Центрiрована оптична система

Як правило, в геодезичних приладах використовують сукупнiсть оптичних елементiв, що утворюють оптичнi системи. Оптичнi системи, в яких оптичнi центри окремих елементiв знаходяться на однiй осi, називають центрiрованими.

Для центрiрованої оптичної системи встановлюють поняття фокусу та головної осi.

Контрольні запитання

1 Які є види оптики?

2 Які явища вивчають у хвильовій оптиці?

3 Що таке інтерференція?

4 Що таке дифракція?

5 Що таке рефракція?

6 Перечисліть і поясніть основні закони оптики.

7 Як змінюється напрям відбитого променя при нахилі дзеркала?

8 Хід променів через плоскопаралельну пластину.

9 Види призм.

10 Хід променів через заломлюючу призму.

11 Призми повного внутрішнього відбиття.

12 Сферичні дзеркала.

13 Лінзи.

14 Центрірована оптична система.

ОПТИЧНI СИСТЕМИ В ГЕОДЕЗИЧНИХ ПРИЛАДАХ

3.1 Класифiкацiя та призначення оптичних систем

3.2 Лупа

3.3 Мiкроскоп

3.4 Зоровi труби з внутрiшнiм фокусуванням

3.5 Дзеркально-лiнзовi труби

3.6 Складнi об'єктиви та окуляри

3.7 Колiматори

3.8 Оптичний висок

Класифiкацiя та призначення оптичних систем

В основному в геодезичних приладах використовують такi оптичнi деталi та системи:

1) плоскопаралельнi пластини;

2) оптичнi клини;

3) призми повного внутрiшнього вiдбиття;

4) лупи;

5) мiкроскопи;

6) плоскi дзеркала;

7) сферичнi дзеркала;

8) зоровi труби.

Плоскопаралельнi пластини використовують для паралельного перемiщення свiтлових променiв, зокрема, у вiдлiкових пристроях.

Оптичний клин використовують у вiдлiкових пристроях, зокрема для взяття вiдлiку в теодолiтах.

Призми повного внутрiшнього вiдбиття використовують для скеровування променя.

Лупи та мiкроскопи використовують для взяття вiдлiкiв.

Сферичнi дзеркала використовують для направлення свiтлових променiв.

Зоровi труби служать для збiльшення зображення предметiв, вiддалених на значнi вiддалi.

Лупа

Лупа представляє собою збираючу двовипуклу лiнзу i служить для незначного збiльшення зображення. Встановимо залежнiсть збiльшення лупи вiд фокусної вiддалi в лiнзi. При звичайному розглядi предмету на оптимальнiй вiддалi Sо = 250 мiлiметрiв будемо бачити предмет довжиною d пiд кутом α. Для цього випадку маємо (рис. 3.1).

Рисунок 3.1

З рисунка 3.1 можемо записати, що

.                                     (3.1)

Оскільки кут α є достатньо малим, то рівність 3.1 можем записати у вигляді:

.                                     (3.2)

Розглянемо хiд променiв з використанням лупи (рис.3.2)

Рисунок 3.2 – Хід променів через лупу

При використанні лупи будемо розглядати предмет під кутом α′. Таким чином, з рис. 3.2 можемо записати:

,                                     (3.3)

де f – фокусна віддаль лінзи.

Враховуючи незначну величину кута α′ можна записати:

.                                     (3.4)

Збiльшення лупи дорiвнює:

.                          (3.5)

Таким чином, встановили, що збiльшення лупи є оберненопропорцiйною величиною до фокусної вiддалi лiнзи. Тобто, чим бiльша фокусна вiддаль, тим збiльшення лупи менше. Маючи значення фокусної вiддалi лiнзи можемо знайти збiльшення лупи.

Наприклад: f = 50 мм, то збiльшення буде становити 5 крат.

Як правило, лупа дозволяє одержати чiтке зображення при збiльшеннi вiд 5 до 15 крат.

Мiкроскоп

У тих випадках, коли збiльшення лупи недостатнє, то використовують мiкроскоп. Найпростiший мiкроскоп складається iз збираючої лiнзи, що служить об'єктивом, та розсiюючої лiнзи, що служить окуляром.

Розглянемо побудову зображень у мiкроскопi (рис. 3.3).

Рисунок 3.3 – Хід променів через мікроскоп

Збiльшення такого мiкроскопу буде становити

.                                     (3.6)

Подiлимо чисельник i знаменник на d2, одержимо:

                                     (3.7)

Оскiльки збільшення об’єктиву і окуляру можемо записати формулами:

 ,

то можна записати:

 .                                 (3.8)

Отже, збiльшення мiкроскопа залежить вiд збiльшення об'єктива та окуляра. Як правило, збiльшення об'єктива становить 2 - 4 крат, а окуляра близько 15 крат. Збiльшення такого мiкроскопа буде становити 30 - 60 крат.