Описание экспериментальной установки

Установка для определения разрешающей способности объективов (рис.3) состоит из осветителя 1, револьверной насадкиСс набором светофильтров, револьверной насадки с эталонными штриховыми мирами 2, коллиматора 3, исследуемого объектива 4 и микроскопа 5. Осветитель с лампочкой накаливания напряжением 12 В питается от сети через понижающий трансформатор.

О бъектив коллиматора, в фокусе которого расположена мира, образует параллельные пучки света от каждой точки миры. Угол между этими пучками

, (2)

где L– расстояние между штрихами миры;F– фокусное расстояние объектива коллиматора,F= 160 см.

На пути этих пучков ставится исследуемый объектив 4, в фокальной плоскости которого образуется изображение миры. Мира – это испытательная таблица для определения разрешающей силы объектива (рис.4). В ней имеется 100 заштрихованных квадратиков с возрастающей частотой штриховки. Квадратики сгруппированы четверками, частота штриховки в каждой четверке одинакова, а ориентация различна. Таким образом, каждая мира содержит 25 полей с различной частотой штриховки. Первое поле содержит четыре квадратика с самой грубой штриховкой, последнее (двадцать пятое) – четыре квадратика с самой мелкой штриховкой. Всего мир пять, самая крупная № 5. Мира № 4 вдвое мельче и т.д.

Расстояния между штрихами миры № 1 даны в табл.1.

Таблица 1

Номер поля	L, мкм	Номер поля	L, мкм
25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13	5,0 5,3 5,6 5,9 6,3 6,7 7,1 7,4 7,9 8,4 8,7 9,5 10,0	12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1	10,5 11,2 11,8 12,6 13,3 14,1 14,9 15,8 16,8 17,8 18,9 20,0

Расстояния между соседними штрихами соответствующих полей миры № 2 в 2 раза больше, № 3 в 4 раза, № 4 в 8 раз, № 5 в 16 раз больше, чем в мире № 1. Наблюдая в микроскоп изображение миры, полученное с помощью исследуемого объектива, необходимо определить, с какого номера поля штрихи в квадратиках сливаются.

Оптическая установка (оптическая скамья) представляет большую материальную ценность. Поэтому при работе со скамьей необходимо проявлять осторожность! Экспериментальную работу можно начинать только с разрешения преподавателя. Категорически запрещается касаться пальцами рабочих поверхностей объективов!

Порядок выполнения работы

1. Включить источник света и установить одну из мир и один из светофильтров.

2. Полностью раскрыть диафрагму исследуемого объектива (регулировочное колесо для изменения диаметра диафрагмы расположено на периметре объектива).

3. Перемещая микроскоп вдоль оптической скамьи с помощью рукоятки грубой фокусировки, при непрерывном наблюдении найти резкое изображение миры, которая в данный момент находится против объектива коллиматора.

4. Заметить элементы поля миры (четыре квадратика с мелкой штриховкой), которые можно четко рассмотреть (если таковых нет, то либо плохо проведена фокусировка, либо необходимо перейти к более крупной мире). Если все элементы миры вплоть до самых мелких разрешены, то перейти к более мелкой мире. Номер миры и номер последнего разрешенного поля миры записать в табл.2.

Таблица 2

D, мм

Красный светофильтр (= 6500)

Зеленый светофильтр (= 5500)

Фиолетовый светофильтр (= 4200)

Номер миры

Номер разрешающего поля

экс

теор

Номер миры

Номер разрешающего поля

экс

теор

Номер миры

Номер разрешающего поля

экс

теор

5. Повторить измерения для всех диаметров диафрагмы объектива, указанных в таблице, приложенной к установке.

6. Определить по формуле (2) угловую разрешающую способность объектива _экспдля данной длины волны при различных диаметрах диафрагмы.

7. Установив второй, а затем третий светофильтр, повторитьп.3-6.

8. Для всех длин волн и диаметров диафрагмы объектива вычислить _теорпо формуле (1).

9. Результаты измерений и вычисления внести в табл.2и на одном чертеже построить графики_эксп=f(D) и_теор=f(D) для каждой длины волны, чтобы сравнить теоретические расчеты с результатами эксперимента. ВычислитьRдля максимального диаметра диафрагмы для всех исследованных длин волн.