Задачник по прикладной оптике - Апенко М.И.
ISBN 5-06-004258-8
Скачать (прямая ссылка):
Ответ: п> 1,693 (стекло CTKI2 пе= 1,695), ?>„= 54,5 мм.
Задача 9.35. Призма Ак-0° (призма Аббе с крышей), выполненная из стекла К8, установлена между диафрагмами ?>, = 30 мм и ?>2=50 лш, расстояние меяСду которыми а =150 мм. Расстояние между первой дифрагмой и первой гранью призмы z = 40 мм (рис. 9.8). Определить размеры призмы.
Указание: сравнить длину хода луча в призме и расстояние между диафрагмами.
Задача 9.36. Рассчитать линзу Френеля, создающую изображение точки, если 5, = -100 мм, $,' = 300 мм, d = 5 мм, А = 0,5; расстояние между соседними ступеньками ДА = 0,2 мм, материал линзы — полиметилметакрилат (пе= 1,49). Определить оптимальную ориентацию ллоской поверхности. Угол наклона профиля вычислить для трех крайних зон.
Ответ: Плоская поверхность должна быть второй по ходу луча. А, = 57,7 мм, ф = 48,29°; А, = 57,5 мм, ф = 46,24°; А, = 57,3 мм, Ф = 48,19°.
10. лупа И МИКРОСКОП
рлвА
новные формулы для решения задач
расширения возможностей глаза при наблюдении с конеч-^сстояния мелких структур используют лупы и микроскопы.
**°япя ____ самый простой оптический прибор. Обычно это либо
ительная линза или система линз, предназначенная для наблю-воЛ°Ж предмета. расположенного либо в передней фокальной плос-либо вблизи нее (перед плоскостью).
^Основными оптическими характеристиками лупы являются:
^ ____видимое увеличение; 2у — линейное поле; иногда D„ —
диаметр лупы.
Видимое увеличение лупы
Г
л х ’
tgco
ще ю — угол, под которым виден предмет без лупы; со' — угол, под которым рассматривается изображение после лупы;
В зависимости от положения глаза наблюдателя и положения предмета видимое увеличение лупы рассчитывается по формулам, приведенным в таблице 10.1.
Линейное поле лупы 2у
Величина линейного поля лупы зависит от диаметра оправы лупы и расположения глаза наблюдателя (рис. 10.1).
Формулы для определения углов со/, со', со2' для трех зон виньетирования 0%, 50%, 100%, определяемых лучами Г, 0, 2' (рис. 10.1), имеют вид
259
Таблица 10.1. Видимое увеличение лупы в зависимости от положения глаза наблюдателя
260
, Dn-D' , D, . D„+D'
(в1=_д__; to tg =-^-.
z.Q.p> 2(2 p*
Тогда линейное поле лупы можно определить как 2>> = 2/'tg(o'.
Если предмет расположен в передней фокальной плоскости лупы, то линейное поле лупы
2j- = 2/^=-5^.
1 Л
Разрешающая способность системы «лупа + глаз»
5 = 250ч/га/Гв,
где — разрешающая способность глаза (vjfra = V при хороших условиях освещения и достаточной контрастности, = 2'...4'— «угол удобного видения»), X = 250 „м,м — расстояние наилучшего видения.
Глубина резко изображаемого пространства &z = Az^ + Az„
где ДzaK =250/Г2 — аккомодационная глубина изображаемого пространства; Azs = Х.!(1А2) — волновая глубина изображаемого пространства;
Телескопические лупы. Их применяют в том случае, когда
расстояние от предмета до лупы велико. Они представляют собой
зрительную трубу с насадкой. Предмет располагают в передней фокальной плоскости насадки, после насадки формируется параллельный пучок лучей, поступающий в зрительную трубу. Увеличение телескопической лупы, формирующей изображение предмета в фокальной плоскости окуляра зрительной трубы, можно определить по формуле:
Г -в .г —Ш.?*
1 л “ Рн.об 1 - Г> Г' ’
J OK J н
Г'1С Ркоб — линейное увеличение системы «насадка + объектив зрительной трубы»; Гок — видимое увеличение окуляра. Такие лупы обычно имеют видимое увеличение от 2х до 4х, большое линейное поле, хорошее качество изображения. Чаще всего их делают бинокулярными и называют бинокулярными лупами.
Бинокулярные призматические лупы. В отличие от телескопических в этих лупах оптическая ось насадки составляет небольшой угол а с осью лупы, а оптические оси насадок двух ветвей сходятся в центре предметной плоскости.
261
Основные оптические характеристики призматической бинокулярной лупы:
Видимое увеличение
Г = Г -Г =R .Г = —
А л н * т Робе ОК
250 ГЛ
г, г, >
J н J ОК
где Гн = 250//Й' — окулярное увеличение насадки; fyafc—fjlf* — линейное увеличение оборачивающей системы, образованной насадкой, и объективом зрительной трубы; Гт= -fjlfj — видимое увеличение зрительной трубы.
Относительное отверстие окуляра
D' РТ„
fL " 250?^ ’
где ?>' — диаметр выходного зрачка бинокулярной лупы.
Диаметр полевой диафрагмы
Dm = 2/ = 2 у • Робс = 2f'Ktg(?>'0K, где 2у — линейное поле лупы.
Микроскоп
Для получения большого увеличения применяют микроскоп. Оптические схемы микроскопов с ходом лучей представлены на рис. 10.2.
Видимое увеличение микроскопа
Т4 — R -Г _ А 250
*¦ М Роб * ок ’
Jоб J м
где poj = -tJfJ — линейное увеличение объектива: Д — оптический интервал, или оптическая длина тубуса; Гок = 250//0'к — видимое увеличение окуляра.
Механическая длина тубуса микроскопа — расстояние от нижнего до верхнего срезов тубуса (нижний срез тубуса — опорная плоскость объектива; верхний срез тубуса — опорная плоскость окуляра). Она равна 160 мм для микроскопов, работающих в проходящем свете, и 190 мм для микроскопов, работающих в отраженном свете.
Для микроскопов, работающих в отраженном свете, вводится понятие длины тубуса — бесконечность. В этом случае из объектива микроскопа выходит параллельный пучок лучей, поэтому за объективом устанавливается тубусная линза. Видимое увеличение такого микроскопа
