Оптичне скло.

Просвітлення оптики

Основним матеріалом для оптичних деталей геодезичних приладів слугує некольорове оптичне скло. Від звичайного технічного скла воно відрізняється однорідністю, прозорістю, відсутністю бульбашок повітря тощо. Оптичне скло є ізотропним, тобто має однакові властивості в усіх напрямках.

У геодезичному приладобудуванні застосовують два основні види оптичного скла: крон і флінт.

Крон - твердіше скло, що містить до 60 % піску кварцу. Крон легший, має яскравий колір спектра і загалом менший показник заломлення (1.47... 1.66).

Флінт -м'якше скло, що містить до 40% піску кварцу. Флінт - важке скло, має темніший колір спектра і загалом біль­ший показник заломлення (1.63... 1.76).

Обидва види скла поділяють на типи, а типи - на марки, які відрізняються одна від одної хімічним складом, значенням показника заломлення та середньою дисперсією.

Велика кількість марок оптичного скла дає можливість конст­руювати складні оптичні системи геодезичних приладів високої якості, які позбавлені недоліків та спотворень, притаманних оптичним системам.

Енергія потоку світла, що проходить оптичною системою, частково поглинається нею, а частково відбивається.. Встанов­лено, що під час долання світлом однієї заломлювальної поверхні скла відбивається, тобто втрачається, від 4,5 до 9 % енергії світла. Щоб зменшити втрати енергії потоку світла, що проходить через оптичну систему, вдаються до так званого просвітлення оптики. Поверхні оптичних деталей вкривають тонким шаром двоокису титану або кремнезему. Просвітлення оптики зменшує втрати світла на поверхні заломлення до 0,1... 1 %. Н-д, в оптичній системі з десятьма заломлювальними поверхнями після просвітлення її деталей вона пропустить не 60 %, а 90 % потоку світла. Всі оптичні деталі геодезич­них приладів просвітлені, а їхні поверхні мають фіолетове за­барвлення.

2.3 Оптичні деталі ГП

2.3.1 Плоскі та сферичні дзеркала

Плоске дзеркало - оптична деталь, що має плоску відбивну поверхню.

Промені гомоцентричного пучка з центром у точці А падають на плоске дзеркало під різними кутами - і₁, - і₂ (рис. 3). Оскільки відбиті промені віддаляються один від од­ного, здається, що вони поширюються з точки А', яка є точкою перетину продовжень відбитих променів за площину дзеркала. Точка А' розміщена на продовженні нормалі АО до поверхні дзеркала і є стигматичним зображенням точки А.

А

Рис. 3 Хід променів і зображення у плоскому дзеркалі

Зображення у плоскому дзеркалі уявне, розміри його дорів­нюють розмірам предмета, воно однакове за формою, кольором та положенням, симетрично розташоване відносно дзеркальної поверхні.

У геодезичних приладах використовують поодинокі плоскі дзер­кала, а також системи плоских дзеркал для зміни напрямку променя, паралельного зміщення його, для підсвічування шкал, у компенсаторах нахилу, відлікових оптичних системах.

Закони відбиття від плоских дзеркал справедливі також для малих елементів дзеркал з криволінійною поверхнею, зокрема увігнутих та опуклих сферичних дзеркал. Нормаллю до поверхні дзеркала є перпендикуляр до неї у точці падіння променя. Пряма, що проходить через центр кривини дзеркала С та центральну точку його поверхні, тобто вершину О, є оптичною, або головною віссю дзеркала.

С - центр кривизни дзеркала;

О - вершина, центральна точка поверхні;

F - фокус дзеркала.

Рис. 4 Відбиття променів увігнутим сферичним дзеркалом

2.3.2 Призми відбиття

Призма - оптична деталь, що має плоскі поверхні, які утворюють двогранні кути.

Призми відбиття - це прозорі багатогранники, що мають відбивні грані, найчастіше вкриті сріблом.

Порівняно з плоскими дзеркалами призми відбиття мають низку переваг. Однією призмою можна замінити декілька дзер­кал; призму простіше й надійніше можна встановити в приладі, а кути між відбивними гранями гарантовано сталі; в них фактично відсутні втрати світла і не виникає подвоєння променя тощо.

В геодезичних приладах застосовують поодинокі призми відбиття, складні призми та системи призм.

Призма з однією відбивною гранню Призма з двома відбивними гранями

пентапризма (з двома відбивними гранями)

2.3.3. Лінзи

Тіло, яке виготовлене з прозорого матеріалу, звичайно скла, обмежене двома сферичними або сферичною та плоскою поверхнями, називають оптичною лінзою.

Лінза може складаються з великої кількості малих призм (рис. 5).

Залежно від того, більша чи менша товщина лінзи посе­редині, ніж біля країв, розрізняють лінзи збирні (рис. 6, а, б, в) та розсіювальні (рис. 6, г, д, є).

Розсіювальна

Збирна лінза

Рис. 5 Схематичне зображення лінз у вигляді елементарних призм

Рис. 6 Форми лінз:

збирні - а) подвійно-опукла, б) плоско-опукла, в) увігнуто-опукла;

розсіювальні - г) подвійно-увігнута.

Дата добавления: 2015-10-30