Węgielnica -2 sklejone ze sobą pryzmaty, gdzie jeden wskazuje lewą stronę a drugi prawąOptyka tradycyjna - nauka zajmująca się widzialną częścią światła, jest nauką o świetle i budowie przyrządów optycznychWedług teorii falowej światło jest falą elektromagnetyczną, fala o tyle szczególna, że stanowiącą dość wązki wycinek promieniowania.Optyka geometryczna - założeniem optyki geometrycznej jest prostoliniowość rozchodzenia się światła jako strumienia promieni. Przyjmuje się że te promienie biegną prostoliniowo od źródła światła do momentu napotkania przeszkody lub zmiany ośrodka rozprzestrzeniania. Ulegają on dyfrakcji czyli zjawiska fizycznego zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością faliZjawisko interferencji- nakładanie się fal, fale rozchodzą się w tym samym ośrodku i pochodzą z dwóch różnych źródeł.Rozchodzenie się światła- światło rozchodzi się w ośrodkach przezroczystych( powietrze, woda) w ośrodkach materialnych światło jest zawsze w jakimś stopniu pochłaniane, najlepiej rozchodzi się w próżni, nie odbija go czarna dziura, prędkość światła jest stała w próżni i wynosi 299792158m/s, w ośrodkach materialnych prędkość rozchodzenia światła jest mniejsza. Bezwzględny współczynnik załamania się światła - n=c/v gdzie v-prędkość światła w danym ośrodku, c- prędkość światła. Wzglądny współczynnik załamania się światła- n12=n1/n2, n1 - bezwzględny współczynnik 1 z którego wychodzi światło, n2- bezwzględny współczynnik do którego biegnie światło. Względny współczynnik decyduje o tym jak bardzo światło ma tendencję do zmiany swojego kierunku podczas przechodzenia do innego ośrodka. Przy dużym współczynniku względnym światło będzie bardziej się załamywało. Gęstość optyczna - z dwóch ośrodków ten nazywamy gęstszym optycznie, który ma większy współczynnik załamania, mniejszą prędkość rozchodzenia się światła. Odbicie światła - światło padające na granicę dwóch ośrodków może ulec odbiciu. Kąty jakie tworzą promienie padające i odbite z prostopadłą do powierzchni zwierciadła są sobie równe.
Załamanie światła - prawo załamania światła łączy ze sobą funkcję dwóch kątów, kąta padania na powierzchnię rozgraniczającą dwa ośrodki i kąta załamania powstający gdy promień przejdzie przez granicę ośrodków i zacznie się rozchodzić w drugim ośrodku(sin?/sinB=v1/v2, ?- kąt padania, B kąt załamania, v1 - prędkość światła w ośr.1 v2- prędkość światła w ośr.2. Zjawisko załamania światła polega na zmianie kierunku rozchodzenia się światła przy przejściu z jednego ośrodka przezroczystego do drugiego. Rozszczepiania światła- spowodowane jest różnicą prędkości rozchodzenia się promieni świetlnych o różnych barwach. Różna prędkość rozchodzenia się światła owocuje różnym współczynnikiem załamania światła i różnym kątem załamania. Światło białe jest mieszaniną świateł o wielu barwach, to przepuszczenie go przez pryzmat powoduje rozchodzenie poszczególnych składowych.Pryzmat - zjawisko dyspersji | światło przechodzące przez pryzmat 2 razy napotyka granicę dwóch ośrodków, ulega więc dwukrotnemu załamaniu. Wystęuje nie tylko odchylenie światła od ego pierwotnego kierunku rozchodzenia się ale również jego rozszczepienie. Klin optyczny - pryzmat o malym kącie wierzchołkowym B Klin odchyla promienie o pewien stały kąt B. Promień świetlny padając na jedną z płaszczyzn pryzmatu pod kątem B1 , po dwukrotnym załamaniu wychodzi pod kątem B2. Kąt B pomiędzy kierunkami padania a kierunkiem wyjścia promienia nazywamy kątem odchylenia. Soczewka jest to bryła ograniczona dwiema powierzchniami, najczęściej kulistymi. Bryła z materiału o doskonałej przezroczystości, powodująca przecinanie się promieni w jednym punkcie rzeczywistym lub urojonym. Odległość przedmiotu od soczewki spełnia zależność zwana równaniem soczewki, 1/f=1/x+1/y ; x - odległość przedmiotu od soczewki, y- odległość obrazu od soczewki, f - ogniskowa. Aberacja sferyczna polega na tym, że na skutek pewnej grubości soczewki promienie wychodzą z jednego punktu po przejściu przez soczewke nie przecinają się w przestrzeni obrazowej w jednym punkcie lecz tworzą bryłę świetlną o niewyraźnych kształtach, przy czym zniekształcenia zwiększają się w punktach bardziej odległych od osi optycznej.
Aberacja chromatyczna- ( wada układu optycznego) polega na rozszczepieniu promieni światła białego po przejściu przez soczewkę na skutek niejednakowego współczynnika załamania promieni świetlnych o różnej długości. Najbardziej załamują się promienie fioletowe o fali najkrótszej, najmniej promienie czerwone. W rezultacie powstaje obraz niewyraźny i zabarwiony na brzegach. Płytka płasko równoległa - jest to płytka szklana o dwu przeciwległych ścianach równoległych. Promień świetlny przechodzący przez płytkę po dwukrotnym załamaniu się ulega przesunięciu o pewną wielkość x. Luneta - podstawowy instrument obserwacyjny, cechy lunety: powiększenie, pole widzenia, jasność.Teodolit - instrument geodezyjny używany do pomiarów kątów poziomych i pionowych. Podstawowe osie teodolitu:-oś pionowa instrum.(oś główna)(wyznacza kierunek pionu w teodolicie)-oś obrotu lunety,-oś lunety,-oś libeli kolimacyjnej,-oś układu odczytowego. Warunki: oś libeli powinna być prostopadła do pionowej osi obrotu instrumentu. Oś pozioma obrotu lunety powinna być prostopadła do pionowej osi obrotu instrumentu. Oś celowa powinna być prostopadła do osi poziomej obrotu lunety. Luneta powinna być wolna od paralaksy siatki kresek, alidada powinna być osadzona centrycznie względem limbusa. Oś celowa powinna się przecinać z osią pionową obrotu teodolitu. Limbus powinien mieć regularny podział. Błędy układów osiowych: 1 błąd nie pewności osi instrumentu( nie dokładne spełnianie warunku:oś libeli powinna być prostopadła względem osi pionowej instrumentu - nieprawidłowa praca układu osiowego powodująca wzajemne chwianie się osi alidady i limbusa, nie prostopadłość osi libeli alidadowej do pionowej osi obrotu instrumentu) 2. błąd inklinacji - nie prostopadłość osi poziomej obrotu lunety do pionowej osi obrotu instrumentu. 3. błąd kolimacji- nie prostopadłość osi celowej do poziomej osi obrotu lunety. 4. błąd ekscentru alidady. 5. błąd ekscentru koła poziomego. 6. błąd ekscentru systemu odczytowego( zależy od podziału skali naniesionej na płytkę ogniskową mikroskopu lub od podziału limbusa) 7. bląd wichrowalności układu osiowego. Niwelator, Niwelacja - działanie pozwalające określić różnice wysokości pomiędzy punktami w ustalonym systemie wysokości.
Rodzaje niwelacji: 1barometryczna - polega na pomiarze wartości ciśnienia atmosferycznego na danych punktach, między którymi wyznaczono różnice wysokości za pomocą barometrów rtęciowych lub aneroidów sprężynowych. 2trygonometryczna - polega na wyznaczeniu teodolitem różnicy wysokości między dwoma punktami A i B z zależności trygonometrycznej zachodzącej w trójkącie prostokątnym, między odległością poziomą d, miedzy punktami A i B oraz kąt Bta nachylenia odcinka AB.3geometryczna - polega na wyznaczaniu niwelatorem różnicy wysokości między dwoma punktami przez celowanie wzdłuż pionowej linii celowej do pionowo ustawionych łat niwelacyjnych. 4 Hydrostatyczna - w niw(przewodzie).musi znajdować się ciecz która słabo rozpuszcza powietrze. Końcówki przewodu mają podziałkę. Niwelacja ta pozwala na ustalenie różnicy wysokości w bardzo dokładny sposób. Czynniki wpływające na niwelację hydrostatyczną:a) zewnęt: -temp.-ciśnienie atmosf.- przyśpieszenie ziemskie, - efekt pływów,- efekt pola elektrostatycznego,- czynniki dynamiczne. B)wewnętrzne: -siły kapilarne,- napięcie powierzchniowe,- błąd mimośrodu,- błąd zera,- błądy indywidualne systemów pomiarowych.Niwelatory: - Libelowe (budowa) - spodarka,- śruba elewacyjna,- śruba poziomująca,- płytka sprężynowa,- podstawa spodarki,- osłona śrub do rektyfikacji,- śruba zaciskowa alidady,- libella( kontroluje co się dzieje z lunetą ) Osie: -oś celowa lunety,- oś libelli,- oś obrotu niwelatora,- oś krzyża kresek. Oś celowa lunety musi być równoległa do osi libelli niwelacyjnej, musi spełniać warunki geometryczne ułożenia kresek. Pozioma kreska krzyża kresek musi być położona poziomo. Paralaksa- obraz widziany przez układ optyczny obiektywu musi być tworzony w płaszczyźnie krzyża kresek, jeśli tego nie ma to występuje paralaksa. Libella - jej zadaniem jest doprowadzenie osi niwelatora lub teodolitu do położenia pionowego, wyróżniamy libelle; pudełkowe, rurkowe, koindencjalne. Przewaga libelli - kąt o jaki można przechylić libellę odpowiadający przesunięciu pęcherzyka o jedną działkę. Klasy niwelatorów: precyzyjny, techniczny, budowlany.
Warunki konstrukcyjne: 1 oś libelli rurkowej powinna być równoległa do osi celowej lunety. 2 płaszczyzna gł. libelli pudełkowej powiina być prostopadła do osi obrotu alidady niwelatora. 3 kreska pozioma krzyża kresek(nitek) powinna być pozioma przy spionowanym niwelatorze. 4 obraz przedmiotu obserwowanego przez lunetę niwelatora powinien tworzyć się w płaszczyźnie krzyża kresek..5 oś libelli styczna do gł.powierzchni libelli w punkcie górowania. Niwelatory samopoziomujące( czynności poziomowania osi celowej przebiega automatycznie) Kompensator zajmuje się poziomowaniem libelli. Kompensatory mogą być mechaniczne lub cieczowe. Niw. Sp. Mają libellę pudełkową, może ona pilnować poziomu instrumentu w drobnym zakresie. Libella rurkowa została zastąpiona wahadłowym urządzeniem mechaniczno-optycznym. Schemat niw.sp: 1 szklana osłonka 2 pryzmat pentagonalny 3 obiektyw 4 soczewka ogniskująca 5 wahadłowo zawieszony pryzmat kompensatora 6 pryzmat sztywno połączony z lunetą 7 płytka z siatką nitek 8 okular. Warunki: 1 kompensator powinien ustawić oś celową w poziomie 2 kompensator powinien być sprawdzony w granicach swojego działania 3 prawidłowe ustawienie libelli pudełkowej oraz siatki nitek. Niw. Cyfrowe - zastosowano kody kreskowe pozwalające niwelatorowi odczytywać wartości. Wpływ warunków zewnętrznych: 1 wibracje powietrza 2 różnica temperatur 3 niejednorodne oświetlenie łaty 4 zasłonięcie części łaty. Inwar - stop żelaza niklu i chromu wykonuje się z niego łaty do niwelacji ponieważ ma znacznie mniejszą rozszerzalność niż stal. Zalety niw, cyfrowych: - większa efektywność pracy,- wykluczenie błędów grubych popełnianych przez obserwatora,- automatyczna kontrola poprawności działania. Niw laserowe: wiązka zkolimowana doprowadzana do równoległości korpus, głowica pryzmat pentagonalny. Odczyt na łacie: wspomagany detektorem, obserwacja optyczna linii świetlnej
Dyspersja - w optyce to zależność współczynnika załamania n ośrodka (np. szkła) od długości fali. W efekcie światło o różnych długościach załamane np. na pryzmacie załamuje się pod różnymi kątami, co daje rozdzielenie światła białego na barwy tęczy zwanego rozszczepieniem światła. Zależność współczynnika załamania światła od długości fali światła nazywana jest współczynnikiem dyspersji i jest parametrem określającym własności minerałów. Minerały o dużej dyspersji odpowiednio oszlifowane mienią się różnymi barwami w wyniku rozłożenia światła białego. Tachimetr - instrument geodezyjny przeznaczony do pomiaru kątów poziomych, kątów pionowych oraz odległości. Połączenie teodolitu i dalmierza. Instrument ten wykorzystywany jest w tachimetrii czyli masowym pomiarze położenia punktów terenowych. Wyróżnia się tachimetry optyczne oraz elektroniczne. W tych ostatnich odczyt kierunków poziomych, pionowych wykonywany jest automatycznie, a odległość mierzona jest z użyciem wbudowanego dalmierza elektrooptycznego.
Współczynnik refrakcji: c/v=k