихи, характеризующие ее масштаб. Параметры штриховых мир приведены на стенде.

Другим важным компонентом в установке является микроскоп, который комплектуется набором объективов и окуляров с различными увеличениями и апертурами. В настоящей работе применяют окуляр с видимым увеличением 7^×. Закрепляется микроскоп на координатном столике, позволяющем перемещать его в трех взаимно-перпендикулярных направлениях.

3. Задание

1. Ознакомиться со стендом и после разрешения преподавателя включить электрическое питание. Установить напряжение питания подсветки автоколлимационного окуляра равным 10В. Выставить автоколлиматор на бесконечность.

2. Собрать и отъюстировать схему для измерения разрешающей способности объектива. Измерить разрешающую способность объектива и разрешаемый угол с заданными светофильтрами.

3. Сделать выводы по работе и оформить отчет.

4. Методические указания к работе

1. Измерительные схемы собирают на прямолинейных направляющих, снабженных миллиметровой шкалой (рис.2.2).

Схема для измерения разрешающей способности объектива приведена на стенде.

2. Коллиматор выставляют на бесконечность при помощи автоколлимационного окуляра (устанавливается вместо револьверной головки) и уголкового зеркала (устанавливается перед объективом коллиматора на универсальном столике). При фокусировке наблюдают одновременно шкалу окуляра и автоколлимационное изображение марки (перекрестия) и, перемещая окулярный тубус коллиматора, добиваются резкого изображения шкалы окуляра и перекрестия.

3. При юстировке измерительных схем (коллиматора, исследуемого объектива и микроскопа) необходимо совместить их оптические оси, что обеспечивается при совмещении изображения тест - объекта, наблюдаемого в микроскоп, с центром его поля.

4. Разрешающую способность объектива измеряют при помощи стандартной штриховой миры, устанавливаемой в фокальной плоскости объектива автоколлиматора. Анализируя при помощи микроскопа изображение миры, создаваемое исследуемой ОС, отмечают номер последнего элемента, в котором штрихи всех четырех направлений видны раздельно. Если при измерении разрешающей способности видны штрихи всех элементов выбранной миры, то устанавливают миру с меньшим порядковым номером.

Разрешающую способность R (лин/мм) объектива вычисляют по номеру N разрешаемого элемента миры и известным базе миры b и фокусным расстояниям объектива f’_об и коллиматора f’_к:

R = f’_к ·К_N·60 / (b·f’_об), (2.3)

где значение коэффициента К_N, зависящее от номера элемента миры, выбирают из таблицы (см. на стенде).

Разрешаемый угол ψ объектива (в угловых секундах) вычисляют по формуле:

ψ = b^.206265 / (f’_к·К_N·60) . (2.4)

5. Разрешающую способность измеряет каждый член бригады, индивидуально с каждым из предложенных светофильтров. Результаты (разрешающую способность и разрешаемый угол) находят как среднее арифметическое по всем измерениям для каждого из светофильтров.

Контрольные вопросы

1. Какую оптическую систему называют автоколлиматором?

2. Какую оптическую систему называют коллиматором?

3. Какие тест - объекты применяют в коллиматоре?

4. Какие функции в автоколлиматоре выполняет объектив?

5. Какие функции в автоколлиматоре выполняет окуляр?

6. Какие функции в измерительной схеме выполняет микроскоп?

7. Что понимают под разрешающей способностью объектива, в каких единицах ее оценивают?

8. Зависят ли результаты измерений разрешающей способности объектива от индивидуальных особенностей наблюдателя?

Литература

1. Гавриленков, В.А. Теория и расчет оптических систем [Текст]/ В.А.Гавриленков. - Смоленск: 2008.- С.25-29; 34-37.

2. Афанасьев, В.А. Оптические измерения [Текст]/ В.А. Афанасьев. - М.: В.Школа, 1981.- с.10- 24; 26-29.

Лабораторная работа № 3