Download - POMIARY OPTYCZNE 1
http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/
POKÓJ 18/11 BUD. A-1
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
POMIARY OPTYCZNE 1
Metody sprawdzania instrumentów optycznych
Wykład 9
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Katedra Optyki i Fotoniki
Wydział Podstawowych Problemów Techniki
Politechnika Wrocławska
POMIAR POWIĘKSZENIA LUPY
Powiększenie lupy definiuje się jako stosunek tangensa kąta pod
jakim widzimy przedmiot przez lupę, gdy przedmiot ten znajduje się
w płaszczyźnie ogniskowej przedmiotowej lupy, do tangensa kąta,
pod którym widzimy ten przedmiot okiem nieuzbrojonym z odległości
250 mm.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Tyle definicja, a wzór obliczeniowy:
Można więc zmierzyć ogniskową lupy jedną ze znanych już metod,
podstawić do powyższego wzoru i obliczyć (nominalne) powiększenie
lupy.
POMIAR POWIĘKSZENIA LUPY
Inny sposób pomiaru powiększenia lupy:
Przez lupę oglądamy podziałkę przedmiotową y. Dzięki płytce szklanej
ustawionej pod kątem 45° możemy jednocześnie obserwować obraz
podziałki przedmiotowej y i podziałkę obrazową y’. Oko staramy się ustawić
w płaszczyźnie ogniskowej lupy, a suma odcinków MO i OB Powinna wynosić
250 mm.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Należy zwrócić uwagę na fakt, że w
tej metodzie pomiaru przedmiot nie
znajduje się w płaszczyźnie
ogniskowej przedmiotowej lupy,
gdyż oko akomoduje na skończoną
odległość MOB. Chcąc ustawić
prawidłowe ustawienie lupy,
należałoby w miejsce podziałki
ustawić kolimator o ogniskowej
obiektywu 250 mm z podziałką w
płaszczyźnie ogniskowej.
POMIAR POWIĘKSZENIA MIKROSKOPU
Powiększenie mikroskopu wyraża się wzorami:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
(ten wzór już był – pytanie, co oznaczają poszczególne symbole?)
Ale można je też wyrazić inaczej:
(fm’ to ogniskowa obrazowa całego układu (ujemna!), a n to
współczynnik załamania ewentualnej immersji)
- to powiększenie poprzeczne obiektywu
- to powiększenie wizualne okularu
POMIAR POWIĘKSZENIA MIKROSKOPU
Określenie powiększenia mikroskopu przez pomiar powiększenia
obiektywu i okularu:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Powiększenie poprzeczne obiektywu można określić posiadając mikroskop o
zmiennej (mechanicznie) długości tubusu.
Przy nominalnej długości tubusu wkładamy weń okular mikroskopowy z podziałką i
krzyżem. Na stoliku mikroskopu kładziemy podziałkę przedmiotową o znanej skali.
Ogniskujemy mikroskop tak aby obraz podziałki przedmiotowej znalazł się w
płaszczyźnie podziałki okularu. Następnie wyjmujemy okular mikroskopu i władamy
okular mikrometryczny. Zmieniamy długość tubusu tak, aby obraz podziałki
przedmiotowej znalazł się w płaszczyźnie siatki okularu mikrometrycznego i
mierzymy wielkość obrazu podziałki przedmiotowej.
Powiększenie wizualne okularu mierzymy jak poprzednio (lupy).
POMIAR POWIĘKSZENIA MIKROSKOPU
Pomiar za pomocą aparatu do rysowania Abbego:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
UWAGA: Znowu, jak w przypadku
lupy, chcąc zapewnić prawidłową
akomodację oka, należałoby
zastosować kolimator i rysować
„przez niego”.
POMIAR POWIĘKSZENIA MIKROSKOPU
Pomiar za pomocą lunety:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Mikroskop możemy potraktować jako lupę o ujemnej ogniskowej obrazowej fm’.
Za mikroskopem M ustawiamy lunetkę L. W płaszczyźnie ogniskowej obiektywu
posiada ona podziałkę na płytce lub okular mikrometryczny, którym mierzymy
wielkość y’ obrazu odcinka y podziałki przedmiotowej, utworzonego przez
mikroskop i obiektyw lunetki. Mikroskop jest zogniskowany na podziałkę.
Go –powiększenie okularu lunetki
POMIAR POWIĘKSZENIA LUNET
Pomiar „w warunkach polowych”:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
(Pomiar najprostszy, choć niezbyt dokładny.)
Celujemy badaną lunetą na łatę (co to?), znajdującą się od obiektywu w
znacznej odległości, jednak takiej, abyśmy mogli widzieć jej działki okiem
nieuzbrojonym. Obserwując działki łaty jednym okiem przez lunetę,
drugim zaś bezpośrednio, określamy ile działek N’ widzianych przez
lunetę pokrywa się z N działkami łaty widzianej okiem nieuzbrojonym.
N’ =10
N =5
POMIAR POWIĘKSZENIA LUNET
Pomiar metodą określania jej powiększenia poprzecznego:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
PRZYPOMNIENIE: Powiększenie G lunety określa się stosunkiem tangensa
kąta w’ pod jakim widać daleki przedmiot przez lunetę do tangensa kąta
w, pod którym widzimy ten przedmiot okiem nieuzbrojonym.
Schemat lunety Keplera:
POMIAR POWIĘKSZENIA LUNET
Pomiar metodą określania jej powiększenia poprzecznego – c.d.:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Niezmiennik (dla układów doskonałych):
Stąd:
Tak więc powiększenie poprzeczne lunety ma stałą wartość, niezależną
od odległości przedmiotu! Wartość powiększenia wizualnego lunety
można więc wyznaczyć przez określenie wielkości jej powiększenia
poprzecznego.
W celu dokonania pomiaru przed obiektywem lunety umieszczamy skalę
z podziałką, a obraz tej podziałki, utworzony przez układ lunety,
obserwujemy i mierzymy za pomocą dynametru Ramsdena (PATRZ
DALEJ!).
POMIAR POWIĘKSZENIA LUNET
Pomiar za pomocą kolimatora i lunety:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Kolimator: 2 kreski: Pomocnicza luneta pomiarowa:Badana luneta:
POMIAR POWIĘKSZENIA LUNET
Pomiar za pomocą kolimatora i lunety – c.d.:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Praktyczna realizacja pomiaru:
DIAFRAGMY W INSTRUMENTACH OPTYCZNYCH
Każdy instrument optyczny składa się z elementów o skończonych wymiarach.
Jest to przyczyną tego, ze tylko część strumienia świetlnego wysyłanego przez
punkty przestrzeni przedmiotowej może być wykorzystana przez układ optyczny
instrumentu i może on wytworzyć obraz tylko pewnej części przestrzeni
przedmiotowej. Od wymiarów części optycznych przyrządu i diafragm (przesłon)
zależy więc jasność obrazu tworzonego przez ten przyrząd oraz jego pole widzenia
(nie wspominając o ograniczeniach dyfrakcyjnych!).
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Przesłony przyrządów optycznych mają zwykle kształt koła ze środkiem lezącym
na osi optycznej przyrządu.
Rozróżniamy przesłony określające jasność przyrządu (aperturowe) i
przesłony ograniczające pole widzenia przyrządu (polowe). A JAKIE BYŁY
DEFINICJE TYCH PRZYSŁON?
Istnieją jeszcze przesłony, które powodują polepszenie jakości obrazu przez
zatrzymanie promieni obarczonych dużymi aberracjami (regulowane; przesłony
irysowe).
DIAFRAGMY W INSTRUMENTACH OPTYCZNYCH
Obraz przesłony aperturowej w przestrzeni przedmiotowej nazywa się
źrenicą wejściową przyrządu optycznego, a obraz tej przesłony w
przestrzeni obrazowej – źrenicą wyjściową.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Źrenice te mogą być materialne lub mogą być obrazami przysłony,
znajdującej się wewnątrz układu optycznego. Źrenicę wejściową stanowi ta
przesłona (lub jej obraz), która ma najmniejszą wielkość kątową przy
obserwacji z osiowego punktu przedmiotu.
DIAFRAGMY W INSTRUMENTACH OPTYCZNYCH
Polem widzenia nazywamy część przestrzeni przedmiotowej, której punkty mogą
być odwzorowane przez rozpatrywany układ optyczny. Jeśli przedmioty znajdują się
w dużej odległości od układów optycznych (lunety!), to pole widzenia podaje się w
wartościach kątowych – w innym przypadku podaje się je w milimetrach.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Obraz przysłony polowej w przestrzeni przedmiotowej nazywa się luką wejściową,
w przestrzeni obrazowej zaś – luką wyjściową. Lukę wejściową stanowi więc ta
przysłona (lub jej obraz), która ma najmniejszą wielkość kątową przy obserwacji ze
środka źrenicy wejściowej. Kąt, pod jakim widać lukę wejściową ze środka źrenicy
wejściowej nazywamy kątem pola widzenia.
DIAFRAGMY W INSTRUMENTACH OPTYCZNYCH
Rzeczywiste pole widzenia układu
optycznego jest większe niż 2w
(promienie z punktów C, C’!).
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Zjawisko stopniowego
zmniejszania jasności obrazu
utworzonego przez pęki promieni o
coraz to większych rozwartościach
nazywamy winietowaniem .
Współczynnik winietowania (dla
danego kąta pola widzenia) to
stosunek czynnego pola źrenicy
wejściowej do całej płaszczyzny
źrenicy.
DIAFRAGMY W INSTRUMENTACH OPTYCZNYCH
W układach optycznych przyrządów pomiarowych stosuje się często tzw.
telecentryczny bieg promieni głównych w przestrzeni przedmiotowej lub obrazowej.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Oznacza to po prostu, że w przestrzeni obrazowej promienie główne (przechodzące przez
środek przesłony aperturowej) biegną równolegle do osi optycznej przyrządu – dzieje się to
wtedy, gdy przesłona aperturowa (lub jej obraz=źrenica) leży w płaszczyźnie ogniskowej
przedmiotowej. Niezależnie od położenia podziałki pomiarowej na rysunku poniżej,
zmierzymy wtedy prawidłowo odległość między punktami A’B’.
DIAFRAGMY W INSTRUMENTACH OPTYCZNYCH
Analogicznie można zastosować telecentryczny bieg promieni w
przestrzeni przedmiotowej – gdy przy stałej odległości płytki ogniskowej od
obiektywu nie możemy zapewnić stałej odległości przedmiotu od tego
obiektywu. W tym przypadku przesłonę aperturową umieszcza się w
płaszczyźnie ogniskowej obrazowej układu: źrenica wejściowa układu leży
nieskończenie daleko i promienie główne, tworzące obraz, biegną
równolegle do osi optycznej w przestrzeni przedmiotowej. Przesunięcie
przedmiotu nie zmieni odczytu w płaszczyźnie podziałki.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
POMIARY POLA WIDZENIA
Pomiar pola widzenia lupy i mikroskopu:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Pole widzenia lupy i mikroskopu określa się w mierze liniowej przez
obserwację podziałki przedmiotowej. Długość zaobserwowanej przez lupę
(przy nieruchomym oku) lub mikroskop części podziałki stanowi wielkość
ich pola widzenia, wyrażona w milimetrach.
f’ – ogniskowa lupy; G – powiększenie lupy; Ø – średnica czynna lupy w milimetrach;
POMIARY POLA WIDZENIA
Pomiary pola widzenia lunet:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Pole widzenia lunet wyraża się kątem, pod jakim widzimy obraz przesłony
polowej w przestrzeni przedmiotowej ze środka źrenicy wejściowej.
W lunetach Keplera źrenicę wejściową stanowi zwykle oprawa obiektywu.
Luka wejściowa leży w bardzo dużej odległości od obiektywu. Przysłona
polowa znajduje się w płaszczyźnie ogniskowej obrazowej obiektywu.
W lunetach Galileusza źrenicą wyjściową układu jest źrenica oka, która
znajduje się w odległości 10-15 mm od okularu. Źrenicą wejściową jest
obraz źrenicy oka – w praktyce leży on… z tyłu, za głową obserwatora.
Przesłonę polową stanowi oprawa obiektywu. Ponieważ luka wejściowa nie
leży w płaszczyźnie przedmiotu, nie obserwujemy ostrego ograniczenia
pola widzenia lunety, lecz stopniowe przyciemnianie obrazu w kierunku do
brzegu pola widzenia.
POMIARY POLA WIDZENIA
Pomiary pola widzenia lunet typu Keplera:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Pole widzenia lunet typu Keplera można wyznaczyć na goniometrze.
Badaną lunetę umieszczamy na stoliku goniometru tak, aby oś obrotu
stolika przechodziła przez płaszczyznę źrenicy wejściowej lunety.
„Celownik” goniometru naprowadzamy na ostry obraz jednego a następnie
drugiego brzegu przesłony pola widzenia lunety.
Bezpośrednio możemy wyznaczyć pole widzenia za pomocą kolimatora
szerokokątnego z kątową podziałką naniesioną na jego płytce ogniskowej.
Kątową wielkość pola widzenia lunety określamy obserwując przez badaną
lunetę tę podziałkę. W przypadku lunety Keplera brzeg pola widzenia jest
ostro zaznaczony.
Bezpośrednio (choć niedokładnie) można zmierzyć kąt pola widzenia
lunety za pomocą teodolitu (CO TO?) poprzez obserwację dalekich punktów
krajobrazu na brzegach pola widzenia a następnie pomiar kąta teodolitem.
POMIARY POLA WIDZENIA
Pomiary pola widzenia lunet typu Keplera i Galileusza:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Za pomocą kolimatora szerokokątnego można także zmierzyć pole
widzenia lunet typu Galileusza. W tym przypadku jednak średnica
obiektywu kolimatora musi być większa niż średnica obiektywu badanej
lunety; w przeciwnym razie oprawa obiektywu kolimatora może stać się
przysłoną pola widzenia lunety! Na brzegach pola lunety obserwujemy
stopniowe zaciemnienie obrazu.
W warunkach „polowych” pole widzenia lunety możemy określić za pomocą łaty
geodezyjnej, ustawionej w odległości znanej i dużej (minimum 100 ogniskowych).
Obserwujemy przez lunetę długość odcinka łaty, który mieści się w jej polu
widzenia.
POMIARY POLA WIDZENIA
Pomiary wielkości obrazowego pola widzenia lunet:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Obrazowym polem widzenia przyrządu optycznego nazywamy kąt 2w’
pod którym widać obraz przysłony polowej ze środka źrenicy wyjściowej.
Pomiar kąta 2w’ lunety można wykonać na goniometrze analogicznie jak
w przypadku pomiaru kąta pola widzenia przedmiotowego – tyle, że oś
obrotu stolika goniometru musi leżeć w płaszczyźnie źrenicy wyjściowej
przyrządu. W przypadku lunet Galileusza przyjmujemy, że źrenica wyjściowa
(oko!) leży ok. 10 mm za ostatnią powierzchnią okularu przyrządu.
POMIARY POLA WIDZENIA
Pomiary wielkości obrazowego pola widzenia lunet – c.d.:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Pole widzenia obrazowe można również określić za pomocą kolimatora
szerokokątnego. Lunetę należy zwrócić okularem w stronę kolimatora. Ponieważ
obserwacje prowadzimy „od tyłu” (od strony obiektywu) więc otrzymujemy obraz
pomniejszony – w celu jego powiększenia używamy dodatkowej lunetki,
umożliwiającej wyraźną obserwację kresek podziałki kolimatora.
Inna metoda (ale również w „odwrotnym biegu”): przed okularem badanej lunety
ustawiamy w dość dużej odległości podziałkę i obserwujemy jej obraz od strony
obiektywu przez lunetkę pomocniczą.
POMIARY ŹRENIC
Jeśli źrenicę wejściową przyrządu stanowi oprawa obiektywu (lunety
Keplera), to jej średnicę mierzymy po prostu suwmiarką…
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
W przypadku gdy przesłona aperturowa znajduje się wewnątrz przyrządu,
wówczas średnicę jej obrazu w przestrzeni przedmiotowej (czyli: źrenicy
wyjściowej) możemy zmierzyć mikroskopem pomiarowym.
Średnicę źrenicy wejściowej przyrządów optycznych mierzymy
dynametrem np. Ramsdena (miało być na wykładzie 3… ale… może…
trzeba by…).
Pomiary źrenic obiektywów fotograficznych są istotne ze względu na fakt,
że wielkość tej źrenicy decyduje o ilości światła, docierającego do
obiektywu a w efekcie do kliszy/matrycy CCD.
POMIARY ŹRENIC
Dynametr Ramsdena
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Dynametr składa się z achromatycznej lupy o powiększeniu 10x umieszczonej w przesuwnej
oprawie A, przesuwanej na gwincie w rurce B. W oprawie A umieszczona jest przesłona D z
otworkiem. Otworek powinien znajdować się w płaszczyźnie ogniskowej obrazowej lupy a jego
średnica powinna być mniejsza niż średnica źrenicy oka (1-1,5 mm). W rurce B umieszczona
jest płytka ogniskowa P z podziałką co 0,1 mm. Cała rurka B przesuwana jest z kolei w
zewnętrznej oprawie R (ten przesuw mierzymy, gdy chcemy wyznaczyć odległość źrenicy
wyjściowej przyrządu od dynametru).
Płytka P służy do pomiaru źrenicy wejściowej lunet i mikroskopów. Przesłona D zapewnia
telecentryczny bieg promieni głównych w przestrzeni przedmiotowej.
POMIAR APERTURY NUMERYCZNEJ
OBIEKTYWÓW MIKROSKOPOWYCH
Oświetlenie obrazu utworzonego przez mikroskop zależy od wielkości
apertury numerycznej jego obiektywu. Od wielkości tej apertury zależy tez
najważniejsza własność obiektywu – jego zdolność rozdzielcza.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
PRZYPOMNIENIE: Aperturą numeryczna obiektywu mikroskopu nazywamy
iloczyn sinusa połowy kąta rozwarcia stożka promieni aperturowych przez
współczynnik załamania ośrodka, zapełniającego przestrzeń między
przedmiotem i obiektywem.
POMIAR APERTURY NUMERYCZNEJ
OBIEKTYWÓW MIKROSKOPOWYCH
Mikroskop ogniskujemy na przesłonę z małym
otworkiem O, przed którym w znacznej (w porównaniu z
ogniskową obiektywu) odległości L znajduje się
podziałka AB. Obraz podziałki A’B’ zostanie utworzony
prawie w ognisku obrazowym obiektywu. Dla
zapewnienia osiowego kierunku obserwacji można
wstawić w tubus w miejsce okularu mały otworek O’. W
przypadku obiektywów o niewielkich powiększeniach
możemy ten obraz oglądać okiem nieuzbrojonym; dla
większych obserwujemy podziałkę A’B’ przy pomocy
pomocniczego mikroskopu.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Na tle jasnego krążka obiektywu obserwujemy obraz
skali AB i zauważamy, jakie kreski podziałki są
widoczne na brzegu jasnego krążka źrenicy wyjściowej
obiektywu.
POMIAR APERTURY NUMERYCZNEJ
OBIEKTYWÓW MIKROSKOPOWYCH
Wygodnym i niewielkim przyrządem do pomiaru apertury obiektywów
mikroskopowych jest apertometr Abbego. (Wykorzystuje zasadę pomiaru
opisaną uprzednio).
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
POMIARY PARALAKSY POŁOŻENIA
PRZYPOMNIENIE: Zjawisko paralaksy położenia występuje w przyrządach
celowniczych i mikroskopach odczytowych, posiadających płytki ogniskowe z
naniesioną siatką/krzyżem/układem linii. Jeśli rzeczywisty obraz mierzonego
układu punktów nie leży w płaszczyźnie tej płytki, to położenie tego obrazu zmienia
się przy przesuwaniu oka w płaszczyźnie źrenicy wyjściowej przyrządu.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
W przyrządach, posiadających wewnętrzne ogniskowanie, paralaksę
usuwamy przesuwem układu ogniskującego, wprowadzając obraz
obserwowanego przedmiotu w płaszczyznę siatki płytki ogniskowej przyrządu.
POMIARY PARALAKSY POŁOŻENIA
W przyrządach celowniczych lunetowych nie posiadających układu
ogniskującego ważny jest kątowy błąd, jaki popełnić możemy na skutek
paralaksy przy przesuwaniu oka od jednego do drugiego brzegu źrenicy
wyjściowej przyrządu. Sprawdzenie lunety na paralaksę można dokonać
przez obserwację dalekiego punktu, który powinien być ostro ograniczony.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
W warunkach fabrycznych stosuje się do sprawdzenia paralaksy
długoogniskowe kolimatory (f’k = 600-1200 mm). Otwór czynny obiektywu
kolimatora powinien być większy niż źrenica wejściowa badanej lunety.
W niektórych przyrządach optycznych, np. dalmierzach (CO TO? Do czego
służy?), paralaksa musi być bardzo dokładnie usunięta. W takich
przypadkach można zastosować stereoskopowe urządzenie do
sprawdzania paralaksy.
POMIARY PARALAKSY POŁOŻENIA
W płaszczyźnie ogniskowej okularu Ok badanej lunety znajduje się płytka
ogniskowa z naniesionym znaczkiem A. Niech A1 oznacza obraz nieskończenie
dalekiego punktu, utworzonego przez obiektyw lunety. Jeśli punkt A1 nie leży w
płaszczyźnie płytki ogniskowej (paralaksa!), to z okularu wyjdzie pęk promieni
rozbieżnych. Obserwując obrazy punktów A i A1 na brzegach źrenicy wyjściowej za
pomocą dwóch równoległych lunetek, przy obserwacji dwuocznej, zaobserwujemy,
że obrazy te nie leżą w jednej płaszczyźnie.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Do celów obserwacji dwuocznej, ze
względu na możliwy zbyt duży rozstaw
lunetek, należy zastosować specjalny
pryzmat rozdzielający.
POMIARY PARALAKSY POŁOŻENIA
Cały układ paralaksometru:
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
POMIARY SKRĘCENIA OBRAZU
Nieprawidłowe ustawienie układu pryzmatów lub zwierciadeł w
przyrządzie optycznym może być przyczyną skręcenia obrazu.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Przy sprawdzaniu skręcenia obrazu układów bezogniskowych (lunet)
stosuje się urządzenie zbudowane z kolimatora K i lunetki pomocniczej L.
Obraz krzyża kolimatora K pokrywa się z krzyżem lunetki pomocniczej L.
Na płytce ogniskowej kolimatora znajduje się krzyż i
dwie krótkie poziome kreski w odległości l od siebie.
Jedną z tych poziomych kresek przecinają dwie kreski,
znajdujące się w odległości 2e.
POMIARY SKRĘCENIA OBRAZU
Badaną lunetę umieszczamy w uchwycie, umożliwiającym możliwość skręcania
lunety w płaszczyźnie pionowej i poziomej. Obiektyw lunety kierujemy w kierunku
kolimatora. Obserwując przez okular krzyż płytki ogniskowej lunetki L skręcamy
badana lunetę LB w ten sposób, aby obraz punktu przecięcia pojedynczej poziomej
kreski kolimatora z pionową kreską krzyża kolimatora znalazł się na pionowej
kresce krzyża lunetki L. Sprawdzamy, czy pionowa kreska krzyża lunetki nie
wychodzi z pola tolerancji (wyznaczonego przez te małe, pionowe kreseczki w
odległości 2e).
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
SPRAWDZANIE PODZIAŁEK PRZYRZĄDÓW
Mikroskopy i lunety pomiarowe maja podziałki, których obraz w
przestrzeni przedmiotowej powinien mieć określoną wielkość liniową lub
kątową.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Podziałki mikroskopu sprawdza się za pomocą wzorcowych podziałek
zwanych mikrometrami przedmiotowymi (skalami mikrometrycznymi).
Mikrometr taki umieszcza się przed obiektywem mikroskopu i obserwuje
się obraz podziałki wzorcowej w płaszczyźnie podziałki mikroskopu (np.
podziałki okularu). Dokładność pomiaru zależy od grubości i jakości
wykonania kresek obu podziałek i od dokładności ustawienia mikroskopu
(paralaksa!).
W analogiczny sposób za pomocą mikrometru przedmiotowego cechuje
się śrubowe okulary mikrometryczne, określając wartość elementarnej
działki na bębnie okularu.
UWAGA: Cechowanie skali mikroskopu powinno być przeprowadzone
oddzielnie dla każdego obiektywu! (CZEMU?)
SPRAWDZANIE PODZIAŁEK PRZYRZĄDÓW
Podziałki lunet znajdują się w płaszczyźnie rzeczywistego obrazu bardzo
dalekich przedmiotów. Obrazy te są tworzone przez obiektyw.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Sprawdzanie podziałek w lunetach wykonuje się teodolitem,
goniometrem lub kolimatorem szerokokątnym albo tez przy użyciu
specjalnych tablic. Ponieważ podziałki znajdują się w płaszczyźnie
ogniskowej obiektywu więc ich obraz obserwowany od strony obiektywu
będzie znajdował się bardzo daleko. Teodolit ustawiamy blisko lunety,
celujemy w jej obiektyw; naprowadzamy lunetę teodolitu na poszczególne
kreski podziałki i na kręgu teodolitu odczytujemy kątowe ich wartości.
Przy pomiarze na goniometrze lunetę badaną ustawiamy na stoliku
goniometru i pomiar wykonujemy jego lunetą.
SPRAWDZANIE RÓWNOLEGŁOŚCI OSI
PRZYRZĄDÓW DWUOCZNYCH
W przyrządach dwuocznych promienie główne wychodzące z osiowego
punktu przedmiotu po wyjściu z okularów przyrządu powinny być do siebie
równoległe – w przeciwnym razie, przy dwuocznej obserwacji otrzymamy
dwojenie obrazu lub co najmniej oczy nasze szybko odczują zmęczenie.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Doświadczalnie stwierdzono, że oczy nie odczuwają zmęczenia jeśli
zbieżność promieni głównych wychodzących z okularów nie przekracza
kąta 1° w płaszczyźnie przechodzącej przez środek źrenic oczu.
Rozbieżność promieni głównych wychodzących z okularu może dochodzić
do 3°, rozbieżność zaś w kierunku prostopadłym nie może przekraczać
kata 30’.
Do sprawdzania powyższych warunków stosuje się lunetki podwójne.
Ogniskowa obiektywów lunetek wynosi f’ob≈80 mm a okularów f’ok≈20 mm.
Odległość między środkami źrenic wyjściowych lunetek wynosi około 65
mm. Obiektywy oprawia się w mimośrodach celem łatwej regulacji
równoległości osi lunetek.
SPRAWDZANIE ZDOLNOŚCI ROZDZIELCZEJ LUNET
PRZYPOMNIENIE: Zdolnością rozdzielczą układu optycznego nazywamy
własność rozdzielania obrazów dwóch blisko siebie leżących punktów.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Do pomiaru zdolności rozdzielczej używa się różnego rodzaju testów, na
których rysuje się lub nanosi metodą fotograficzną różnokierunkowe
kreski.
Zdolność rozdzielczą lunet określamy kątem między promieniami
głównymi, wychodzącymi z dwóch rozdzielonych przez jej układ optyczny
nieskończenie dalekich punktów. W tym przypadku należy więc umieścić
test w płaszczyźnie ogniskowej przedmiotowej obiektywu
długoogniskowego kolimatora (f’k=600-1200 mm).
Dwie tego samego typu lunety, posiadające tę sama zdolność rozdzielczą,
mogą tworzyć obrazy niejednakowej jakości! Na pogorszenie jakości obrazu
wpływ mogą mieć: aberracje, niecentryczność ustawienia elementów,
nieprawidłowe wykonanie powierzchni elementów, naprężenia, wady szkła,
niestaranne oczyszczenie powierzchni.
SPRAWDZANIE ZDOLNOŚCI ROZDZIELCZEJ
OBIEKTYWÓW FOTOGRAFICZNYCH
Zdolność rozdzielczą obiektywów fotograficznych charakteryzuje
odległość między obrazami rozdzielanych punktów lub linii. Odwrotność tej
odległości daje największą ilość obrazów punktów lub linii na jednostkę
długości.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Zdolność rozdzielczą obiektywów fotograficznych możemy sprawdzić
przez wykonane zdjęcia tablic próbnych (testowych) lub tez przez
obserwacje obrazu tych tablic na matówce zbudowanej z obiektywu
kamery. Tablice testową ustawia się w odległości 3-4 m (nie mniejszej niż
20 ogniskowych badanego obiektywu) i równomiernie ja oświetla. Tablica
powinna mieć takie wymiary, aby jej obraz utworzony przez badany
obiektyw pokrył całe pole zdjęcia.
SPRAWDZANIE ZDOLNOŚCI ROZDZIELCZEJ
OBIEKTYWÓW FOTOGRAFICZNYCH
Test Romera
(Politechnika Wrocławska)
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
SPRAWDZANIE ZDOLNOŚCI ROZDZIELCZEJ
OBIEKTYWÓW FOTOGRAFICZNYCH
Gwiazda Siemensa
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
BADANIA OBIEKTYWÓW MIKROSKOPOWYCH
Badanie zdolności rozdzielczej obiektywów mikroskopowych.
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Zdolność rozdzielczą mikroskopu określa się najmniejsza odległością
punktów preparatu, których obrazy są jeszcze oddzielnie widziane przez
mikroskop.
O zdolności rozdzielczej mikroskopu decyduje zdolność rozdzielcza jego
obiektywu, wynikającą z kolei z jego nieskorygowanych aberracji, wielkości
apertury numerycznej, oraz jakości montażu.
Do badania zdolności rozdzielczej obiektywów mikroskopowych używa się
preparatów naturalnych i sztucznych.
BADANIA OBIEKTYWÓW MIKROSKOPOWYCH
Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak