Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

OPTIKA 4. Optikai elemek alkalmazása Az okulárok és az objektívek Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "OPTIKA 4. Optikai elemek alkalmazása Az okulárok és az objektívek Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem."— Előadás másolata:

1 OPTIKA 4. Optikai elemek alkalmazása Az okulárok és az objektívek Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

2 Optikai elemek alkalmazása optikai műszerekben Néhány példa

3 A síkpárhuzamos lemez

4

5 Az osztó-prizma szintén síkpárhuzamos üveglapként viselkedik. Előnye az osztó-tükörrel szemben, hogy mindkét nyalábja azonos hosszúságú üveg-utat tartalmaz

6 A síkpárhuzamos lemez megdöntésével eltolódnak a rajta áthaladó nyalábok. Optikai mikrométerként alkalmazható.

7 A penta-tetőél prizmát fényképezőgépek képkeresőjében alkalmazzák. Egyenes állású képet biztosít.

8 Katonai műszer penta-tükör foglalása

9 Az optikai ék az optikai tengelyre merőleges irányba tolja el a sugármenetet. Optikai mikrométerként alkalmazzák.

10 Ha az optikai éket az optikai tengely körül elforgatjuk, a képernyőre vetített jel körpályán mozog.

11 Ha a fényútban egymás után két éket helyezünk el, és egymással szemben forgatjuk őket az optikai tengely körül, a képernyőre vetített kép függőleges egyenes mentén mozdul el. Optikai mikrométerként alkalmazható módszer.

12 A lupe (okulár, képnagyító) A lupe a legegyszerűbb optikai rendszer; egyik eleme maga az emberi szem. A lupe minden vizuális alkalmazású optikai műszerben megtalálható. A lupe látószög nagyító eszköz.

13 Az azonos látószögben látott tárgyakat azonos nagyságúnak látjuk,mivel a retinán azonos nagyságú kép jelenik meg róluk. A közeli tárgyakat viszonylag nagynak, a távoliakat viszont kicsinek látjuk.

14 Ha egy kicsi tárgyat nagyobbnak akarunk látni, közelebb visszük a szemünkhöz, és így nagyobb látószögben látjuk A k közelpont távolsága a szemtől 6 éves korban10 cm 10 éves korban12 cm 20 éves korban16 cm 40 éves korban25 ~ 50 cm 50 éves korban100 cm 70 éves korban150 cm „Nem elég hosszú a kezünk...”

15 A lupe optikai működési elve A lupe a közeli (fókusztávolságán belüli) tárgyról egyenes állású, virtuális, nagyított képet alkot. Ez a kép távolabb keletkezik a szemtől, mint ahol a tárgy van.

16 A lupe-nagyítás közelítő meghatározása N ~ 250 / f Az N nagyítás definiciója: N = K / T = k / t Mivelt ~ f Ésk ~ 250mm Ezért N~ 250/f Ahol k ~ 250 mm a tisztalátás távolsága Tehát közelítőleg N = 250 / f

17 Az emmetróp (hibátlan törőerejű) szem a végtelen távoli tárgy szemlélésekor ellazul (pihen). A lupe segít elérni ezt az állapotot közeli tárgy esetén is. A tárgyat végtelen távolinak látjuk, ha t = f

18 A távollátó szem A távollátó szem törőereje nem elég nagy ahoz, hogy a síkhullám frontokat a retinán egyesítse. Összetartó nyalábokat kell számára biztosítani, hogy erőlködés (akkomodáció) nékül is élesen lásson.

19 A rövidlátó (közellátó) szem A közellátó szem törőereje túlságosan nagy ahhoz, hogy a síkhullám frontokat a retinán egyesítse. Szét tartó nyalábokat kell számára biztosítani, hogy erőlködés nélkül is élesen lásson.

20 A lupe segítségével mindkét probléma szemüveg alkalmazása nélkül is megoldható. A lupe távolságát a szemhez képest úgy kell megválasztani, hogy +/- 6 dioptrián belül kompenzálni tudja a szem törőerejének hibáit. A lupe helyét egyszerű esetben dioptriában határozhatjuk meg. (szemüveg-optika) A dioptria (törőerő) definiciója: D = 1/f, ahol f az okulár fókusztávolsága m-ben A vergencia definiciója: D T = 1/s, a tárgy vergencia, ahol s a tárgy távolság m-ben D K = 1/s’, a kép vergencia, ahol s’ a kép távolság m-ben A lencse-törvény a vergenciákkal kifejezve: D = D T + D K

21 A lupe + 6 dioptriás szemüveg lencsét helyettesíthet távollátó szem esetén Határozzuk meg az s tárgy távolságot! MivelD = D T + D K És azt akarjuk, hogy D K = + 6 dioptria legyen, EzértD = D T + 6 InnenD T = D – 6 Éss = 1 / D T azazs= 1 / D - 6

22 A lupe - 6 dioptriás szemüveg lencsét helyettesíthet közellátó szem esetén Határozzuk meg az s tárgy távolságot! MivelD = D T + D K És azt akarjuk, hogy D K = - 6 dioptria legyen, EzértD = D T - 6 InnenD T = D + 6 Éss = 1/D T azaz s = 1 / D + 6

23 Példa Milyen beállítási tartományt kell biztosítani egy 5 x nagyítású okulár részére, ha +/- 6 dioptria beállítást akarunk megvalósítani? Az okulár fókusza:f = 250 / N = 50 mm = 0.05 m Távollátó szemnélD T = D – 6 ahol D = 1 / 0.05 m = 20 dioptria EzértD T = 20 – 6 = 14 És innens = 1/D T = 1/14 = m = 71 mm Közellátó szemnélD T = D + 6 ahol D = 1 / 0.05 m = 20 dioptria EzértD T = = 26 És innens = 1/D T = 1/26 = m = 39 mm Tehát az okulár helyzetét mm tartományban kell tudni állítani.

24 3.11 és 3.12 ábra A Huygens-okulár mező-lencséből és szem-lencséből áll. A két lencse távolsága = (f m + f sz )/2, és f m = 2 fsz A Ramsden-okulár is mező-lencséből és szem-lencséből áll. A két lencse távolsága = f m = fsz

25 3.13 és 3.14 ábra A Kellner-okulár hasonló a Ramsden-okulárkoz, de két akromátból áll. Az orthoszkopikus okulár kompenzálja az objektív színnagyítási hibáját (kompenzációs okulár). Torzítása csekély (mérőokulárnak alkalmas).

26 3.15 ábra Erfle-okulár

27 Az objektívek Az objektívek képalkotó (leképező) optikai elemek. Kialakításuk változatos. Csoportosítás: –Egytagú / többtagú –Lencsés / tükrös Alkalmazás szerint: –Fényképészeti objektívek –Távcső objektívek –Mikroszkóp objektívek –Vetítő objektívek

28 Az objektívek jellemző adatai A fókusztávolság, f [mm] A fényerő, D/f A képmező nagysága, –K [mm] A látószög,    A feloldás, [ vp/mm ] A képalkotási hibák –Torzítás –Színhibák –Stb. Az átviteli függvény A korrigáltság

29 Végtelenből végesbe Pl. távcső objektívek Végesből végesbe Pl. mikroszkóp objektívek, Vetítő objektívek, makró objektívek Végesből végtelenbe –Pl. kollimátorok

30 Néhány jellemző objektív felépítés A triplet és a Tessar objektív (fényképészet )

31 A Petzval-objektív, egy triplet-változat és egy Gauss-típusú objektív (fényképészet)

32 Az ortoszkopikus Geogon objektív (fényképészet)

33 A Nikkor Auto-Fisheye „halszem” objektív (fényképészet)

34 3.27 ábra Maksutov-Mangin rendszerű tükör-objektív

35 Nagy látószögű légi felvevő objektív

36 Űr felvevő objektív

37 CCD kamera objektívje előtét-blendével

38 Változtatható fókusztávolságú objektív (földi távcsövek) (Belső állítás egy eltolható negatív taggal)

39 Raszter-lencse

40 Fresnel-lencse

41 Mikro-lencse raszter

42 Folyamatosan változó törésmutatójú optikai szál lencse-hatása (GRIN-lencse)

43 A bárhonnan érkező nyalábok önmagukkal párhuzamos iránybanverődnek vissza („macskaszem”)

44 Aszférikus (parabolikus) tükörfelület

45 Tórikus felület

46 V É G E

47


Letölteni ppt "OPTIKA 4. Optikai elemek alkalmazása Az okulárok és az objektívek Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem."

Hasonló előadás


Google Hirdetések