„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Jan Lewandowski

Sprawdzanie kompletnego sprzętu optycznego
i optoelektronicznego 731[04].Z3.03

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
inż. Teresa Piotrowska
inż. Zbigniew Łuniewski



Opracowanie redakcyjne:
mgr Jan Lewandowski



Konsultacja:
dr inż. Anna Kordowicz-Sot

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 731[04].Z3.03
„Sprawdzanie kompletnego sprzętu optycznego i optoelektronicznego”, zawartego
w modułowym programie nauczania dla zawodu optyk-mechanik.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1.

Wprowadzenie

3

2.

Wymagania wstępne

4

3.

Cele kształcenia

5

4.

Materiał nauczania

6

4.1.

Pomiary zdolności rozdzielczej

6

4.1.1.

Materiał nauczania

6

4.1.2. Pytania sprawdzające

7

4.1.3. Ćwiczenia

7

4.1.4. Sprawdzian postępów

8

4.2.

Pomiary powiększenia

9

4.2.1.

Materiał nauczania

9

4.2.2. Pytania sprawdzające

12

4.2.3. Ćwiczenia

12

4.2.4. Sprawdzian postępów

16

4.3.

Pomiary pola widzenia

17

4.3.1.

Materiał nauczania

17

4.3.2. Pytania sprawdzające

19

4.3.3. Ćwiczenia

20

4.3.4. Sprawdzian postępów

23

4.4.

Pomiary równoległości wiązek i skręcenia obrazu

24

4.4.1.

Materiał nauczania

24

4.4.2. Pytania sprawdzające

25

4.4.3. Ćwiczenia

25

4.4.4. Sprawdzian postępów

26

4.5.

Pomiary średnic źrenic

27

4.5.1.

Materiał nauczania

27

4.5.2. Pytania sprawdzające

28

4.5.3. Ćwiczenia

29

4.5.4. Sprawdzian postępów

30

5.

Sprawdzian osiągnięć

31

6. Literatura

37

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o podstawowych pomiarach sprzętu

optycznego i optoelektronicznego, ich zasadach oraz ocenie jakości wykonanego sprzętu.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

−

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

−

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

−

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

−

sprawdzian postępów,

−

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

−

literaturę uzupełniającą.

Schemat układu jednostek modułowych

731[04].Z3.01

Dokonywanie pomiarów elementów

optycznych

731[04].Z3.02

Dokonywanie pomiarów zespołów

optycznych

731[04].Z3

Ocena jakości wyrobów

optycznych

731[04].Z3.03

Sprawdzanie kompletnego sprzętu

optycznego i optoelektronicznego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

–

stosować jednostki układu SI,

–

posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu fizyki, stosować prawa optyki
geometrycznej i falowej,

–

stosować zasady budowy elementów optycznych,

–

stosować zasady budowy elementów optoelektronicznych,

–

stosować zasady optyki falowej,

–

stosować zasady budowy przyrządów optycznych,

–

czytać rysunki wykonawcze,

–

wykonywać pomiary warsztatowe,

–

korzystać z różnych źródeł informacji,

–

obsługiwać komputer,

–

współpracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

zorganizować stanowisko do dokonywania pomiarów kompletnego sprzętu optycznego
i optoelektronicznego,

−

określić parametry sprzętu optycznego i optoelektronicznego,

−

posłużyć się optycznymi przyrządami pomiarowymi i kontrolnymi,

−

posłużyć się ławą optyczną,

−

sprawdzić zdolność rozdzielczą sprzętu optycznego,

−

sprawdzić powiększenie sprzętu optycznego,

−

dokonać pomiarów pola widzenia,

−

sprawdzić równoległość wiązek wychodzących z okularów,

−

sprawdzić wzajemne skręcenie obrazu,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej
i ochrony środowiska podczas dokonywania pomiarów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Pomiary zdolności rozdzielczej

4.1.1. Materiał nauczania

Parametry zespołów optycznych

Przyrządy optyczne posiadają parametry mające istotny wpływ na jakość działania.

Parametry te należy sprawdzać po zakończeniu montażu. Podstawowymi parametrami sprzętu
optycznego są:

−

pole widzenia,

−

powiększenie,

−

zdolność rozdzielcza.

W przyrządach dwuocznych dodatkowo sprawdza się:

−

równoległość wiązek wychodzących z okularów,

−

wzajemne skręcenie obrazów w obu gałęziach przyrządu,

−

różnicę powiększeń w obu gałęziach przyrządu.
Sposoby pomiaru tych parametrów omówimy na przykładzie mikroskopów, lunet, lornet.

Zdolność rozdzielcza – jest to najmniejsza odległość dwóch punktów które przez

przyrząd widzimy jako oddzielne.

Do badania zdolności rozdzielczej lunet używa się kolimatora (rys. 1), na którego płytce

ogniskowej znajduje się test kreskowy.

Rys. 1. Obliczanie testu zdolności rozdzielczej [10, s. 340]

Każdy test elementarny oznacza się kątem (w sekundach), pod jakim widać od strony

obiektywu kolimatora dwie sąsiednie – czarne lub białe – kreski. Jeśli obiektyw kolimatora
ma ogniskową f

k

, a odległość między sąsiednimi kreskami testu wynosi α, to kątową wartość

tych kresek obliczamy wg wzoru

k

f

a

=

α

gdzie: α – kat zdolności rozdzielczej w radianach.

W mikroskopach i aparatach fotograficznych zdolność rozdzielczą sprawdzamy

w obiektywach. Temat ten został omówiony w poradniku jednostki modułowej
731[04].Z3.02.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.

Jakie parametry mierzymy w gotowych urządzeniach optycznych?

2.

W jaki sposób mierzymy zdolność rozdzielczą lunet?

3.

W jaki sposób mierzymy zdolność rozdzielczą mikroskopów?

4.

W jaki sposób mierzymy zdolność rozdzielczą aparatów fotograficznych?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj pomiaru zdolności rozdzielczej wskazanej lunety.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje parametrów lunet,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące sposobów pomiaru
zdolności rozdzielczej w lunetach,

3)

przygotować stanowisko do sprawdzenia zdolności rozdzielczej lunet,

4)

dobrać przyrządy do sprawdzania zdolności rozdzielczej lunet,

5)

sprawdzić zdolność rozdzielczą wskazanej lunety,

6)

zanotować wyniki z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik,

−

ława optyczna,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

kolimator z testem zdolności rozdzielczej,

−

badana lunetka,

−

arkusz spostrzeżeń.

Ćwiczenie 2

Dokonaj pomiaru zdolności rozdzielczej wskazanego mikroskopu szkolnego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje parametrów mikroskopów,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące sposobów pomiaru
zdolności rozdzielczej w mikroskopach,

3)

przygotować stanowisko do sprawdzenia zdolności rozdzielczej mikroskopów,

4)

dobrać preparaty do sprawdzania zdolności rozdzielczej mikroskopów,

5)

sprawdzić zdolność rozdzielczą wskazanego mikroskopu,

6)

zanotować wyniki z przeprowadzonych pomiarów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

preparaty do sprawdzania zdolności rozdzielczej mikroskopów,

−

badany mikroskop,

−

arkusz spostrzeżeń.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

zdefiniować sposób pomiaru zdolności rozdzielczej lunet?

2)

zdefiniować sposób pomiaru zdolności rozdzielczej mikroskopów?

3)

zdefiniować sposób pomiaru zdolności rozdzielczej aparatów
fotograficznych?

4)

dobrać przyrządy kontrolne do pomiaru zdolności rozdzielczej lunet?

5)

dobrać preparaty do badania zdolności rozdzielczej mikroskopów?

6)

dokonać pomiaru zdolności rozdzielczej lunet?

7)

dokonać pomiaru zdolności rozdzielczej mikroskopów?

8)

dokonać pomiaru zdolności rozdzielczej aparatów fotograficznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

4.2. Pomiary powiększenia

4.2.1. Materiał nauczania

Powiększenie lupy jest to stosunek tangensa kąta pod jakim widzimy przedmiot przez

lupę, gdy przedmiot ten znajduje się w płaszczyźnie ogniskowej przedmiotowej lupy do
tangensa kąta, pod jakim widzimy przedmiot okiem nieuzbrojonym z odległości 250 mm.

Wyraża się wzorem

f

G

′

=

250

gdzie f’ jest ogniskową lupy.

W celu pomiaru powiększenia, należy zmierzyć ogniskową lupy i wyliczyć ze wzoru.

Pomiar ogniskowych został o mówiony w pakiecie jednostki modułowej 731[04].Z3.02.

Rys. 2. Obliczanie testu zdolności rozdzielczej [2, s. 328]

Powiększenie lupy możemy również zmierzyć w inny sposób (rys. 2). Przez lupę L

oglądamy podziałkę przedmiotową y. Między lupą a okiem ustawiamy płytkę szklaną pod
kątem 45° w stosunku do osi lupy. W tak zestawionym układzie możemy jednocześnie
patrzeć na obraz podziałki przedmiotowej y i podziałkę obrazową y'. Oko staramy się ustawić
w płaszczyźnie ogniskowej lupy, zaś suma odcinków MO i OB powinna wynosić 250 mm. Na
podziałce obrazowej

określamy wielkość obrazu y' podziałki przedmiotowej y.

Jako podziałki

y i y' może służyć papier milimetrowy. Przy pomiarze liczymy ilość kratek przedmiotowych
pokrywających długość jednej (lub więcej) „kratki obrazowej”.

Wartość powiększenia wyznaczamy ze wzoru:

y

y

G

′

=

Należy zwrócić uwagę na fakt, że przy tej metodzie pomiaru przedmiot nie znajduje się

w płaszczyźnie ogniskowej przedmiotowej lupy, gdyż oko akomoduje na skończoną odległość
MOB.

Chcąc zapewnić prawidłowe ustawienie lupy należałoby ustawić poniżej płytki szklanej

nie samą podziałkę milimetrową, obrazową, lecz kolimator o ogniskowej obiektywu 250 mm.
W płaszczyźnie ogniskowej kolimatora powinna znajdować się podziałka milimetrowa.
W tym przypadku zapewniamy prawidłową pracę oka przy wyłączonej akomodacji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Powiększenie mikroskopu wyraża się wzorem

ok

ob

M

G

G

⋅

=

β

. Okular w mikroskopie

spełnia rolę lupy, w związku z tym powiększenie okulara wyznaczamy jak powiększenie lupy.
Powiększenie obiektywu wyznaczamy za pomocą płytki mikrometrycznej (1 mm jest
podzielony na 100 części) i okulara mikrometrycznego. Obraz podziałki płytki
mikrometrycznej oglądamy przez mikroskop. Znając długość y przedmiotu i zmierzoną
okularem mikrometrycznym długość y’ obrazu utworzonego przez badany obiektyw

określamy powiększenie obiektywu wg wzoru

y

y

ob

′

−

=

β

.

Bezpośredni pomiar całego mikroskopu możemy wyznaczyć za pomocą nasadki do

rysowania typu Abbego.

Rys. 3. Pomiar powiększenia mikroskopu za pomocą nasadki do rysowania [10, s. 344]

Obserwując przez mikroskop podziałkę mikrometryczną leżącą na stoliku mikroskopu,

możemy narysować wymiar jej obrazu y’ na papierze milimetrowym, leżącym na stole
w odległości l mm od oka (

CO

BC

AB

l

+

+

=

). Należy przy pomiarze uważać, aby oś AB była

prostopadła do płaszczyzny rysunku. Teraz należy zmierzyć odległość m położenia dwóch
dowolnych kresek, które są obrazem podziałki mikrometrycznej. Odległość ta odpowiada n
działkom podziałki mikrometrycznej. Powiększenie mikroskopu obliczamy ze wzoru

250

l

a

n

m

G

mikr

⋅

⋅

=

gdzie: a – wartość działki elementarnej

Pomiar powiększenia mikroskopu za pomocą lunety

Rys. 4. Pomiar powiększenia mikroskopu za pomocą lunety [2, s. 332]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Mikroskop możemy traktować jako lupę o ujemnej ogniskowej obrazowej f

m

. Za

mikroskopem M (rys. 4) ustawiamy lunetkę L. W płaszczyźnie ogniskowej obiektywu posiada
ona podziałkę naniesioną na płytce lub okular mikrometryczny, którym mierzymy wielkość y'
obrazu odcinka y podziałki przedmiotowej, utworzonego przez mikroskop i obiektyw lunetki.
Mikroskop jest zogniskowany na podziałkę przedmiotową. Powiększenie mikroskopu
wyznaczamy ze wzoru:

l

m

f

y

y

f

′

⋅

′

=

′

gdzie:
f´

l

– ogniskowa obrazowa obiektywu lunetki

Znając wielkość y, f´

l

oraz mając zmierzone y´ możemy określić długość ogniskowej

mikroskopu, a następnie powiększenie mikroskopu.

Powiększenie lunet wyznaczamy ze wzoru

d

d

f

f

ok

ob

′

−

=

−

=

γ

gdzie:
f

ob

i f

ok

– ogniskowe obiektywu i okulara

d i d’ – średnice źrenic wejściowej i wyjściowej lunety

Powiększenie wyznacza się pośrednio przez pomiar ogniskowych f

ob

i f

ok

lub

bezpośrednio przez pomiar (druga część wzoru) źrenic wejściowej i wyjściowej. Źrenicę
wejściową (średnicę czynną obiektywu) mierzymy za pomocą suwmiarki. Źrenicę wyjściową
mierzymy za pomocą dynametru Ramsdena lub dnanametru Czapskiego (omówione
w pakiecie jednostki modułowej 731[04].Z1.02. Dynametr zbliżamy do okulara lunety tak,
aby płaszczyzna skali znalazła się w płaszczyźnie źrenicy wyjściowej przez porównanie jej
z podziałką skali.

Pomiar powiększenia lunety pomocą kolimatora i lunety

Rys. 5. Pomiar powiększenia lunety za pomocą kolimatora i lunety [2, s. 334]

Na płytce ogniskowej kolimatora K nacięte są 2 kreski znajdujące się od siebie

w odległości y (rys. 5). Kreski te położone są symetrycznie względem ogniska
przedmiotowego obiektywu kolimatora.

Znając wielkości y, f k' , f l; możemy po zmierzeniu y' obliczyć powiększenie G badanej

lunety.

l

k

f

y

f

y

G

′

⋅

′

⋅′

=

Wielkość y' odczytujemy na podziałce płytki ogniskowej lunety pomocniczej lub

zmierzyć okularem mikrometrycznym. Mogą one być też naniesione w postaci stałych kresek
tolerancyjnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

Praktycznie pomiar przeprowadzamy w następujący sposób. Na płytce ogniskowej lunetki

pomocniczej nanosi się podziałkę a na płytce kolimatora oprócz krzyża – dwie, symetrycznie
położone kreski (rys. 6a). Lunetę pomocniczą L celujemy na środek krzyża kolimatora K
i obserwujemy, na ilu podziałkach skali płytki ogniskowej lunety umieści się obraz y´

1

kresek

poziomych kolimatora. Następnie między kolimator i lunetkę pomocnicza wstawiamy badaną
lunetę L

B

(rys. 6b) i znowu obserwujemy, na ilu podziałkach skali płytki ogniskowej lunety

umieści się obraz y´

2

kresek poziomych kolimatora.

Rys. 6. Pomiar powiększenia mikroskopu za pomocą lunety [2, s. 334]

Powiększenie wyznaczamy ze wzoru

1

2

y

y

G

′

′

=

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.

W jaki sposób mierzymy powiększenie lupy?

2.

W jaki sposób mierzymy powiększenie mikroskopu?

3.

W jaki sposób mierzymy powiększenie lunety?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj pomiaru powiększenia wskazanej lupy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące powiększenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru powiększeń
przyrządów optycznych,

3)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru ogniskowych
elementów optycznych przyrządów optycznych,

4)

przygotować stanowisko do pomiaru powiększenia lupy,

5)

dokonać pomiaru ogniskowej badanej lupy za pomocą kolimatora i mikroskopu
pomiarowego,

6)

obliczyć powiększenie lupy,

7)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik,

−

mikroskop pomiarowy,

−

kolimator,

−

ława optyczna,

−

lupa do pomiaru,

−

arkusz spostrzeżeń.

Ćwiczenie 2

Dokonaj pomiaru powiększenia wskazanej lunety za pomocą dynametru Czapskiego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące powiększenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru powiększeń
przyrządów optycznych,

3)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące lunetki dioptryjnej
i dynametru Czapskiego,

4)

przygotować stanowisko do pomiaru powiększenia lunety,

5)

dokonać pomiaru źrenicy wejściowej lunety (średnicy obiektywu) za pomocą suwmiarki,

6)

dokonać pomiaru źrenicy wyjściowej lunety za pomocą dynametru Czapskiego,

7)

obliczyć powiększenie lunety,

8)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik,

−

suwmiarka,

−

dynametr Czapskiego,

−

ława optyczna,

−

badana luneta,

−

arkusz spostrzeżeń.

Ćwiczenie 3

Dokonaj pomiaru powiększenia wskazanej lupy za pomocą papieru milimetrowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące powiększenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru powiększeń
przyrządów optycznych,

3)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru ogniskowych
elementów optycznych przyrządów optycznych,

4)

przygotować stanowisko do pomiaru powiększenia lupy,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

5)

dokonać pomiaru wielkości przedmiotu i obrazu dla badanej lupy za pomocą płytki
płaskorównoległej i papieru milimetrowego,

6)

obliczyć powiększenie lupy,

7)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik,

−

płytka płaskorównoległa,

−

papier milimetrowy,

−

ława optyczna,

−

lupa do pomiaru,

−

arkusz spostrzeżeń.

Ćwiczenie 4

Dokonaj pomiaru powiększenia wskazanej lunety za pomocą kolimatora i lunety

pomocniczej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące powiększenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru powiększeń
przyrządów optycznych,

3)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące kolimatorów i lunet
pomiarowych,

4)

przygotować stanowisko do pomiaru powiększenia lunety,

5)

dobrać pomiarowe przyrządy optyczne,

6)

dokonać pomiaru y´

2

i y´

1

,

7)

obliczyć powiększenie lunety,

8)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik,

−

kolimator,

−

lunetka pomocnicza,

−

ława optyczna,

−

badana luneta,

−

arkusz spostrzeżeń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

Ćwiczenie 5

Dokonaj pomiaru powiększenia wskazanego mikroskopu za pomocą płytki

mikrometryczne i okulara mikrometrycznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące powiększenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru powiększeń
przyrządów optycznych,

3)

przygotować stanowisko do pomiaru powiększenia mikroskopu,

4)

dobrać pomiarowe przyrządy optyczne,

5)

dokonać pomiaru widzianej podziałki przez mikroskop za pomocą okulara
mikrometrycznego,

6)

obliczyć powiększenie mikroskopu,

7)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik,

−

płytka mikrometryczna,

−

okular mikrometryczny,

−

badany mikroskop,

−

arkusz spostrzeżeń.

Ćwiczenie 6

Dokonaj pomiaru powiększenia wskazanego mikroskopu za pomocą nasadki do

rysowania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące powiększenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru powiększeń
przyrządów optycznych,

3)

przygotować stanowisko do pomiaru powiększenia mikroskopu,

4)

przygotować nasadkę mikroskopową do rysowania,

5)

dokonać pomiaru widzianej podziałki mikrometrycznej przez mikroskop za pomocą
nasadki do rysowania na papierze milimetrycznym,

6)

obliczyć powiększenie mikroskopu,

7)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik,

−

płytka mikrometryczna,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

−

nasadka do rysowania,

−

papier milimetrowy,

−

badany mikroskop,

−

arkusz spostrzeżeń.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

zdefiniować sposoby pomiaru powiększenia lup?

2)

zdefiniować sposoby pomiaru powiększenia mikroskopów?

3)

zdefiniować sposoby pomiaru powiększenia lunet?

4)

dobrać przyrządy pomiarowe do wyznaczania powiększeń?

5)

dokonać pomiaru powiększenia lupy?

6)

dokonać pomiaru powiększenia mikroskopu?

7)

dokonać pomiaru powiększenia lunety?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

4.3. Pomiary pola widzenia

4.3.1. Materiał nauczania

Pomiar pola widzenia

Pole widzenia D lupy jest przeważnie ograniczone jej średnicą d. Wyliczamy go ze

wzoru

G

d

D

10

=

gdzie: G powiększenie lupy. Należy więc zmierzyć ogniskową i średnicę lupy

a następnie wyliczyć pole widzenia.

Rys. 6. Pomiar pola widzenia lupy [2, s. 341]

Pole widzenia mikroskopu i lupy mierzymy obserwując przezeń podziałkę

mikrometryczną (rys. 6). Jeśli w polu widzenia mikroskopu widzimy n działek mikrometru, to
pole widzenia D wynosi

a

n

D

⋅

=

gdzie:
a to wartość działki elementarnej podziałki mikrometrycznej

Pole widzenia lunety wyraża się katem, pod jakim widzimy obraz diafragmy pola lunety

ze środka źrenicy wejściowej. Mierzymy go za pomocą kolimatora szerokokątnego (rys. 3)

Rys. 7. Pomiar pola widzenia lunety za pomocą kolimatora szerokokątnego [10, s. 347]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

Podziałkę kolimatora obliczamy ze wzoru

tgw

f

y

k

w

⋅

=

gdzie:
y

w

– odległość kreski od środka skali odpowiadająca kątowi w

f

ok

– ogniskowa kolimatora

Wielkość pola widzenia lunety określamy, obserwując przez nią podziałkę płytki

ogniskowej kolimatora.

Rys. 8. Pomiar pola widzenia lunety z pomocą lunetki pomocniczej [2, s. 344]

W celu pomiaru obrazowego pola widzenia stosuje się jeszcze inną metodę. Przed

okularem badanej lunety należy ustawić w dość dużej odległości L podziałkę i obserwować jej
obraz od strony obiektywu przez lunetkę pomocniczą (rys. 8). Wielkość obrazowego pola
widzenia obliczymy z zależności:

L

y

tg

2

=

ω

przy czym y stanowi długość zaobserwowanego odcinka podziałki.

Rys. 9. Pomiar pola widzenia lunety za pomocą dwóch pryzmatów [2, s. 344]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

W prosty sposób możemy określić wielkość obrazowego pola widzenia przyrządu

posługując się sklejonym z dwóch trójkątnych pryzmatów zwanych sześcianem (rys. 9). Na
jednej z powierzchni sklejonych nanosi się cienką „półprzezroczystą” warstwę srebra.
Sześcian taki umieszcza się między ostatnią powierzchnią okulara Ok i okiem. Oko
obserwatora znajdujące się w punkcie A widzie obraz podziałki T, utworzony przez
posrebrzoną ścianę przeciwprostokątną pryzmatu. Podziałkę T umieszczamy w odległości
„dobrego widzenia” (250 mm) od źrenicy wyjściowej badanego przyrządu. Obserwując
jednocześnie przez częściowo przezroczysty sześcian podziałkę T i diafragmę pola D

p

zauważymy jak długi odcinek y podziałki T pokryje obraz diafragmy pola.

Obrazowe pole widzenia, określone tą metodą, obliczamy ze wzoru

podanego na str. 18

Sześcian wykonujemy i ustawiamy w ten sposób, aby źrenica wyjściowa przyrządu

leżała, jeśli to możliwe, w odległośai około 10 mm od ostatniej powierzchni pryzmatu.

W celu pomiaru obrazowego pola widzenia lunet typu Galileusza sześcian umieszczamy

jak najbliżej ostatniej powierzchni okulara. Oko powinno znajdować się w odległości nie
większej niż 10 = 15 mm od ostatniej powierzchni okulara.

Pomiary pola widzenia obiektywów fotograficznych

Pole widzenia obiektywu fotograficznego stanowi kąt obejmujący tę część przestrzeni

przedmiotowej, której obraz utworzony w płaszczyźnie materiału światłoczułego
charakteryzuje się założoną zdolnością rozdzielczą i dopuszczalnym spadkiem oświetlenia.
Wierzchołek tego kąta znajduje się w środku źrenicy wejściowej obiektywu. Zwykle
przesłona pola aparatu fotograficznego ma kształt prostokąta lub kwadratu. Stosunek połowy
przekątnej kadru do ogniskowej obiektywu daje wartość tangensa połowy kąta pola widzenia
aparatu fotograficznego.

Wielkość pola widzenia kamery fotograficznej można zmierzyć kątomierzem celując

przez obiektyw kamery (ustawiony na „nieskończoność”) raz na jeden, a następnie na
przeciwległy brzeg przesłony pola widzenia.

Chcąc określić pole widzenia obiektywu fotograficznego należy w określonych

warunkach (oświetlenie testu, czas naświetlania, jakość materiału światłoczułego, warunki
wywoływania i utrwalania) i na wzorcowej kamerze wykonać zdjęcie testu. Obszar zdjęcia,
w którym spełnione są założone wymagania, dotyczące zdolności rozdzielczej i spadku
oświetlenia (stopień poczernienia kliszy) określa wielkość obrazowego pola widzenia.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.

W jaki sposób dokonujemy pomiarów pola widzenia lup?

2.

W jaki sposób dokonujemy pomiarów pola widzenia lunet?

3.

W jaki sposób dokonujemy pomiarów pola widzenia mikroskopów?

4.

W jaki sposób dokonujemy pomiarów pola widzenia aparatów fotograficznych?

5.

W jaki sposób dokonujemy pomiarów pola widzenia kamery?

6.

W jaki sposób dokonujemy pomiarów pola widzenia obiektywów fotograficznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj pomiaru pola widzenia mikroskopu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pola widzenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru pola widzenia
przyrządów optycznych,

3)

przygotować stanowisko do pomiaru pola widzenia mikroskopu,

4)

policzyć ilość działek mikrometru widzianych w polu widzenia mikroskopu,

5)

obliczyć pole widzenia mikroskopu,

6)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

podziałka mikrometryczna,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

badany mikroskop,

−

arkusz spostrzeżeń.

Ćwiczenie 2

Dokonaj pomiaru pola widzenia lupy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pola widzenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru pola widzenia
przyrządów optycznych,

3)

przygotować stanowisko do pomiaru pola widzenia lupy,

4)

policzyć ilość działek mikrometru widzianych w polu widzenia lupy,

5)

obliczyć pole widzenia lupy,

6)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

podziałka mikrometryczna,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

badana lupa,

−

arkusz spostrzeżeń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

Ćwiczenie 3

Dokonaj pomiaru pola widzenia wskazanej lunety za pomocą kolimatora szerokokątnego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pola widzenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru pola widzenia
lunet,

3)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące budowy kolimatorów,

4)

przygotować stanowisko do pomiaru pola widzenia lunety,

5)

dokonać pomiaru pola widzenia lunety,

6)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

kolimator szerokokątny,

−

ława optyczna,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

badana luneta,

−

arkusz spostrzeżeń.

Ćwiczenie 4

Dokonaj pomiaru pola widzenia wskazanej lunety za pomocą lunetki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pola widzenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru pola widzenia
lunet,

3)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące budowy lunetek
pomiarowych,

4)

przygotować stanowisko do pomiaru pola widzenia lunety,

5)

dokonać pomiaru pola widzenia lunety,

6)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

lunetka pomiarowa,

−

ława optyczna,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

badana luneta,

−

arkusz spostrzeżeń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

Ćwiczenie 5

Dokonaj pomiaru pola widzenia wskazanej lunety za pomocą pryzmatów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pola widzenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru pola widzenia
lunet,

3)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące sprawdzania pola widzenia
za pomocą pryzmatów,

4)

przygotować stanowisko do pomiaru pola widzenia lunety,

5)

dokonać pomiaru pola widzenia lunety,

6)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

pryzmaty,

−

podziałka lub papier milimetrowy,

−

ława optyczna,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

badana luneta,

−

arkusz spostrzeżeń.

Ćwiczenie 6

Dokonaj pomiaru pola widzenia aparatu fotograficznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pola widzenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru pola widzenia
aparatów fotograficznych,

3)

przygotować stanowisko do pomiaru pola widzenia aparatów fotograficznych,

4)

dokonać pomiaru pola widzenia aparatu fotograficznego,

5)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

przyrządy do pomiarów liniowych,

−

statyw do aparatu fotograficznego,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

badana luneta,

−

arkusz spostrzeżeń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

Ćwiczenie 7

Dokonaj pomiaru pola widzenia obiektywu fotograficznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pola widzenia przyrządów
optycznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pomiaru pola widzenia
obiektywów fotograficznych,

3)

przygotować stanowisko do pomiaru pola widzenia obiektywów fotograficznych,

4)

dokonać pomiaru pola widzenia aparatu fotograficznego,

5)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

statyw do aparatu fotograficznego,

−

kontrolna kamera aparatu fotograficznego,

−

test do badania pola widzenia obiektywów fotograficznych,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

badany obiektyw fotograficzny,

−

arkusz spostrzeżeń.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

scharakteryzować sposób pomiaru pola widzenia lunet?

2)

scharakteryzować sposób pomiaru pola widzenia lup?

3)

scharakteryzować sposób pomiaru pola widzenia mikroskopów?

4)

scharakteryzować sposób pomiaru pola aparatów fotograficznych?

5)

dobrać sprzęt pomiarowy do pomiaru pola widzenia sprzętu
optycznego?

6)

dokonać pomiaru pola widzenia lup?

7)

dokonać pomiaru pola widzenia lunet?

8)

dokonać pomiaru pola widzenia mikroskopów?

9)

dokonać pomiaru pola widzenia aparatów fotograficznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

4.4. Pomiary równoległości wiązek i skręcenia obrazu

4.4.1. Materiał nauczania

Pomiar równoległości wiązek wychodzących z okularów przyrządów dwuocznych

W przyrządach dwuocznych wiązki promieni wychodzące z okularów muszą być do

siebie równoległe. Dopuszczalne odchyłki nierównoległości wiązek podano w pakiecie
jednostki modułowej 731[04].Z1.02 w temacie lornety. Sprawdzenia odchyłek równoległości
wiązek sprawdzamy za pomocą lornetki podwójnej.

Rys. 12. Lunetka podwójna do sprawdzania równoległości osi przyrządów dwuocznych: 1 – okular, 2 – płytka

ogniskowa, 3 – oprawa płytki, 4 – rurki, 5 – obiektyw, 6 – prostokąt tolerancji [10, s. 348]

.

W jednej z lunetek znajduje się krzyż, w drugiej zaś – krzyż i pole tolerancji

nierównoległości (rys. 12). Sprawdzany przyrząd kierujemy: w przypadku lunety na daleki
punkt, w przypadku mikroskopu na preparat leżący na stoliku i ustawiamy jego obraz
w środku pola widzenia. Za okularami ustawiamy lunetkę podwójną tak, aby obraz wybranego
punktu przedmiotowego znalazł się w punkcie przecięcia ramion krzyża jednej lunetki
i patrząc w drugą sprawdzamy, czy obraz tego samego punktu przedmiotowego nie wyszedł
z pola tolerancji.

Pomiar wzajemnego skręcenia obrazów i różnicy powiększeń w przyrządach
dwuocznych

Do pomiaru tych parametrów używamy lunetki podwójnej jak przy poprzednim

pomiarze. Sprawdzany przyrząd kierujemy na dowolną prostą płaszczyzny przedmiotowej
i sprowadzamy jej obraz na środek pola widzenia (rys. 13). Za okularami ustawiamy lunetkę
podwójną. W jednej z lunetek uzgadniamy kierunek obrazu prostej z kierunkiem ramienia
krzyż i patrząc w drugą lunetkę sprawdzamy kąt zawarty między obrazem tej samej prostej
i odpowiednim

ramieniem

krzyża.

Dopuszczalne

skręcenie

zaznaczono

kreskami

tolerancyjnymi w lunetce podwójnej. Powiększenie obu gałęzi mierzymy metodami
opisanymi przy pomiarze powiększeń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

Rys. 13. Pomiar skręcenia obrazu: a) schemat układu pomiarowego, b i c) siatka płytki ogniskowej [2, s. 363]

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.

W jaki sposób dokonujemy pomiaru równoległości wiązek wychodzących z okularów
przyrządów dwuocznych?

2.

W jaki sposób dokonujemy pomiaru skręcenia obrazu w przyrządach dwuocznych?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj sprawdzenia równoległości wiązek wychodzących z okularów lornetki

pryzmatycznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące przyrządów dwuocznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące dopuszczalnych tolerancji
nierównoległości osi występujących w przyrządach optycznych,

3)

przygotować stanowisko do sprawdzenia nierównoległości osi lornety,

4)

dokonać sprawdzenia nierównoległości osi,

5)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

lunetka podwójna,

−

ława optyczna,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

badana lornetka pryzmatyczna,

−

arkusz spostrzeżeń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

Ćwiczenie 2

Dokonaj sprawdzenia skręcenia obrazu w lornetce pryzmatycznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące przyrządów dwuocznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące dopuszczalnych tolerancji
nierównoległości osi występujących w przyrządach optycznych,

3)

przygotować stanowisko do sprawdzenia skręcenia obrazu,

4)

przygotować przyrządy kontrolno justierskie do sprawdzania skręcenia obrazu,

5)

dokonać sprawdzenia skręcenia obrazu,

6)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

lunetka podwójna,

−

płytka ogniskowa do sprawdzania skręcenia obrazu,

−

ława optyczna,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

badana lornetka pryzmatyczna,

−

arkusz spostrzeżeń.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

scharakteryzować sposób sprawdzenia równoległości osi wiązek
przyrządów dwuocznych?

2)

scharakteryzować

sposób

sprawdzenia

skręcenia

obrazu

w przyrządach dwuocznych?

3)

dobrać przyrządy justerskie do sprawdzania równoległości osi wiązek
przyrządów dwuocznych?

4)

dobrać przyrządy justerskie do sprawdzania skręcenia obrazu
w przyrządach dwuocznych?

5)

sprawdzić równoległość osi wiązek przyrządów dwuocznych?

6)

sprawdzić skręcenia obrazu w przyrządach dwuocznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

4.5. Pomiary średnic źrenic

4.5.1. Materiał nauczania

Jeśli źrenicę wejściową przyrządu stanowi oprawa obiektywu (np. lunety typu Keplera),

to jej średnicę mierzymy suwmiarką.

W przypadku gdy diafragma aperturowa znajduje się wewnątrz przyrządu optycznego,

wówczas średnicę jej obrazu w przestrzeni przedmiotowej możemy zmierzyć na mikroskopie
pomiarowym (np.: duży mikroskop warsztatowy). Wielkość przesunięcia stołu, konieczna do
naprowadzenia krzyża mikroskopu raz na jeden, drugi raz na drugi brzeg obrazu diafragmy
aperturowej, daje średnicę źrenicy wejściowej lunety. Oś przyrządu powinna być prostopadła
do płaszczyzny przesuwu stołu, gdyż w przeciwnym przypadku zmierzymy rzut średnicy
źrenicy na tę płaszczyznę.

5

5

0

Luneta mierzona

Dynametr Czapskiego

Rys. 14. Pomiar średnic źrenic [opracowanie własne]

Średnicę źrenicy wyjściowej przyrządów optycznych mierzymy najczęściej dynametrem

Ramsdena lub Czapskiego. Należy zwracać uwagę na możliwie dokładne ustawienie obrazu
źrenicy wyjściowej (dynametru Czapskiego) lub samej źrenicy (dynametr Ramsdena)
w płaszczyźnie podziałki dynametru.

Gdy zależy nam na dokładnym zmierzeniu średnicy źrenicy wyjściowej, wówczas pomiar

należy wykonać na mikroskopie warsztatowym lub komparatorze. Należy zwrócić uwagę, aby
płaszczyzna źrenicy była równoległa do płaszczyzny przesuwu stołu mikroskopu lub
komparatora. Zachodzi to wtedy, gdy jeden i drugi brzeg obrazu źrenicy jest jednakowo ostro
widziany w płaszczyźnie płytki ogniskowej mikroskopu.

Jeśli okular przyrządu ma regulację dioptryjną, to należy ja ustawić na 0 dioptrii.

Na ogół warunki techniczne dla przyrządów wizualnych przewidują sprawdzanie odległości
źrenicy wyjściowej od ostatniej powierzchni okulara. Sprawdzenie to najłatwiej wykonać
dynametrem Czapskiego. Na tubusie dynametru jest nacięta milimetrowa podziałka rys. 14
Dynametr przesuwamy w rurce zewnętrznej 0p do chwili pojawienia się w płaszczyźnie
krzyża płytki ogniskowej obrazu pyłków, znajdujących się na ostatniej powierzchni okulara.

Następnie odsuwamy dynametr tak, aby w płaszczyźnie siatki płytki ogniskowej znalazł

się obraz źrenicy wyjściowej lunety. Za każdym razem odczytujemy wskazania na podziałce
tubusa dynametru. Wskaźnikiem jest brzeg rurki zewnętrznej. Z różnicy odczytów
otrzymujemy odległość źrenicy wyjściowej lunety od ostatniej powierzchni okulara.

Pomiary źrenic obiektywów fotograficznych

Oświetlenie obrazu utworzonego przez obiektyw fotograficzny w środku pola jest

proporcjonalne do jego „siły światła”, czyli do wielkości

f

D

′

, gdzie f' – ogniskowa, a D –

średnica źrenicy wejściowej obiektywu. Pomiar możemy wykonać na mikroskopie
warsztatowym (metoda opisana wcześniej).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

Sprawdzenie regulacji dioptryjnej pęków promieni wychodzących z okularów
przyrządów obserwacyjnych

Ponieważ okulary przyrządów optycznych posiadają regulację dioptryjną przeważnie

w zakresie ± 5 dioptrii, więc przy sprawdzaniu ich czwartej i piątej podziałki pierścienia
dioptryjnego musimy uciec się do pomocy wzorcowych szkieł okularowych o odpowiedniej,
znanej mocy. Szkło okularowe ustawiamy w płaszczyźnie źrenicy wyjściowej badanego
przyrządu, przy czym jego moc (co do bezwzględnej wartości) równa jest wskazaniu na
pierścieniu dioptryjnym okulara tego przyrządu, lecz przeciwnego znaku.

Gdy ustawienie dioptryjne okulara równe jest co do bezwzględnej wartości mocy użytego

szkła okularowego, wówczas z takiego układu wychodzą pęki promieni równoległych
i ustawiona bezpośrednio przy szkle okularowym lunetka dioptryjna powinna dać zerowe
wskazanie. Jeśli podziałka dioptryjna okulara badanego przyrządu jest nieprawidłowa, to
odchyłkę odczytujemy tak, jak poprzednio na skali lunetki dioptryjnej.

W przypadku lunet nie posiadających płytki ogniskowej pomiar zestawiamy jak pokazano

schematycznie na rys. 15. Przed badaną lunetą B ustawiamy kolimator K z krzyżem
w płaszczyźnie ogniskowej jego obiektywu. Bezpośrednio do muszli okularowej lunety B
przystawiamy płaszczyznę oporową lunetki dioptryjnej L. Uchwyciki G połączone z rurką
obiektywu lunetki dioptryjnej L służą do przesuwania jej obiektywu w rurce zewnętrznej.

Rys. 15. Sprawdzenie podziałki dioptryjnej [2, s. 363]

Sprawdzenie zera dioptrii okulara lunety badanej B wykonuje się w sposób opisany

poprzednio z tą tylko różnicą, że zamiast obrazu siatki obserwujemy obraz krzyża płytki
ogniskowej kolimatora K.

W praktyce przy sprawdzaniu punktu zera dioptrii za pomocą lunetki dioptryjnej nie

popełniamy błędu większego niż 0,02 = 0,05 dioptrii. Wielkość tego błędu zależy głównie od
średnicy źrenicy wyjściowej badanego przyrządu.

Standardowe lunetki dioptryjne wykonuje się z obiektywem o ogniskowej f´

ob

= 80 mm

i okularem f´

ok

= 20 mm. Wykonuje się także lunetki - dynametry typu Czapskiego, które na

płytce ogniskowej mają podziałkę naciętą co 0,1 mm. Lunetkę taką zmienia się na dynametr
przez nakręcenie symetrycznie drugiego obiektywu o tej samej ogniskowej. Powiększenie
obiektywu otrzymanego w ten sposób mikroskopu wynosi β = -1.

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.

W jaki sposób mierzymy średnice źrenic przyrządów optycznych?

2.

W jaki sposób sprawdzamy dioptryjność pęków promieni wychodzących z okularów
przyrządów obserwacyjnych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj pomiaru średnicy źrenicy wyjściowej lunety.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące lunet,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje pomiarów źrenic,

3)

przygotować stanowisko do pomiaru średnic źrenic przyrządów optycznych,

4)

zapoznać się z instrukcją stanowiskową,

5)

zmierzyć średnicę wejściową lunety,

6)

zmierzyć średnicę wyjściową lunety za pomocą dynametru Czapskiego,

7)

zmierzyć średnicę wyjściową lunety za pomocą dynametru Ramsdena,

8)

zmierzyć średnicę wyjściową lunety za pomocą mikroskopu warsztatowego,

9)

porównać wyniki pomiarów,

10)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

dynametr Czapskiego,

−

dynametr Ramsdena,

−

mikroskop warsztatowy,

−

ława optyczna,

−

suwmiarka,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

badana luneta,

−

arkusz spostrzeżeń.

Ćwiczenie 2

Przeprowadź sprawdzenie ustawienia zera dioptrii i podziałkę dioptryjną w lornetce

pryzmatycznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące przyrządów dwuocznych,

2)

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje regulacji dioptryjnej w przyrządach
optycznych,

3)

przygotować stanowisko do sprawdzenia regulacji dioptryjnej,

4)

zapoznać się z instrukcją stanowiskową,

5)

sprawdzić zero dioptrii w okularach lornetki,

6)

sprawdzić wskazania regulacji dioptryjnej w okularach lornetki,

7)

zanotować spostrzeżenia z przeprowadzonych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

soczewki okularowe o mocy +5 i -5 dptr,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

−

soczewki okularowe o mocy +3 i -3 dptr,

−

soczewki okularowe o mocy +1 i -1 dptr,

−

ława optyczna,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

badana lornetka pryzmatyczna,

−

arkusz spostrzeżeń.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

scharakteryzować sposób sprawdzania dioptryjności pęków promieni
wychodzących z okularów przyrządów obserwacyjnych?

2)

dobrać przyrządy do sprawdzania dioptryjności pęków promieni
wychodzących z okularów przyrządów obserwacyjnych?

3)

obsłużyć lunetkę dioptryjną?

4)

obsłużyć dynametr Ramsdena i Czapskiego?

5)

sprawdzić dioptryjność pęków promieni wychodzących z okularów
przyrządów obserwacyjnych?

6)

sprawdzić zero dioptrii w okularach przyrządów obserwacyjnych?

7)

dokonać pomiaru średnicy źrenicy wyjściowej?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

5.

SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.

Przeczytaj uważnie instrukcję.

2.

Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.

3.

Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

4.

Test zawiera 25 zadania. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwe odpowiedzi. Tylko
jedna jest prawidłowa.

5.

Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6.

Zadania wymagają stosunkowo prostych obliczeń, które powinieneś wykonać przed
wskazaniem poprawnego wyniku.

7.

Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.

8.

Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie
na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

9.

Na rozwiązanie testu masz 45 min.

Powodzenia

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Przedstawiony rysunek pokazuje sposób obliczania

a)

testu zdolności rozdzielczej.

b)

zdolności rozdzielczej lup.

c)

zdolności rozdzielczej lunet.

d)

zdolności rozdzielczej mikroskopów.

2.

Do badania zdolności rozdzielczej lunety używamy
a)

preparatu pleurosigmy angulatum.

b)

preparatu amphipleura pellucida.

c)

kolimatora z testem kreskowym.

d)

kolimatora z testem promienistym.

3.

Do pomiaru powiększenia lupy stosujemy metodę pomiaru
a)

promienia krzywizny.

b)

ogniskowych.

c)

wielkości przedmiotu i obrazu.

d)

ogniskowych czołowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

4.

Do pomiaru powiększenia mikroskopu stosujemy

a)

apertometr.

b)

płytkę mikrometryczną.

c)

preparat amphipleura pellucida.

d)

płytkę Abbego.

5.

Nasadka do rysowania typu Abbego służy do pomiaru powiększenia

a)

lup.

b)

lunet.

c)

mikroskopów.

d)

lornet.

6.

Dynametr Czapskiego służy do pomiaru powiększenia
a)

lup.

b)

lunet.

c)

mikroskopów.

d)

lornet.

7.

Do pomiaru pola widzenia lupy wystarczy zmierzyć

a)

ogniskową i średnicę.

b)

ogniskową i promień.

c)

średnicę i promień.

d)

ogniskową i grubość.

8.

Podziałkę mikrometryczną stosujemy do pomiaru pola widzenia

a)

lupy.

b)

lunety.

c)

aparatu fotograficznego.

d)

lornet.

9.

Pokazany schemat służy do pomiaru pola widzenia

a)

lupy.

b)

lunety.

c)

mikroskopu.

d)

lornet.

10.

Kolimator szerokokątny służy do pomiaru pola widzenia

a)

lupy.

b)

lunety.

c)

mikroskopu.

d)

lornet.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

11.

Lunetka podwójna służy do sprawdzania
a)

zdolności rozdzielczej lornet.

b)

równoległości osi lornet.

c)

pola widzenia lornet.

d)

powiększenia lornet.

12.

Odległość l jest to odległość potrzebna przy pomiarze powiększenia

a)

mikroskopu.

b)

lunety.

c)

lupy.

d)

lornety.

13.

Parametr którego nie sprawdzamy lupie to

a)

zdolność rozdzielcza.

b)

powiększenie.

c)

pole widzenia.

d)

równoległość osi.

14.

Przy pomiarze powiększenia lunet korzystamy ze wzoru

a)

f

G

250

=

.

b)

.

d

d

′

−

=

γ

c)

.

250

l

a

n

m

G

⋅

⋅

=

d)

.

y

y

′

−

=

β

15.

Przy pomiarze powiększenia lupy korzystamy ze wzoru

a)

f

G

250

=

.

b)

.

d

d

′

−

=

γ

c)

.

250

l

a

n

m

G

⋅

⋅

=

d)

.

y

y

′

−

=

β

16.

Wzór

250

l

a

n

m

G

⋅

⋅

=

słu

ż

y do pomiaru powi

ę

kszenia

a)

lunety.

b)

mikroskopu.

c)

lupy.

d)

lornety.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

17.

Wzór

G

d

D

10

=

słu

ż

y do pomiaru

a)

pola widzenia lunety.

b)

pola widzenia mikroskopu.

c)

pola widzenia lupy.

d)

pola widzenia lornety.

18.

Przedstawiony na rysunku przyrz

ą

d słu

ż

y do pomiaru

ś

rednicy

5

5

0

Luneta mierzona

a)

ź

renicy wyj

ś

ciowej.

b)

ź

renicy wej

ś

ciowej.

c)

okulara.

d)

obiektywu.

19.

Przedstawiony na rysunku schemat słu

ż

y do

a)

sprawdzania równoległo

ś

ci osi.

b)

pomiaru

ś

rednicy

ź

renicy wyj

ś

ciowej.

c)

sprawdzania zera dioptrii.

d)

pomiaru

ś

rednicy obiektywu.

20.

Do sprawdzania regulacji dioptryjnej u

ż

ywamy soczewek okularowych o mocy

a)

+ 5 i – 5 dioptrii.

b)

+ 2 i – 6 dioptrii.

c)

+ 7 i – 1 dioptrii.

d)

+ 8 i – 8 dioptrii,

21.

Ś

rednic

ę

ź

renicy wyj

ś

ciowej obiektywu mo

ż

emy zmierzy

ć

za pomoc

ą

a)

mikroskopu laboratoryjnego.

b)

mikroskopu warsztatowego.

c)

lunety autokolimacyjnej.

d)

lunety wychylnej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

22.

Przedstawiony na rysunku schemat służy do

a)

równoległości osi w lornetkach.

b)

skręcenia obrazu w lornetkach.

c)

ustawienia płytki ogniskowej.

d)

sprawdzenia zera dioptrii w okularze.

23.

Wielkość pola widzenia kamery możemy zmierzyć

a)

suwmiarką.

b)

linijką.

c)

kątomierzem.

d)

lupą.

24.

W celu dokonania pomiaru powiększenia lunety należy zmierzyć średnicę

a)

obiektywu.

b)

okulara.

c)

obudowy.

d)

płytki ogniskowej.

25.

Sześcianu składającego się z dwóch pryzmatów prostokątnych używamy do pomiaru

a)

pola widzenia.

b)

powiększenia.

c)

zdolności rozdzielczej.

d)

apertury.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

Sprawdzanie kompletnego sprzętu optycznego i optoelektronicznego

Zakreśl poprawną odpowiedź

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1

a

b

c

d

2

a

b

c

d

3

a

b

c

d

4

a

b

c

d

5

a

b

c

d

6

a

b

c

d

7

a

b

c

d

8

a

b

c

d

9

a

b

c

d

10

a

b

c

d

11

a

b

c

d

12

a

b

c

d

13

a

b

c

d

14

a

b

c

d

15

a

b

c

d

16

a

b

c

d

17

a

b

c

d

18

a

b

c

d

19

a

b

c

d

20

a

b

c

d

21

a

b

c

d

22

a

b

c

d

23

a

b

c

d

24

a

b

c

d

25

a

b

c

d

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

6.

LITERATURA

1.

Chalecki J.: Przyrządy optyczne. WNT, Warszawa 1979

2.

Hanc T.: Pomiary optyczne. WNT, Warszawa 1964

3.

Hein A., Sidorowicz A., Wagnerowski T.: Oko i okulary. Wydawnictwo Przemysłu
Lekkiego i Spożywczego, Warszawa 1966

4.

Jóźwicki R.: Optyka Instrumentalna. WNT, Warszawa 1970

5.

Krawcow J. A., Orłow J. I.: Optyka geometryczna ośrodków jednorodnych. WNT,
Warszawa 1993

6.

Meyer – Arendt J. R.: Wstęp do optyki. PWN, Warszawa 1977

7.

Nowak J., Zając M.: Optyka – kurs elementarny. Oficyna Wydawnicza Politechniki
Wrocławskiej, Wrocław 1998

8.

Pluta M.: Mikroskopia optyczna. PWN, Warszawa 1982

9.

Sojecki A.: Optyka. WSiP, Warszawa 1997

10.

Tryliński W. (red.): Konstrukcja przyrządów i urządzeń precyzyjnych. WNT, Warszawa
1996