3. габаритный расчет
.docx3. ГАБАРИТНЫЙ РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Расчет оптической системы начинается с габаритного расчета. При габаритном расчете устанавливают число составляющих систему компонентов, решающих ту или иную задачу, их взаимное расположение, примерные размеры, фокусные расстояния отдельных компонентов.
Габаритный расчет ведется исходя из технических требований; определяются элементы, которые составляют систему, и их основные параметры.
Расчет осуществляется исходя из предположения, что оптическая система состоит из бесконечно тонких компонентов, для которых справедливы формулы идеальной оптической системы, и они же и применяются.
Габаритный расчет ведем по следующим исходным данным:
увеличение микроскопа Гм = -5х
увеличение объектива Воб. = -1.25х
расстояние от предмета до объектива S = -100 мм
А = 0.05 мм
3. ГАБАРИТНЫЙ РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Расчет оптической системы начинается с габаритного расчета. При габаритном расчете устанавливают число составляющих систему компонентов, решающих ту или иную задачу, их взаимное расположение, примерные размеры, фокусные расстояния отдельных компонентов.
Габаритный расчет ведется исходя из технических требований; определяются элементы, которые составляют систему, и их основные параметры.
Расчет осуществляется исходя из предположения, что оптическая система состоит из бесконечно тонких компонентов, для которых справедливы формулы идеальной оптической системы, и они же и применяются.
Габаритный расчет ведем по следующим исходным данным:
увеличение микроскопа Гм = -5х
увеличение объектива Воб. = -1.25х
расстояние от предмета до объектива S = -100 мм
А = 0.05 мм
-
Определим увеличение окуляра:
х
-
Найдем фокусное расстояние окуляра:
Гок
=
; f`ок
=
= 62,5 (мм)
-
По заданной числовой апертуре определим диаметр выходного зрачка микроскопа D`:
D`
=
=
= 5(мм)
-
Линейное поле 2y` окуляра микроскопа с увеличением 4х составляет 20 мм. y` = 10
-
Угловое поле 2
`
окуляра:
tg
`
=
=
= 0.16 ;
`
100,
2
= 200
-
Линейное поле микроскопа:
2y
=
=
16(мм)
-
Положение изображения, создаваемое объективом, определяется отрезком S`об
;
(мм)
-
Определим фокусное расстояние объектива
f`об
=
=
=
(мм)
(мм)
-
Положение входного зрачка:
(мм)
-
Положение выходного зрачка:
(мм)
мм
-
Фокусное расстояние всего микроскопа:
f`м
=
(мм)
-
Положение выходного зрачка микроскопа:
Z`p`
=
(мм)
-
Положение входного зрачка микроскопа:
Zp
=
(мм)
-
Световой диаметр окуляра:
Dок
= D`
+
(мм)
В результате выполнения габаритного расчета выбираются основные оптические компоненты системы. Из каталога стандартных систем выбираем окуляр с близким значением фокусного расстояния элемента к расчетному.
Так как f́ ок = 62,5 мм,
максимально приближенное к нему значение из каталога
f́кат = 60 мм r1 = 36.31 мм d1 = 4 мм n1 = 1
r2 = - 24.16 мм d2 = 1.5 мм n2 = 1.5183
r3 = - 80.54 мм n3 = 1.6522
n4 = 1
Рассчитаем коэффициент подобия:
K = f́́ расч / f́ кат.
где К - коэффициент подобия, f́ расч - требуемое фокусное расстояние, f́ кат – фокусное расстояние из каталога.
К = 62,5 / 60 = 1,04
Получился уменьшающий коэффициент подобия.
Произведем расчет с учётом коэффициента подобия, для этого все радиусы и толщины линз окуляра, взятого из каталога, умножаем на К. Значение показателей преломления на коэффициент подобия не умножаем.
r1 = r1 кат · K = 36,31 · 1.04 = 37.7624 ͌ 37,76
r2 = r2кат · К = -24,16 · 1,04 = - 25,1264 ͌ - 25,13
r3 = r3кат · К = - 80,54 · 1,04 = - 83,7616 ͌ -83,76
d1 = d1кат · К = 4 · 1,04 = 4,16
d2 = d2кат· К =1,5 · 1,04 = 1,56
Для построения схемы окуляра используем значения из ГОСТа 1807 – 75 «Радиусы сферических поверхностей оптических деталей. Ряды числовых значений» максимально приближенные к значениям, полученным расчетным путем:
r1 = 37.76 d1 = 4.16 n1 = 1
r2 = -25.12 d2 = 1.56 n2 = 1.5183
r3 = 83.75 n3 = 1.6522
n4 = 1
d1 = d1кат · К = 4 · 1,04 = 4,16
d2 = d2кат· К =1,5 · 1,04 = 1,56
Для построения схемы окуляра используем значения из ГОСТа 1807 – 75 «Радиусы сферических поверхностей оптических деталей. Ряды числовых значений» максимально приближенные к значениям, полученным расчетным путем:
r1 = 37.76 d1 = 4.16 n1 = 1
r2 = -25.12 d2 = 1.56 n2 = 1.5183
r3 = 83.75 n3 = 1.6522
n4 = 1