Lab 61

telescop STUDIU

Scopul lucrării. determinarea telescop zoom și măsurare limita de rezoluție.

Instrumente și accesorii. optice banc SKC-2; iluminator cu un condensator, o lampă cu incandescență 8B și sticlă mată; un telescop; revolver cu Mira.

1. Introducere teoretică;

Telescopul este un dispozitiv optic pentru vizualizarea ochi este obiecte foarte îndepărtate. Se compune dintr-o lentilă și un ocular, care sunt sisteme optice complexe; Cu toate acestea, vom reprezenta schematic lentilele subțiri. Lentila telescop și ocularul sunt aranjate astfel încât spate lentilă de focalizare F1 / coincide aproximativ cu focalizarea frontală a ocularului F2 (fig. 1).

Fig. 1: D1 - diametrul lentilei; D2 - diametrul ocular;
f1. F2 - lungimi focale de obiectiv și ocular.

Lens dă înapoi imaginea în miniatură reală a unui obiect infinit îndepărtat în planul focal spate. Această imagine este văzută prin ocularul ca o lupă. Dacă focalizarea frontală a ocularului coincide cu lentila de focalizare din spate, atunci când un obiect îndepărtat este privit de ocular unui fascicul de raze paralele, care este utilă pentru monitorizarea unui ochi normal in repaus (fara cazare). Dar dacă ochiul observator este ușor diferit de la normal, ocularul este deplasat, plasându-l „în ochii lui.“ Prin mutarea ocularul este, de asemenea, făcută de „stabilire“ a telescopului atunci când vizualizați obiecte situate la diferite distanțe foarte mari, nu de observator.

Lentila telescopului trebuie să fie întotdeauna sistemul de colectare, ocularul poate fi un sistem de colectare și difuzând. Telescopul cu un tub colectiv (pozitiv) ocular numit Kepler. Razele muta telescopul Kepler prezentat în Fig. 2.

Lens L1 oferă o imagine reală inversată la planul focal FE. Mănunchiul divergentă a razelor de la punctul E cade pe ocularul L2. Deoarece aceste grinzi de călătorie din punctul E la planul focal al ocularului, apoi iese din aceasta fascicul paralel cu axa optică a laturii ocularul EO. Odată ajuns în ochi (A), aceste raze vin în jos pe retina si sa ofere o imagine sursă validă. Tubul Kepler distanța dintre lentilă și ocular este egală cu suma lungimilor focale (fig. 2).

Telescop scatter (negativ), numit tubul ocularului Galileo. tub Galileo oferă o imagine directă a obiectului, în care distanța dintre obiectiv și ocular este egală cu diferența dintre lungimile focale. Razele muta telescopul Galilean.`` prezentat în Fig. 3.

În cazul ochiului galilean țevii nu este arătat, pentru a evita aglomera desenului. Lăsați un fascicul de incident de lumină în lentila face cu axa optică unghiul j 1. un fascicul de ieșire ocular -
2. Unghiul j în care j 2> j 1.

Creșterea telescopului este determinată de relația

unde f1 - lungimea focală a obiectivului; f2 - lungimea focala a ocularului.

în cazul în care D1 - diametrul obiectivului telescopului; D2 - diametrul lentilei imaginii în ocular.

Combinarea (1), (2), (3), pentru a crește g găsi formula

Ecuația (4) arată că creșterea tubului poate fi determinată prin următoarele trei moduri: prin măsurarea unghiurilor la care obiectul este văzut fără o conductă și prin conducta; prin măsurarea diametrului lentilei și imaginea sa în ocular; prin măsurarea distanței focale a obiectivului și ocular.

Atunci când se analizează posibilitatea de a distinge prin telescop piese de mici trebuie să fie luate în considerare fenomene de difracție subiect care determină rezoluția
telescop de putere, adică posibilitatea de a obține două imagini separate in apropiere de puncte obiect. Lumina intra telescopul, este difractate de un butoi de lentile circulare, care joacă rolul pupila de intrare a sistemului, care rezultă în planul focal al obiectivului se dovedește nu ușor punctul de imagine sigmaticheskoe, și modelul de difracție complex cu o iluminare maximă centrală înconjurată de inele întunecate și luminoase. Care raza a primului inel întunecat definit prin formula

unde D - diametrul pupilei de intrare - iris sau jante lentile; # 955; - lungime de undă a luminii incidente; f1 - lungimea focală a obiectivului.

În cazul în care obiectivul are ca scop două stele îndepărtate, separate printr-o distanță unghiulară d j. apoi fiecare dintre ele va da în planul focal al cercurilor de difracție centrate în punctele corespunzătoare imaginilor de stele (Fig. 4).

Modelul de difracție de două stele foarte apropiate se suprapun parțial și există una mult sau mai puțin alungită și o iluminare neuniformă a spotului de lumină. În cazul în care, acest punct poate fi încă percepută ca o imagine a două stele și modul în care - nu se mai poate argumenta că acesta este format din două, mai degrabă decât o stea?

Prin Releyu, pentru definiteness, luată ca limita rezoluția unei poziții la care o iluminare maximă a modelului de difracție dintr-un punct al obiectului coincide cu primul minim al modelului de difracție de iluminare din al doilea punct sa (fig. 5), adică o poziție în care primul inel întunecat al cercului trece prin centrul de lumina al doilea. Apoi, distanța cea mai mică dintre rezoluția punctelor de imagine este egală cu raza primului inel de culoare închisă. J limitând distanța unghiulară dintre lentilele obiect puncte încă rezolvabile (Fig. 4) este determinată de relația

unde r1 - raza primului inel întunecat; f1 - lungimea focală a obiectivului.

Substituind (6) în (5) randamentele

j = 1,22 radiani

j = 1,22 · 2 x 10 5 secunde arc. (7)

De la (7), vom vedea că mai mare diametrul obiectivului, mai aproape de punctul permite să rezolve.

Reciproca unghiului de limitare se numește puterea de rezoluție a cristalinului:

Tubul ocularului pe puterea sa de a influența rezolvarea.

Pentru a determina puterea de rezoluție a telescopului obiective de utilizare a tabelelor eclozat speciale - lumi (Figura 6.). Lumea reprezintă o imagine negativă a tabelului, a făcut pe o placă fotografică coloidala cu granulație fină. Lumea este format din 25 de elemente diferite în lățime a unui accident vascular cerebral. Fiecare element este format din patru pătrate (pătrate de lățime de 0,4 mm). Strokes în fiecare pătrat sunt aranjate în patru direcții diferite: orizontal vertical dreapta, înclinat sau la stânga la un unghi de 45 °. Strokes ar trebui să fie complet alb pe un fond negru sau negru pe un fundal luminos. Lățimea liniilor din cadrul aceluiași element trebuie să fie constantă. Distanța dintre canalele din fiecare pătrat este egală cu lățimea cursei. Lățimea canelurilor scade de la elementul 1 la elementul 25 printr-o progresie geometrică cu comună. Fig. 6 prezintă pătratele cu cele mai mari accidente vasculare cerebrale

Lumile se disting prin numere. standard de industria internă produce lumi punctate șase numere (vezi Tabelul 1 ..), care diferă în numărul de lovituri în elementele și Lumi de bază (B - distanța dintre tușele de bază, care în figura 6 sunt prezentate prin liniuțe).

Limitarea distanța unghiulară dintre j încă permis punctele de observație ale obiectului se calculează cu formula:

radiani = 2 x 10 5 secunde arc, (9)

în care: - lățimea cursei pentru numărul elementului N al lumilor in care se atinge încă observate permise; f - lungimea focală a obiectivului colimator.

Rezoluția RN. exprimată ca număr de lovituri la 1 mm, pentru orice număr de N lumi se calculează cu formula:

în cazul în care B - lumi de bază mm; kN - factor în funcție de numărul elementului, kN = 1,06 N -1; 60 - numărul primit pentru a calcula rezoluția.

2. DESCRIEREA UNITĂȚII DE LUCRU ȘI METODĂ DE MĂSURARE

Această lucrare folosește banc optic SKC-2 (Fig. 7), în care colimatorul are o lungime focala f1 = 1600 mm.

Fig. 7: 1 - colimatorul rotația șurubului într-un plan orizontal; rotirea roții de mână în planul vertical al colimatorului - 2; 3 - lentila; 4 - un capac pentru a proteja obiectivul de praf; 5 - pat; 6 - Focus buton.

1, obiectivul colimatorul ar trebui să fie strict otfokusirovan, adică Acesta este setat la infinit.

Instalarea pe metoda de auto-colimare este cel mai precis și convenabil în laborator. Atunci când se utilizează metoda autocollimation necesită o placă de sticlă plan paralel și ocular autocollimation (sau ocular și angrena cu o prisma). Set placă paralelă în fața obiectivului de colimatorului 1 pe masă suplimentară. Angrena cu prismă și ocularul introdus în colimator. Produce iluminare grilă și observarea prin ocular, prinderea o reflectare puternică a imaginii grila placa-plan paralel. Înălțător focalizarea prin rotirea mecanismului de focalizare al roții de manevră colimatorului 4. Reading transporta pe o scară liniară și Vernier mecanism de focalizare.

După ce se obține printr-o imagine de reflexie puternică a grilei, diviziunea notă pe scara de focalizare colimatorului mecanism - această diviziune va corespunde poziției lentilei colimator setat la infinit (această divizare se găsește în intervalul de numere de 50 ± 5 bari, iar atunci când se lucrează cu un dispozitiv pentru autocollimation sub forma unui cub, această divizare trebuie căutată în intervalul de numere de 38 ± 5 bari).

Lăsând colimatorul într-o poziție expusă la „infinit“, scoate net din prisma și ocular, și în loc să pună pistolul cu Mira, astfel încât pistolul fund aproape împotriva țevii de forfecare. Acest lucru corespunde poziției lumilor în centrul colimatorului.

Pentru efectuarea măsurătorilor pe un banc optic (Fig. 7), cu un iluminator sticlă mată, colimatorul cu Mira, un telescop de test (fig. 8). Lumea plasat la punctul central al tubului colimator de lentile. Telescopul lentile este setat cât mai aproape posibil de obiectivul colimatorul.

Fig. 8: 1 - ocular, 2 - lentila 3 - șurub de mișcare pe verticală, 4 - Focalizarea șurubului 5 - iluminat mandrina.

3. ORDINEA DE LUCRU PERFORMANTA
ȘI REZULTATE PRELUCRARE

Activitatea 1. Determinarea creșterii telescopului.

3.1.1. Include iluminator.

3.1.2. Montat în spatele ocularului telescop cu sticla evaluatorului mată.

3.1.3. Mutarea călăreț cu sticlă mată, găsesc o situație în care, pe geamul la sol poate fi văzut în mod clar brusc delimitată rotund spot luminos - imaginea cilindrul obiectivului.

3.1.4. Se măsoară diametrul obiectivului telescopului și diametrul imaginii sale.

3.1.5. Conform formulei. în cazul în care D1 - lentile cu diametrul vizual

conducte; D2 - diametrul lentilei imaginii în vizor este calculat telescop de mărire.

3.1.6. Comparați rezultat, găsit empiric cu o valoare teoretică, calculată din formula (4).

unde f1 = 430 mm - lungimea focală telescop;
f2 = 21.5 mm - distanta focala a ocularului telescopului.

3.1.7. Se calculează eroarea relativă. rezultatele măsurătorilor și calculelor sunt introduse într-un tabel (tabelul Form. 2).

Exercițiul 2. Determinarea rezoluției a cristalinului telescop.

3.2.1. Lumea plasat la punctul central al tubului colimator de lentile. După telescopul montat cât mai aproape posibil de obiectivul colimator, avand in vedere o imagine de accident vascular cerebral lumi maxime de lentile tub permis în toate cele patru direcții. Noi folosim numărul 5 mondial, cu o bază B = 19,2 mm.

3.2.2. Se determină numărul de lovituri în primul element (pătrat) lumi.

3.2.3. Cunoscând lățimea elementului (0,4 mm), iar numărul de lovituri la ea, sunt lățimea curselor în acest element.

3.2.4. Se determină lățimea de accident vascular cerebral la 5, 10, 15, 20, si 25 elemente, având în vedere că lățimea canelurilor scade de la elementul 1 la elementul 25 printr-o progresie geometrică cu comună.

3.2.5. Conform formulei (9) se calculează distanța unghiulară dintre punctele rezolvabile j ale obiectului observat pentru al cincilea, al zecelea, al XV, XX și douăzeci și cinci elemente lumi № 5, unde f = 430 mm - lungimea focală telescop.

3.2.6. Comparând rezultatele obținute prin experiment și teoretic (tabelul 3)..

3.2.8. Prin formula (10) se calculează rezoluția telescopului la lentila 1, 5, 10, 15, 20, elementele 25-lea lumi № 5. Rezultatele calculelor sunt introduse într-un tabel (tabelul Form. 4) și comparate cu rezultatul tabelului. 1.

ÎNTREBĂRI PENTRU ADMITERE LA MUNCĂ

1. Formulați scopul lucrării.

2. Ce telescopul și din care principalele părți ale acestuia constau în?

3. Care sunt metodele de determinare a unui telescop de mărire?

4. Cum de a evalua rezoluția cristalinului telescop?

ÎNTREBĂRI PENTRU PROTECȚIA MUNCII

1. Descrie traseul conductelor vizuale Kepler și Galileo.

2. Ce se înțelege prin rezoluția și criteriul Rayleigh?

3. Care este lumea și ce este utilizat?

REFERINȚE

1. Landsberg GS Optika.- M. Science, 1976.

2. fizică practică / Ed. VI Iveronovoy.- M. Nauka, 1968.

3. Gvozdeva NP Korkin KI Optică Aplicată și Ingineria optică izmereniya.- M., 1976.

4. Tudorovskii AI Teoria priborov.- optice M. Editura Academiei de Științe a URSS, 1937.