„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

 

 

 
 
 

MINISTERSTWO EDUKACJI 

NARODOWEJ 

 

 
 
Teresa Piotrowska 

 

 
 
 
 
 
 

Dokonywanie pomiarów elementów optycznych 
713[07].Z3.01 

 

 

 

 

 
 
 
 

Poradnik dla ucznia 

 
 
 
 
 

 
 

 

 

 

 

 
 
 
 

Wydawca

 

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy 
Radom 2007 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

1 

Recenzenci: 
mgr inŜ. Ewa Zajączkowska 
inŜ. Zbigniew Łuniewski 
 
 
 
Opracowanie redakcyjne: 
inŜ. Teresa Piotrowska 
 
 
 
Konsultacja: 
dr inŜ. Anna Kordowicz-Sot 
 
 
 
 

 
 

 
 
 
 
 
Poradnik  stanowi  obudowę  dydaktyczną  programu  jednostki  modułowej  731[04].Z3.01 
„Dokonywanie  pomiarów  elementów  optycznych”,  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 właściwości materiałów optycznych 

6 

4.1.1.

 

Materiał nauczania 

6 

4.1.2.  Pytania sprawdzające 

11 

4.1.3.  Ćwiczenia 

12 

4.1.4.  Sprawdzian postępów 

14 

4.2.

 

Pomiary parametrów elementów optycznych 

15 

4.2.1.   Materiał nauczania 

15 

4.2.2.  Pytania sprawdzające 

26 

4.2.3.  Ćwiczenia 

26 

4.2.4.  Sprawdzian postępów 

32 

4.3. Czystość optyczna 

33 

4.3.1.  Materiał nauczania 

33 

4.3.2.  Pytania sprawdzające 

35 

4.3.3.   Ćwiczenia 

36 

4.3.4.   Sprawdzian postępów 

37 

5.

 

Sprawdzian osiągnięć 

38 

6.  Literatura 

44 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

3 

1.  WPROWADZENIE

 

 

Poradnik  będzie  Ci  pomocny  w  przyswajaniu  wiedzy  o  pomiarach  elementów 

optycznych:  przy  dobieraniu  metody  pomiarowej,  przyrządów  pomiarowych,  wykonywaniu 
pomiarów oraz interpretowaniu ich wyników. 

W poradniku zamieszczono: 

–

 

wymagania  wstępne  –  wykaz  umiejętności,  jakie  powinieneś  mieć  juŜ  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 juŜ 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: 

−

 

korzystać z róŜnych źródeł informacji, 

−

 

stosować jednostki układu SI, 

−

 

przeliczać jednostki, 

−

 

posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu: fizyki, charakteryzowania elementów 
optycznych,  wykonywanie  elementów  optycznych  oraz  wykonywanie  podstawowych 
pomiarów warsztatowych, 

−

 

posługiwać się podstawowymi przyrządami pomiarowymi, 

−

 

czytać schematy optyczne, 

−

 

współpracować w grupie. 

 
 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

5 

3.  CELE KSZTAŁCENIA

 

 

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: 

–

 

sklasyfikować parametry materiałów optycznych, 

–

 

opisać i zastosować urządzenia do pomiarów właściwości materiałów optycznych, 

–

 

zorganizować stanowisko do dokonywania pomiarów elementów optycznych, 

–

 

dokonać pomiarów współczynnika załamania, 

–

 

dokonać pomiarów dwójłomności, 

–

 

sprawdzić smuŜystość, 

–

 

sprawdzić pęcherzowatość, 

–

 

określić  budowę  i  zastosować  urządzenia  do  pomiarów  parametrów  elementów 
optycznych, 

–

 

dokonać pomiarów promienia krzywizny soczewki, 

–

 

dokonać pomiarów mocy soczewki, 

–

 

dokonać pomiarów ogniskowej soczewki, 

–

 

skontrolować czystość optyczną, 

–

 

dokonać pomiarów ogniskowych soczewek, 

–

 

sprawdzić centralność soczewek i klinowość płytek. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

6 

4.  MATERIAŁ NAUCZANIA

 

 
4.1.  Pomiary właściwości materiałów optycznych 

 

4.1.1.  Materiał nauczania

 

 

 

Do  konstruowania  układów  optycznych obarczonych małymi aberracjami niezbędny jest 

określony asortyment gatunków szkieł. Parametry określające jakość szkła optycznego to: 
–

 

współczynnik załamania n

d

, 

–

 

dyspersja średnia (n

F

 – n

C

), 

–

 

dwójłomność, 

–

 

absorpcja, 

–

 

smuŜystość, 

–

 

pęcherzowatość. 

 
Pomiar współczynnika załamania 
 

Do wyznaczania współczynnika załamania słuŜą goniometry i refraktometry. 

Za  pomocą  goniometru  dokonujemy  pomiaru  kąta  łamiącego  θ  i  kata  najmniejszego 
odchylenia  δ

min

  pryzmatu  wykonanego  z  badanego  szkła,  a  następnie  wyliczenie 

współczynnika załamania wg wzoru 

2

sin

2

sin

min

θ

δ

θ

+

=

n

 

 

Goniometr składa się z: 

–

 

stałego kolimatora z krzyŜem lub szczeliną, 

–

 

stolika obrotowego, 

–

 

lunety autokolimacyjnej, związanej sztywno z dwoma noniuszami, obracającej się dokoła 
osi pionowej, przechodzącej przez środek stolika, 

–

 

poziomego kręgu podziałowego, umoŜliwiającego pomiary kątów obrotu lunety. 

 

Rys. 1. Goniometr [9, s. 314] 

 

 

Z  badanego  szkła  wykonuje  się  pryzmat  o  kącie  łamiącym  ok.  60°  i  powierzchniach 

płaskich wykonanych z odchyłką N = 1/4 prąŜka.

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

7 

 

Rys. 2. Pomiar współczynnika załamania na goniometrze [9, s. 315] 

 

Wykonany  pryzmat  kładziemy  na  stoliku  goniometru  i  obserwując  przez  lunetę  obraz 

szczeliny  kolimatora  obracamy  stolikiem  pryzmat  i  wyszukujemy  takie  połoŜenie,  przy 
którym  wystąpi  najmniejsze  odchylenie  wiązki  światła  przez  pryzmat  (rys.  2  a).  Wówczas 
odczytujemy  kąt  δ

1

  połoŜenia  lunety  i  powtarzamy  tę  czynność  przy  symetrycznym 

przestawieniu  pryzmatu  względem  osi  kolimatora  i  odczytujemy  δ

2

.  RóŜnica  tych  dwóch 

odczytów jest równa podwójnemu kątowi najmniejszego odchylenia pryzmatu. 

2

2

1

2

min

2

1

min

δ

δ

δ

δ

δ

δ

−

=

⇒

−

=

 

Następnie  ustawiamy  lunetę  autokolimacyjną  prostopadle  kolejno  do  obu  powierzchni 

łamiących  pryzmatu  i  odczytujemy  kątowe  połoŜenie  θ

1

i  θ

2

  lunety  (rys.  2b).  Kat  łamiący 

pryzmatu θ wyznaczamy z zaleŜności. 

(

)

2

1

180

θ

θ

θ

−

−

°

=

 

Podstawiając wartość kąta łamiącego pryzmatu θ i wartość kata najmniejszego odchylenia 

δ

min

 do wzoru obliczamy współczynnik załamania n badanego szkła. 

 

Współczynnik  załamania  moŜna  równieŜ  zmierzyć  za  pomocą  refraktometru.  Zasada 

działania refraktometrów oparta jest na zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia. 

 

Rys. 3. Zasada działania refraktometru [9, s. 316] 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

8 

Promienie 1 przechodzą z ośrodka o współczynniku załamania n´ mniejszym i padają na 

powierzchnię  graniczną  G  pod  kątem  większym  od  granicznego  ε

g

,  odbiją  się  od  tej 

powierzchni  i  wychodzą  z  pryzmatu  pod  kątem  ε’

1

.  Promienie  te  zostają  skupione 

w płaszczyźnie ogniskowej obiektywu, tworząc jasne pole. 

Promienie  3  padają  na  powierzchnię  G  pod  kątami  mniejszymi  od  kąta  granicznego, 

przechodzą  do  ośrodka  badanego  i  są  dla  obiektywu  stracone  i  dlatego  w  obiektywie  druga 
część pola jest ciemna. 

Linię  graniczną  jasnego  i  ciemnego  pola  tworzą  promienie  padające  pod  kątami 

granicznymi ε

g

. Linia graniczna umoŜliwia określenie kąta ε’. Znając współczynnik załamania 

n  pryzmatu  pomiarowego    oraz  jego  kąt  łamiący  θ,  moŜemy  wyznaczyć  współczynnik 
załamania n’ badanego ciała wg wzoru: 

'

sin

sin

sin

cos

2

2

ε

θ

ε

θ

−

+

′

⋅

±

=

′

n

n

 

 

a)   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b) 

próbka szkła

n’

n

pryzmat
refraktometryczny

luneta z krzy

Ŝ

em

pryzmat
odchylaj

ą

cy

pryzmat Amici

kompensator

skala pomiarowa

Θ

ε

‘

 

n

D

%

140

14

139

35

40

40

 

 

 

Rys. 4. Refraktometr Abbego: a) schemat układu optycznego, b) pole widzenia [opracowanie własne] 

 

 

KaŜdy z refraktometrów składa się z czterech podstawowych zespołów : 

–

 

pryzmat refraktometryczny, 

–

 

pryzmat  Amici  (zespół  pryzmatów  rozszczepiających  światło,  a  nie  zmieniających 
kierunku  promienia  Ŝółtego),  słuŜący  do  achromatyzacji  linii  granicznej  między  polem 
jasnym i ciemnym, 

–

 

lunetka z krzyŜem, 

–

 

skala pomiarowa. 
W refraktometrze Abbego znajduje się jeszcze pryzmat odchylający związany sztywno ze 

skalą pomiarową, najczęściej wyskalowaną w jednostkach współczynnika załamania. 
 

Badaną  próbkę  kładziemy  płaską  wypolerowaną  stroną  na  powierzchni  pomiarowej 

pryzmatu  refraktometrycznego.  Pomiędzy  te  powierzchnie  wprowadzamy  ciecz  immersyjną 
o współczynniku  załamania  większym  od  badanej  substancji.  Obrotem  pryzmatu 
odchylającego  naprowadzamy  linię  graniczną  pola  jasnego  i  ciemnego  na  środek  krzyŜa 
lunety, a współczynnik załamania odczytujemy ze skali (rys. 4 b).  

Jeśli  pryzmat  oświetlimy  światłem  białym,  to  linia  graniczna  w  lunecie  będzie 

zabarwiona. Obrotem pryzmatu Amici moŜemy skompensować chromatyzm linii granicznej. 
Dokładność pomiaru jest rzędu 0,0002, a zakres pomiarowy wynosi od n = 1,3 do n = 1,7. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

9 

Współczynnik  załamania  moŜemy  równieŜ  zmierzyć  za  pomocą  refraktometru 

Pulfricha.  

n’

n

Θ

ε

‘

pryzmat
refraktometryczny

próbka szkła

 

Rys. 5. Zasada działania refraktometru Pulfricha [opracowanie własne] 

 
Refraktometr  ten  od  refraktometru  Abbego  róŜni  się  tym,  Ŝe  pryzmat  refraktometryczny 

posiada kąt łamiący θ wynosi 90° i współczynnik załamania wyraŜa się wzorem: 

 

ε

′

−

=

′

2

2

sin

n

n

 

 
 

Refraktometr  ten  nie  ma  pryzmatu  kompensującego  Amici,  gdyŜ  pracuje  w  świetle 

monochromatycznym,  a  elementem  ruchomym  jest  luneta  związana  na  sztywno  z  kręgiem 
kątowym umoŜliwiającym wyznaczenie kątów ε’. 
 

Refraktometrem tym moŜemy równieŜ dokonać pomiaru współczynnika załamania cieczy 

i daje dokładność 0,0001. 
 
Pomiar dyspersji średniej (n

F

 – n

C

) 

Do  pomiaru  dyspersji  średniej  uŜywamy  refraktometru  Abbego.  Czynności  w  czasie 

pomiaru są takie jak przy pomiarze współczynnika załamania. 

Odczytując  kąt  obrotu  pryzmatu  Amici  i  posługując  się  tablicą  załączoną  do 

refraktometru wyznaczamy dyspersję średnią n

F

 – n

C

 badanej substancji. 

 
Pomiar dwójłomności 
 

Dwójłomność  szkła  jest  wywołana  napręŜeniami  wewnętrznymi  powstałymi  w  procesie 

studzenia.  Miarą  dwójłomności  jest  róŜnica  dróg  optycznych  (w  nm)  dla  promieni 
zwyczajnego  i  nadzwyczajnego  w  warstwie  o  grubości  1  cm.  Dwójłomność  mierzymy  za 
pomocą polaryskopu. 
 
Pomiar współczynnika absorpcji 
 

Współczynnik  absorpcji  szkła  optycznego  jest  to  stosunek  strumienia  światła  białego 

pochłoniętego  w  warstwie  szkła  o  grubości  1  cm  do  strumienia  światła  wpadającego  do  tej 
warstwy. Absorpcję szkła moŜemy mierzyć z uŜyciem urządzeń fotometrycznych. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

10 

 

Rys. 6. Przepuszczalność światła przez warstwę szkła [9, s. 163] 

 
 

Na  materiał  optyczny  (szkło)  o  grubości d  pada strumień świetlny Ф, a opuszcza układ 

strumień  Ф’.  Stosunek  strumienia  światła  przechodzącego  Ф’  do  padającego  Ф  nazywamy 
przepuszczalnością T danego układu optycznego: 

φ

φ′

=

T

 

Znając przepuszczalność szkła, moŜemy obliczyć absorpcję z zaleŜności 1/T. 
 

Aby wyznaczyć strumień świetlny Ф naleŜy dokonać pomiaru natęŜenia oświetlenia E za 

pomocą fotometru i wyznaczyć z wzoru 

0

0

S

E

S

E

×

=

⇒

=

φ

φ

 

 
Kontrola smuŜystości 
 

Smugi  –  nitkowe  pasma  w  szkle,  w  których  współczynnik  załamania  róŜni  się  od 

współczynnika  załamania  masy  szklanej.  Powstaje  w  procesie  topienia  masy  szklanej 
i spowodowana jest niejednorodnością chemiczną niektórych warstw, posiadających wskutek 
tego  odmienny  współczynnik  załamania.  Wykrywamy  je  w  układzie  diafragma,  źródło 
światła, ekran (rys. 7). 

 

Rys. 7. Schemat urządzenia do sprawdzania smuŜystości w szkle [9, s. 321] 

 
Stanowisko  to  nazywamy  cienioskopem.  Jeśli  w  biegu  promieni  znajdzie  się  smuga,  to 

spowoduje ona odchylenie przechodzących promieni i na ekranie powstanie cień. Widoczność 
jego  zaleŜy  od  stosunku  średnicy  d  źródła  światła  do  jego  odległości  a  od  osi  obrotu  stolika 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

11 

przedmiotowego.  Im  mniejszy  jest  ten  stosunek,  tym  drobniejsze  smugi  uwidocznią  się  na 
ekranie w postaci cienia. 

Norma  ustala  3  kategorie  smuŜystości  w  zaleŜności  od  liczby  kierunków  przeglądania 

szkła. 
 
Kontrola pęcherzowatości 
 

Pęcherze i obce wtrącenia w szkle, wykrywamy w układzie pokazanym na rysunku 8. 

 

Rys. 8. Schemat stanowiska do kontroli pęcherzowatości [9, s. 322] 

 
 

Przy  silnym  oświetleniu  badanej  próbki  szkła  prostopadle  do  kierunku  obserwacji  na 

ciemnym tle pęcherze i kamienie są widoczne jako świecące punkty. Ich wymiary ocenia się 
przez porównanie z wzorcowymi pęcherzami o znanych wymiarach.  
 

Norma  przewiduje  8 kategorii pęcherzowatości w zaleŜności od wymiarów pęcherzy i 7 

klas w zaleŜności od ich liczby w jednostce objętości masy szklanej. 
 

Kategorię  ustalamy  na  podstawie  szóstego  co  do  wielkości  pęcherza.  Klasę 

pęcherzowatości określa się średnią ilością pęcherzy w 1 kg szkła z danego wytopu.  
 

4.1.2. Pytania sprawdzające

 

 

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

1.

 

Jakimi przyrządami moŜna zmierzyć współczynnik załamania? 

2.

 

Jak zbudowany jest goniometr? 

3.

 

W jaki sposób mierzymy dyspersję średnią? 

4.

 

W jaki sposób mierzymy współczynnik absorpcji? 

5.

 

W jaki sposób mierzymy dwójłomność? 

6.

 

W jaki sposób sprawdzamy pęcherzowatość? 

7.

 

W jaki sposób sprawdzamy smuŜystość w szkle? 

 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

12 

4.1.3.  Ćwiczenia

 

 
Ćwiczenie 1 

Zmierz współczynnik załamania szkła za pomocą goniometru. 
 
Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:  

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  budowy  lunety 
autokolimacyjnej i kolimatora, 

2)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  pryzmatu  załamującego 
i współczynnika załamania światła,  

3)

 

odczytać kąty najmniejszego odchylenia w dwóch połoŜeniach lunety δ

1

 i δ

2

, 

4)

 

obliczyć kąt najmniejszego odchylenia pryzmatu δ

min

, 

5)

 

obliczyć kąt łamiący pryzmatu θ, 

6)

 

obliczyć współczynnik załamania szkła n z jakiego jest wykonany pryzmat. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

goniometr, 

−

 

instrukcja obsługi goniometru, 

−

 

pryzmat załamujący do pomiaru, 

−

 

kalkulator. 

 
Ćwiczenie 2 
 

Wyznacz współczynnik załamania szkła za pomocą refraktometru Abbego.  

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  budowy  refraktometru 
Abbego, 

2)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  współczynnika  załamania 
światła, 

3)

 

wyznaczyć współczynnik załamania szkła wskazanej próbki. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

refraktometr Abbego, 

−

 

ciecz immersyjna, 

−

 

instrukcja obsługi refraktometru Abbego, 

−

 

próbka szkła. 

 

Ćwiczenie 3 
 

Sprawdź  dwójłomność  w  bloku  szkła,  soczewce  wykonanej  ze  szkła  mineralnego 

i organicznego, elemencie optycznym zamocowanym w oprawie.  
 

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące dwójłomności, 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

13 

2)

 

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące polaryskopu, 

3)

 

wyznaczyć i narysować napręŜenia we wskazanych próbkach, 

4)

 

określić kategorię dwójłomności. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

polaryskop, 

−

 

instrukcja obsługi polaryskopu, 

−

 

próbki  do  badań:  blok  szkła,  soczewka  ze  szkła  mineralnego,  soczewka  ze  szkła 
organicznego, elementy optyczne w oprawach, 

−

 

normy. 

 
Ćwiczenie 4 
 

Skontroluj smuŜystość wskazanych próbek.  

 

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  sprawdzania  smuŜystości 
szkła, 

2)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  smug  w  materiałach 
optycznych, 

3)

 

skontrolować smuŜystość wskazanych próbek szkła. 

4)

 

określić kategorię i klasę smuŜystości. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

urządzenie do sprawdzania smuŜystości, 

−

 

instrukcja obsługi urządzenia do sprawdzania smuŜystości, 

−

 

próbki szkła, 

−

 

normy. 

 
Ćwiczenie 5 
 

Sprawdź pęcherzowatość wskazanych próbek szkła.  

 

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pęcherzowatości

, 

2)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  stanowiska  do  kontroli 
pęcherzowatości, 

3)

 

sprawdzić wskazane próbki szkła, 

4)

 

określić klasy i kategorie pęcherzowatości badanych próbek szkła. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

układ do sprawdzania pęcherzowatości, 

−

 

instrukcja obsługi urządzenia do sprawdzania pęcherzowatości, 

−

 

próbki szkła, 

−

 

normy. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

14 

4.1.4.  Sprawdzian postępów

 

 
Czy potrafisz: 
 

Tak 

Nie 

1)

 

opisać budowę goniometru? 

 

 

2)

 

opisać budowę refraktometru Abbego? 

 

 

3)

 

określić dwójłomność? 

 

 

4)

 

określić smuŜystość? 

 

 

5)

 

określić pęcherzowatość? 

 

 

6)

 

zdefiniować współczynnik absorpcji? 

 

 

7)

 

sklasyfikować metody pomiaru współczynnika załamania szkła? 

 

 

8)

 

dokonać pomiaru współczynnika załamania? 

 

 

9)

 

dokonać pomiaru dyspersji? 

 

 

10)

 

dokonać pomiaru dwójłomności? 

 

 

11)

 

dokonać pomiaru współczynnika absorpcji? 

 

 

12)

 

dokonać kontroli smuŜystości? 

 

 

13)

 

dokonać kontroli pęcherzowatości? 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

15 

4.2. 

Pomiary parametrów elementów optycznych 

 

4.2.1.

 

Materiał nauczania  

 
Pomiar płaszczyzn 
 

W  masowej  produkcji  jakość  wykonania  powierzchni  płaskich  o  średnicy  do  200  mm 

sprawdzamy  za  pomocą  szklanych  sprawdzianów  interferencyjnych.  Nakładając  sprawdzian 
na  badaną  powierzchnię,  obserwujemy  prąŜki  interferencyjne  tworzące  się  w  cienkiej 
warstewce  powietrza  między  stykającymi  się  powierzchniami  szklanymi.  Kształt  i  barwa 
prąŜków pozwalają nam na ocenę jakości badanej powierzchni. 
 

Do badania powierzchni płaskich uŜywamy interferometrów, których działanie opiera się 

na porównaniu badanych powierzchni z powierzchniami wzorcowymi.  

 

Rys. 9. Interferometr na płycie szklanej [2, s. 209] 

 
 

Na  rysunku  9  przedstawiono  najprostszy  typ  interferometru.  Na  płycie  szklanej 

W posiadającej  wzorcową  powierzchnię  górną  kładziemy  kawałeczki  bibułki,  a  na  nich 
badaną  płytkę  B.  Obie  płytki  oświetlamy  za  pomocą  źródła światła monochromatycznego L, 
przed  którym  znajduje  się  diafragma  z  okrągłym  otworkiem.  Promienie  wychodzące 
z okrągłego  oświetlonego  otworka  diafragmy  przechodzą  przez  płytkę  płaskorównoległą  P 
nachyloną pod kątem 45° do powierzchni wzorcowej. Promienie odbite od dolnej powierzchni 
badanej płytki i górnej wzorca interferują ze sobą, odbijają się od płytki P i kierują się do oka 
obserwatora. 
 

Wzorzec  W  powierzchni  płaskiej  wykonujemy  z  twardego  szkła,  dobrze  odpręŜonego, 

albo jeszcze lepiej z kwarcu. 
 
 
 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

16 

 

Rys. 10. Interferometr warsztatowy [2, s. 209] 

 
 

Na  rysunku  10  przedstawiono  schematycznie  typ  interferometru  warsztatowego,  za 

pomocą  którego  moŜemy  obserwować  prąŜki  jednakowej  grubości.  Badaną  płaszczyznę  B 
kładziemy  na  regulowanym  trzema  śrubami  stoliku  S.  Stolik  moŜe  być  podnoszony  do  góry 
w kierunku  wzorcowej  powierzchni  klinowego  sprawdzianu  W.  Monochromatyczne  światło 
wychodzące  z  otworka  oświetlonego  lampą  L  przechodzi  szklany  sześcian  K  składający  się 
z dwóch  sklejonych  pryzmatów  prostokątnych,  z  których  jeden  na  swej  ściance 
przeciwprostokątnej ma nałoŜoną częściowo przezroczystą cienką warstwę srebra, aluminium 
lub chromu. 
 

PoniewaŜ  źródło  światła  L  znajduje  się  w  płaszczyźnie  ogniskowej obiektywu Ob, więc 

na wzorzec W i płytkę badaną B padają pęki promieni równoległych, które po odbiciu skupią 
się  w  punkcie  A,  w  którym  znajduje  się  źrenica  oka  obserwatora.  Przez  mały  otworek  A 
obserwujemy powstałe między powierzchniami W i B prąŜki jednakowej grubości. PrąŜki te 
będą  .  proste  w  tym  przypadku,  kiedy  badana  powierzchnia  B  stanowi  płaszczyznę. 
Zakrzywienie  prąŜków,  wyraŜone  w  ułamku  odległości  między  prąŜkami  charakteryzuje 
kształt  badanej  powierzchni.  Interpretacja  prąŜków  została  omówiona  w  poradniku 
„Charakteryzowanie elementów optycznych” – moduł Z1.01. 
 

Sprawdzian  W  powinien  być  wykonany  z  największą,  technicznie  osiągalną 

dokładnością, przy czym jego promień nie powinien być mniejszy niŜ 10 km.  
 

W celu otrzymania prąŜków musimy między powierzchniami płytki wzorcowej i badanej 

wytworzyć  klin  powietrzny  o  bardzo  małym  kącie  łamiącym.  W  celu  łatwego  i  szybkiego 
otrzymania  obrazu  interferencyjnego  naleŜy  wyjąć  oprawkę  z  otworkiem  A  i  włoŜyć  na  jej 
miejsce  dodatni  okular,  który  wraz  z  obiektywem  Ob  będzie  stanowił  lunetę  typu  Keplera. 
Przez  okular  ten  moŜemy  obserwować  powstałe  w  płaszczyźnie  ogniskowej  obiektywu, 
autokolimacyjne  obrazy  otworka  L  znajdującego  się  takŜe  w  płaszczyźnie  ogniskowej 
obiektywu  Ob.  Działając  śrubami  stolika  interferometru  doprowadzamy  do  pokrycia  się  ze 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

17 

sobą  autokolimacyjnych  obrazów  otworka  L utworzonych na skutek odbicia się promieni od 
dolnej powierzchni wzorca i górnej płytki badanej. 
 

Po  wykonaniu  tej  operacji  powierzchnia  sprawdzana  i  wzorcowa  są  juŜ  prawie 

równoległe i wtedy mały ruch jednej ze śrub regulacyjnych stolika wystarcza do wytworzenia 
klina powietrznego, w którym powstaną prąŜki równoległe do jego krawędzi łamiącej. 
W  klinie  przekroje  o  jednakowej  grubości  są  równoległe  do  krawędzi  kąta  łamiącego. Przez 
zmniejszenie  kąta  łamiącego  klina  powietrznego  za  pomocą  śrub  stolika  moŜemy 
„rozciągnąć” prąŜki interferencyjne jednakowej grubości, co polepszy nam warunki pomiaru. 
 

NaleŜy podkreślić, Ŝe otworek oświetlający powinien mieć większą średnicę niŜ otworek 

A. Obraz interferencyjny jest najbardziej kontrastowy, gdy otworek A „wycina” wspólne pole 
obrazów otworka oświetlającego, utworzonych przez powierzchnie wzorcową i badaną. 
 

 

Rys. 11. Interferometr do sprawdzania płaszczyzn [2, s. 212] 

 
 

Do  sprawdzania  bardzo  dokładnie  wykonanych  płaskich  powierzchni  optycznych 

wykorzystuje  się  zjawisko  tzw.  wielopromieniowej  interferencji,  w  którym  biorą  udział 
promienie  wielokrotnie  odbite  od  powierzchni  płytki  płaskorównoległej  i  przy  której 
otrzymuje się większą, niŜ w interferencji dwupromieniowej, kontrastowość prąŜków. 
 

Na rys. 11a przedstawiono schemat optyczny interferometru do sprawdzania płaszczyzn, 

za pomocą którego moŜna osiągnąć dokładność sprawdzenia równą 0,01 szerokości prąŜka. 
 

Lampa rtęciowa oświetla niewielki otwór diafragmy D. Światło po odbiciu od zwierciadła 

R przechodzi przez badane płytki szklane S, i S

2

. Płytki są do siebie zwrócone sprawdzanymi 

powierzchniami,  które  dla  wyrównania  natęŜeń  promieni  odbitych  i  przechodzących,  są 
pokryte  częściowo  przepuszczającymi  warstwami  zwierciadlanymi,  najczęściej  srebra  ze 
względu na małą absorpcję. 
 

Między  sprawdzanymi  powierzchniami  umieszcza  się  trzy  małe  przekładki  z  folii 

o grubości równej około 0,01 mm. 
 

Interferencja  promieni  odbywa  się  w  warstewce  powietrza  między  sprawdzanymi 

powierzchniami. 
 

Promień padający na sprawdzane płytki ulega po wielokrotnych odbiciach rozdzieleniu na 

duŜą  ilość  promieni  prawie  równolegle  wychodzących  z  płytki  S

2

,  które  ze  sobą  interferują. 

PoniewaŜ  prąŜki  interferencyjne  są  wystarczająco  pstre  zarówno  w  warstewce  powietrza 
między powierzchniami sprawdzanymi jak i w pewnej odległości od niej, więc moŜemy obraz 
ich uzyskać na płycie fotograficznej B. PrąŜki interferencyjne są widoczne w postaci cienkich, 
ciemnych  linii,  dzięki  czemu  moŜemy  osiągnąć  bardzo  wysoką  dokładność  oceny  ich 
zniekształceń. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

18 

 

Na  rys.  11b  przedstawiono  przykładowy  widok  układu  prąŜków.  Ze  względu  na  duŜą 

dokładność opisanej metody naleŜy zwracać uwagę, aŜeby nałoŜona warstwa odbijająca była 
jednakowej  grubości  i  Ŝeby  nie  zniekształcała  sprawdzanej  powierzchni.  Warstwy  takie 
moŜemy  uzyskać  drogą  naparowania  w  aparaturze  próŜniowej.  W  celu  zapewnienia 
równoległości  promieni  pęków  padających  na  sprawdzane  płytki  umieszcza  się  diafragmę  L 
w odległości 2–3 m od nich. 
Badanie płaszczyzn za pomocą kolimatora i lunety 
 

Bardzo często w celu określenia dokładności wykonania płaszczyzny lub całego pryzmatu 

podaje  się  na  rysunkach  dopuszczalną  wartość  astygmatycznej  róŜnicy  pęku  po  odbiciu  od 
badanej  powierzchni  albo  teŜ  po  przejściu  przez  sprawdzany  pryzmat  lub  płytkę  płasko-
równoległą. 

 

Rys. 12. Schemat układu do sprawdzania płaszczyzn [2, s. 213] 

 
 

W  celu  pomiaru  astygmatycznej  róŜnicy  powierzchni  odbijającej  płytki  tub  pryzmatu 

uŜywamy  przyrządu  przedstawionego  schematycznie  na  rys.  12.  Badany  element  optyczny 
ustawiamy  na  stoliku  S  przyrządu,  którego  oś  obrotu  jest  jednocześnie  osią  obrotu  lunety  L. 
W  płaszczyźnie  ogniskowej  obiektywu  kolimatora  K  jest  umieszczony  test  zdolności 
rozdzielczej. 
 

Luneta  L  przyrządu  posiada  przesuwny  okular  z  krzyŜem  naniesionym  na  płytce 

ogniskowej.  Na  oprawie  okulara  znajduje  się  podziałka,  a  na  rurce  prowadzącej  lunety 
noniusz, za pomocą którego mierzymy przesuw wzdłuŜny okulara. 
 

Sprawdzany  element  optyczny  (płytkę,  pryzmat)  orientujemy  względem  kolimatora 

w takim  połoŜeniu,  w  jakim  pracuje  w  przyrządzie.  W  przypadku  badania  płaskiej 
powierzchni ustawiamy ją pod moŜliwie duŜym kątem do osi kolimatora. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

19 

 

Lunetę  przyrządu  obracamy  do  chwili  zobaczenia  obrazu  testu  kolimatora,  utworzonego 

przez  badany  element.  JeŜeli  płaszczyzna  lub  badany  element  optyczny  nie  jest  wykonany 
idealnie,  to  pojawi  się  astygmatyzm.  Aby  zobaczyć  ostro  w  płaszczyźnie  krzyŜa  okulara 
lunety poziome, a następnie pionowe kreski testu, naleŜy przesunąć okular o pewną wielkość. 
Wielkość tę moŜemy wyrazić w dioptriach okularowych lunety, pamiętając, Ŝe jednej dioptrii 
odpowiada  poosiowo.  Powiększenie  lunety  powinno  być  odpowiednio  dobrane,  tak  abyśmy 
mogli rozpatrywać test o kącie między kreskami nie większym niŜ obliczony ze wzoru: 

2

"'

1000

1

ok

D

f

′

⋅

=

∆

 

 

gdzie:  
f´

2

ok

 stanowi ogniskową okulara wyraŜoną w milimetrach. 

 
 

Kolimator przyrządu powinien mieć obiektyw o długości ogniskowej od 600 do 1000 mm 

oraz lunetę o tej samej długości ogniskowej i otworze obiektywu. 
 

Powiększenie lunety powinno być tak dobrane, aby spełniało warunek: 

0

12

0

6

0

14

′′

÷

′′

≥

⋅

′′

G

D

k

 

gdzie:  
D

k

 – średnica czynna obiektywu kolimatora K i lunety L w milimetrach, 

G – powiększenie lunety. 
 

Doświadczony  obserwator  wyczuwa  róŜnicę  ustawienia  krzyŜa  okulara  i  obrazu  testu 

wynoszącą  0,1  ±  0,25  dioptrii  i  błąd  ten  przy  duŜym  powiększeniu  lunety  jest  bez 
praktycznego znaczenia. 
 

Sprawdzenie  płaszczyzny  –  jakkolwiek  mniej  dokładne  –  moŜna  wykonać  za  pomocą 

lunety  autokolimacyjnej  ustawionej  prostopadle  do  badanego  elementu  optycznego. 
W przypadku  gdy  badana  płaszczyzna  jest  wykonana  nieprawidłowo  (powierzchnia  kulista), 
autokolimacyjny  obraz  krzyŜa  nie  będzie  widziany  ostro  w  płaszczyźnie  krzyŜa  płytki 
ogniskowej lunety. Jeśli powierzchnia ma inne krzywizny w dwóch wzajemnie prostopadłych 
przekrojach,  to  pojawi  się  astygmatyzm  i  obraz  pionowego  oraz  poziomego  ramienia  krzyŜa 
nie  będzie  jednakowo  ostry.  Przesunięcie  poosiowe  okulara  wraz  z  płytką  ogniskową  (lub 
obiektywu)  konieczne  do  oglądania  raz  poziomej,  drugi  raz  pionowej  kreski  auto-
kolimacyjnego obrazu krzyŜa lunety będzie odpowiadało astygmatycznej róŜnicy ∆T". 
 

Jeśli  luneta  autokolimacyjna  ma  dwie  płytki  ogniskowe,  to  w  kolimatorowej  jej  części 

moŜemy wstawić test zdolności rozdzielczej, otrzymując odpowiednik kolimatora i lunety. 
Metoda  ta  jest  mniej  dokładna  niŜ  omówiona  poprzednio,  gdyŜ  pęki  promieni  wychodzące 
z lunety autokolimacyjnej, padają prostopadle lub prawie prostopadle do powierzchni badanej. 
Natomiast wszystkie błędy wykonania powierzchni tym bardziej się uwypuklają, im większy 
jest kąt padania promieni na powierzchnię. 
 
Pomiar promienia krzywizny 
 

Promień krzywizny moŜemy zmierzyć: 

1.

 

szklanym sprawdzianem interferencyjnym, 

2.

 

interferometrem, 

3.

 

bardzo duŜe promienie metodą interferencyjną, 

4.

 

średniej wielkości promienie sferometrem pierścieniowym, 

5.

 

mikroskopem autokolimacyjnym, 

6.

 

sferometrem czujnikowym. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

20 

 

Dwie  pierwsze  metody  zostały  dokładnie  opisane  w  pakiecie  charakteryzowanie 

elementów optycznych w (731[04].Z1.01) w punkcie 4.5. 
 

Bardzo  duŜe  promienie  mierzymy  metodą  interferencyjną.  Badaną  powierzchnię 

sferyczną  kładziemy  na  sprawdzianie  płaskim  i  mikroskopem  pomiarowym  mierzymy 
średnicę d

N

 N-tego pierścienia Newtona oraz d

M

 M-tego pierścienia, a promień wyliczamy wg 

wzoru 

(

)

M

N

d

d

r

M

N

−

⋅

−

=

λ

4

2

2

 

 

Promienie  średniej  wielkości  (50÷1000  mm)  najczęściej  uŜywa  się  sferometrów 

pierścieniowych. 

 

Rys. 13. Sferometr pierścieniowy [9, s. 325] 

 
 

W  tulei  prowadzącej  porusza  się  trzpień  z  kulką,  który  pod  działaniem  obciąŜnika 

podnosi  się  ku  górze.  Na  trzpieniu  znajduje  się  podziałka,  którą  obserwujemy  przez 
mikroskop  pomiarowy  zapewniający  dokładność  odczytu  do  0,001  mm. Na gniazdo osadcze 
znajdujące się na górze przyrządu, współśrodkowo względem osi trzpienia, moŜemy nakładać 
pierścienie o róŜnych średnicach dokładnie pomierzonych. 
 

Pomiar  polega  na  wyznaczeniu  strzałki  h  czaszy  kulistej  poprzez  odczyty  połoŜenia 

trzpienia  pomiarowego  przy  nałoŜonym  sprawdzianie  płaskim  oraz  po  nałoŜeniu  badanej 
powierzchni.  RóŜnica  obu  odczytów  jest  równa  strzałce  h  badanej  sfery,  a  szukany  promień 
wyznaczamy wg wzoru 

2

8

2

h

h

d

r

+

=

 

Gdzie h – strzałka zmierzona na pierścieniu o średnicy d. 
 
 

Pomiar  promienia  za  pomocą  mikroskopu  autokolimacyjnego  opiera  się  na 

własnościach  tego  mikroskopu,  który  tworzy  ostre  obrazy  autokolimacyjne,  gdy 
w płaszczyźnie przedmiotowej znajdzie się powierzchnia odbijająca lub jej środek krzywizny. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

21 

 

Rys. 14. Mikroskop autokolimacyjny [9, s. 270] 

 

 

Wystarczy znać połoŜenia mikroskopu lub badanej powierzchni, aby z róŜnicy odczytów 

połoŜeń,  w  których  tworzą  się  ostre  obrazy  autokolimacyjne,  otrzymać  wartość  promienia. 
Takie pomiary dokonujemy na ławie optycznej osiągając dokładność pomiaru 1 µm. 
 

Sferometr  czujnikowy  słuŜy  do  szybkiego  pomiaru  promienia  przewaŜnie  szkieł 

okularowych. 

 

Rys. 15. Sferometr czujnikowy [2, s. 168] 

 

 

Jest  to  czujnik  zegarowy  zaopatrzony  w  dwie  nieruchome  nóŜki,  których  zakończenia 

znajdują  się  na  jednej  linii  z  przesuwnym  trzpieniem  mierniczym,  w  odległości  10–15  mm. 
Zerowe  połoŜenie  trzpienia  sprawdza  się  na  płaskiej  powierzchni.  Przy  pomiarze  naleŜy 
zwracać uwagę, aby obie nóŜki i trzpień stykały się z mierzoną powierzchnią wzdłuŜ okręgu 
wielkiego koła. Odczyty otrzymujemy na okrągłej skali, która jest wycechowana bezpośrednio 
w dioptriach. 

 

Pomiar kątów. 
 

Jedną z najprostszych metod kontroli kątów jest sprawdzanie wg prześwitu powstającego 

przy nałoŜeniu szklanego kątownika na ściany kąta mierzonego. Podczas sprawdzania naleŜy 
uwaŜać,  aby  ramiona  kątownika  były  prostopadłe  do  krawędzi  sprawdzanego  kąta 
dwuściennego. Praktyczna dokładność pomiaru wynosi 1’÷2’. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

22 

 

Rys. 16. Kątowniki szklane do sprawdzania pryzmatów polerowanych: a) o kącie prostym, 

b) o kącie ostrym [2, s. 230] 

 
 

Polerowane  pryzmaty  sprawdzamy  szklanymi  sprawdzianami  interferencyjnymi 

wykonanymi  w  postaci  pryzmatu  o  kącie  dopełniającym  sprawdzany  kąt  do  180°.  Pryzmat 
taki jest przyspojony na kontakt optyczny do płaskiego sprawdzianu. 
 

Do kontroli kątów pryzmatów uŜywa się często czujniki oraz mechaniczne kątomierze 

czujnikowe. 

 

Rys. 17. Czujnik do sprawdzania kątów [2, s. 231] 

. 

Podziałka w tych czujnikach jest wyskalowana w minutach, a błąd pomiaru wynosi 1’÷2’. 
 

Kąty  dwuścienne  w  pryzmatach  moŜemy  równieŜ  pomierzyć  za  pomocą  goniometru. 

Opis działania goniometru jest opisany w punkcie 4.1. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

23 

 

Rys. 18. Pomiar kąta za pomocą goniometru [2, s. 233] 

 
 

Sposób pomiaru kąta na goniometrze: 

–

 

ustawiamy mierzony pryzmat na stoliku goniometru, 

–

 

justujemy  pryzmat  trzema  śrubami  regulacyjnymi  stolika  do  momentu,  aŜ  do  momentu, 
gdy  utworzony  przez  lunetę  autokolimacyjną  obraz  poziomej  kreski  krzyŜa  pokrywa  się 
z poziomą kreską lunety, 

–

 

obracamy  stolik  lub  lunetę  do  chwili,  gdy  autokolimacyjny  obraz  od  pierwszej  ściany 
pryzmatu pokryje się z krzyŜem lunety, 

–

 

następnie obracamy stolik lub lunetę do momentu pokrycia się obrazu autokolimacyjnego 
od drugiej ściany pryzmatu z krzyŜem lunety, 

–

 

róŜnica odczytów σ na kręgu obu połoŜeń lunety lub stolika daje nam dopełnienie kąta φ 
do kąta półpełnego. 

σ

ϕ

−

=

0

180

 

 

Pomiar ogniskowych 

Odległość ogniskową czołową (odległość od ogniska do ostatniej powierzchni soczewki) 

mierzymy na ławie optycznej w układzie pokazanym na rysunku nr 19. 

 

Rys. 19. Pomiar ogniskowej czołowej [9, s. 333]

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

24 

 

Przesuwamy mikroskop do soczewki tak, aby w płaszczyźnie krzyŜa okulara mikroskopu 

była  ostro  widoczna  powierzchnia  soczewki  (np.:  pyłki  lub  znaki  wykonane  miękkim 
ołówkiem na tylnej powierzchni soczewki). Następnie odsuwamy mikroskop aŜ do uzyskania 
w  płaszczyźnie  krzyŜa  okulara  ostrego  obrazu  krzyŜa  kolimatora.  Długość  przesunięcia 
mikroskopu mierzona na podziałce ławy, jest odległością ogniskową czołową s

F

’. 

Ogniskową  a  tym  samym  moc  soczewki 

f

′

=

1

ϕ

  układu  optycznego  lub  soczewki  mierzymy 

w układzie kolimator, badana soczewka, mikroskop pomiarowy jak na rysunku nr 20. 

 

Rys. 20. Pomiar ogniskowych [9, s. 334] 

 

Pomiar  polega  na  wyznaczeniu  odległości  y’  obrazów  kresek  kolimatora.  Pomiaru 

moŜemy  dokonać  naprowadzając  kolejno  obrazy  kresek  kolimatora  na  środek  krzyŜa 
mikroskopu  pomiarowego  poprzez  poprzeczny  przesuw  mikroskopu  lub  badanego  układu 
optycznego.  Odległości  mierzymy  za  pomocą  urządzenia  odczytowego  z  dokładnością 
±0,002 mm.  

 
Ogniskową wyznaczamy ze wzoru 
 

y

k

f

′

⋅

=

 

 
gdzie: 
f – ogniskowa badanego układu, 
k – stała kolimatora, 
y’ – odległość obrazów kresek kolimatora utworzonych przez badany układ. 
 
Sprawdzenie centralności soczewek i klinowatości płytek 
 

W  prawidłowo  wykonanej  soczewce  oś  optyczna  powinna  pokrywać  się  z  osią 

mechaniczną; w przeciwnym razie występuje błąd zwany niecentrycznością soczewki. 
 

Niecentryczność  (niecentralność,  nieśrodkowość)  mierzymy  w  świetle  przechodzącym 

(moŜna  równieŜ  mierzyć  w  świetle  odbitym)  w  układzie  kolimator,  mierzona  soczewka, 
mikroskop jak na rysunku 21. 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

25 

 

Rys. 21. Pomiar centralności soczewek [9, s. 337] 

 

 

Przy  obrocie  badanej  soczewki  wokół  jej  osi  mechanicznej  obraz  krzyŜa  kolimatora, 

utworzony  w  ognisku  obrazowym  tej  soczewki,  zatacza  koło  o  promieniu,  który  jest  miarą 
niecentryczności. 
 

Klinowatość  płytek  (kat  łamiący  θ  klina)  najczęściej  sprawdzamy  za  pomocą  lunety 

autokolimacyjnej. Zasada pomiaru omówiona jest w pakiecie modułu Z1.02. w punkcie 4.4. 
Znając kąt łamiący klina moŜna obliczyć kat odchylenia δ ze wzoru 

( )

θ

δ

⋅

−

=

1

n

. Warunkiem 

stosowania  tej  metody  jest znajomość współczynnika załamania n szkła z jakiego wykonany 
jest klin. 
 

Bezpośrednio  kąt  odchylenia  klina  wyznaczamy  w  układzie  kolimator  –  luneta 

z podziałką kątową rysunek 22. 
 

  

Rys. 22. Pomiar kata odchylenia klina [9, s. 337] 

 
 

Na  początku  pomiaru  ustawiamy  lunetę  tak,  aby  obraz  krzyŜa  kolimatora  pokrył  się 

z zerową  kreską  podziałki  kątowej  lunety.  Wstawiamy  badany  kliniak  na  rysunku  22.  Teraz 
obraz  krzyŜa  przesunie  się  w  polu  widzenia  lunety  o  wartość  kątową  odpowiadającą  kątowi 
odchylenia klina. 
 
Sprawdzanie wymiarów liniowych i kątowych 
–

 

Wymiary  liniowe  jak  grubość  i  średnica  soczewki,  boki  pryzmatów  mierzymy 
uniwersalnymi  narzędziami  do  pomiaru  długości  jak:  suwmiarka,  mikrometr,  czujnik, 
mikroskopy pomiarowe. 

–

 

Fazy na elementach optycznych mierzymy za pomocą lup pomiarowych. 

–

 

Bezwzględne pomiary kątów mierzymy za pomocą goniometrów. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

26 

–

 

W  praktyce  warsztatowej  kąty  najczęściej  mierzymy  metodami  porównawczymi 
z wykorzystaniem  lunet  autokolimacyjnych.  W  metodzie  tej  najpierw  wykonuje  się 
pryzmat wzorcowy mierzony za pomocą goniometru. Za pomocą pryzmatu wzorcowego 
ustawiamy  lunetę  autokolimacyjną  na  zero  jak  na  rysunku  23.  Za  pomocą  lunety 
autokolimacyjnej mierzymy odchyłki kątowe względem pryzmatu wzorcowego. 

 

Rys. 23. Pomiar odchyłek kątowych z uŜyciem lunety autokolimacyjnej

 

[9, s. 338]

 

 

4.2.2. Pytania sprawdzające

 

 

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

1.

 

W jaki sposób moŜna dokonać sprawdzenia powierzchni płaskich? 

2.

 

W jaki sposób moŜna dokonać pomiaru promienia krzywizny? 

3.

 

W jaki sposób moŜna pomierzyć ogniskową? 

4.

 

Jak moŜemy sprawdzić centralność soczewki? 

5.

 

Jak moŜemy sprawdzić klinowatość płytek? 

6.

 

Jakimi przyrządami moŜemy pomierzyć wymiary liniowe elementów optycznych? 

7.

 

W jaki sposób moŜemy dokonać pomiarów kątów w pryzmatach? 

8.

 

Jak zbudowany jest przyrząd do pomiaru odchyłek kątowych w pryzmatach? 

 

4.2.3.  Ćwiczenia

 

 
Ćwiczenie 1 

Oblicz  promień  krzywizny  mierzony  na  sferometrze  wiedząc,  Ŝe  strzałka  powierzchni 

sferycznej wynosi 0,5 mm na średnicy pierścienia 35 mm. 

 
Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:  

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  pomiaru  promienia  za 
pomocą sferometru, 

2)

 

odszukać wzór na obliczanie promienia, 

3)

 

obliczyć promień krzywizny. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

27 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

kalkulator. 

 
Ćwiczenie 2 
 

Wyznacz  promień  soczewki  dodatniej,  ujemnej  i  zwierciadła  wklęsłego  za  pomocą 

sferometru.  
 

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  pomiaru  promienia  za 
pomocą sferometru, 

2)

 

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące budowy sferometru, 

3)

 

dobrać pierścienie pomiarowe do średnicy soczewek i zwierciadła, 

4)

 

umieścić płytkę wzorcową na pierścieniu pomiarowym, 

5)

 

dokonać zerowego odczytu połoŜenia trzpienia pomiarowego, 

6)

 

umieścić  mierzony  element  na  pierścieniu  pomiarowym  i  dokonać  odczytu  połoŜenia 
trzpienia pomiarowego, 

7)

 

wyznaczyć strzałkę ugięcia, 

8)

 

wyliczyć promień krzywizny badanych elementów.  

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

sferometr, 

−

 

instrukcja obsługi sferometru, 

−

 

komplet pierścieni pomiarowych, 

−

 

płytka wzorcowa, 

−

 

soczewka dodatnia, ujemna i zwierciadło wklęsłe do pomiaru. 

 
Ćwiczenie 3 
 

Wyznacz  promień  zwierciadła  wklęsłego  za  pomocą  mikroskopu  autokolimacyjnego  na 

ławie optycznej. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  pomiaru  promienia  za 
pomocą mikroskopu autokolimacyjnego, 

2)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  budowy  mikroskopu 
autokolimacyjnego, 

3)

 

zapoznać się z budową ławy optycznej, 

4)

 

umieścić zwierciadło na ławie optycznej przed mikroskopem autokolimacyjnym, 

5)

 

odszukać  takie  połoŜenie  mikroskopu,  w którym uzyskamy ostry obraz autokolimacyjny 
krzyŜa gdy powierzchnia odbijająca leŜy w płaszczyźnie przedmiotowej mikroskopu, 

6)

 

dokonać odczytu na ławie optycznej połoŜenia mikroskopu, 

7)

 

odszukać  takie  połoŜenie  mikroskopu,  w którym uzyskamy ostry obraz autokolimacyjny 
krzyŜa  gdy  środek  krzywizny  powierzchni  odbijającej  leŜy  w  płaszczyźnie, 
przedmiotowej mikroskopu, 

8)

 

dokonać odczytu na ławie optycznej połoŜenia mikroskopu, 

9)

 

wyliczyć promień krzywizny badanych elementów.  

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

28 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

ława optyczna, 

−

 

mikroskop autokolimacyjny, 

−

 

instrukcja obsługi ławy optycznej i mikroskopu autokolimacyjnego, 

−

 

zwierciadło wklęsłe do pomiaru. 

 
Ćwiczenie 4 
 

Wyznacz ogniskową czołową soczewki dodatniej na ławie optycznej. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  pomiaru  ogniskowych 
czołowych,  

2)

 

zapoznać się z budową ławy optycznej, 

3)

 

zapoznać się z budową kolimatora, 

4)

 

umieścić soczewkę mierzoną na ławie optycznej pomiędzy kolimatorem i mikroskopem, 

5)

 

odszukać  takie  połoŜenie  mikroskopu,  w  którym  uzyskamy  ostry  obraz  powierzchni 
soczewki mierzonej, 

6)

 

dokonać odczytu na ławie optycznej połoŜenia mikroskopu, 

7)

 

odszukać  takie  połoŜenie  mikroskopu,  w  którym  uzyskamy  ostry  obraz  w  płaszczyźnie 
krzyŜa okulara ostrego obrazu krzyŜa kolimatora, 

8)

 

dokonać odczytu na ławie optycznej połoŜenia mikroskopu, 

9)

 

wyliczyć ogniskową badanej soczewki.  

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

ława optyczna, 

−

 

mikroskop, 

−

 

kolimator, 

−

 

instrukcja obsługi ławy optycznej i mikroskopu, 

−

 

soczewka dodatnia do pomiaru, 

 
Ćwiczenie 5 
 

Wyznacz kąt łamiący w pryzmacie załamującym. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  pomiaru  kątów 
w pryzmatach, 

2)

 

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące budowy i zasady działania 
goniometru, 

3)

 

zapoznać się z budową goniometru, 

4)

 

umieścić  mierzony  pryzmat  na  stoliku  goniometru  pomiędzy  kolimatorem  i  lunetą 
autokolimacyjną, 

5)

 

wyjustować pryzmat śrubami regulacyjnymi stolika, 

6)

 

unieruchamiamy stolik, 

7)

 

odszukać  takie  połoŜenie  lunety  autokolimacyjnej,  w  którym  autokolimacyjny  obraz  od 
pierwszej ściany pryzmatu pokryje się z krzyŜem lunety,  

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

29 

8)

 

dokonać odczytu połoŜenia lunety, 

9)

 

obrócić lunetę autokolimacyjną do drugiej powierzchni pryzmatu, 

10)

 

odszukać  takie  połoŜenie  lunety  autokolimacyjnej,  w  którym  autokolimacyjny  obraz  od 
drugiej ściany pryzmatu pokryje się z krzyŜem lunety,  

11)

 

dokonać odczytu połoŜenia lunety, 

12)

 

wyliczyć kat łamiący pryzmatu.  

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

goniometr, 

−

 

instrukcja obsługi goniometru, 

−

 

pryzmat załamujący. 

 
Ćwiczenie 6 
 

Dokonaj pomiaru średnicy, grubości i faz w soczewce dodatniej i ujemnej. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  pomiaru  wymiarów 
liniowych, 

2)

 

dobrać po dwa przyrządy pomiarowe do kaŜdego pomiaru, 

3)

 

dokonać pomiaru średnicy soczewek, 

4)

 

dokonać pomiaru grubości soczewek, 

5)

 

dokonać pomiaru faz w soczewkach. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

uniwersalne przyrządy pomiarowe do pomiaru wymiarów zewnętrznych, 

−

 

lupy pomiarowe, 

−

 

soczewka dodatnia i ujemna. 

 
Ćwiczenie 7 
 

Dokonaj pomiaru klinowatości płytki ogniskowej. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  pomiaru  płaskości 
i klinowatości płytek,  

2)

 

wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące płytek płaskorównoległych 
i klinów optycznych, 

3)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  lunet  pomiarowych 
i kolimatorów, 

4)

 

ustawić lunetę na zerową kreskę podziałki kątowej lunety, 

5)

 

umieścić mierzoną płytkę ogniskową na ławie optycznej pomiędzy kolimatorem i lunetą, 

6)

 

dokonać odczytu wartości kąta odchylenia płytki, 

7)

 

wyliczyć kąt łamiący badanej płytki.  

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

ława optyczna, 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

30 

−

 

luneta autokolimacyjna, 

−

 

kolimator, 

−

 

instrukcja obsługi ławy optycznej i lunety, 

−

 

płytka ogniskowa do pomiaru. 

 
Ćwiczenie 8 
 

Sprawdź jakość powierzchni płytki płaskorównoległej za pomocą szklanego sprawdzianu 

interferencyjnego. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  interferencji,  prąŜków 
Newtona i szklanych sprawdzianów interferencyjnych, 

2)

 

umyć dokładnie sprawdzane elementy, 

3)

 

nałoŜyć sprawdzian interferencyjny na badany element, 

4)

 

sprawdzić wygląd prąŜków interferencyjnych, 

5)

 

określić N i ∆N dla badanych elementów, 

6)

 

sporządź notatkę z wykonanego zadania. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

szklane sprawdziany interferencyjne płaskie, 

−

 

mieszanka spirytusowo-eterowa, 

−

 

ściereczki batystowe, 

−

 

pędzelki do odpylenia, 

−

 

lampa sodowa, 

−

 

płytki płaskorównoległe, 

−

 

arkusz spostrzeŜeń.  

 
Ćwiczenie 9 
 

Sprawdź  jakość  powierzchni  soczewki  ujemnej  za  pomocą  szklanego  sprawdzianu 

interferencyjnego. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia: 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  interferencji,  prąŜków 
Newtona i szklanych sprawdzianów interferencyjnych, 

2)

 

umyć dokładnie sprawdzane elementy, 

3)

 

nałoŜyć sprawdzian interferencyjny na badany element, 

4)

 

sprawdzić wygląd prąŜków interferencyjnych, 

5)

 

określić N i ∆N dla badanych elementów, 

6)

 

sporządź notatkę z wykonanego zadania. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

szklane sprawdziany interferencyjne sferyczne wypukłe, 

−

 

mieszanka spirytusowo-eterowa, 

−

 

ściereczki batystowe, 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

31 

−

 

pędzelki do odpylenia, 

−

 

lampa sodowa, 

−

 

płytki soczewki wklęsłe do pomiaru. 

−

 

arkusz spostrzeŜeń. 

 
Ćwiczenie 10 
 

Sprawdź  jakość  powierzchni  otrzymanych  płytek  płaskorównoległych  za  pomocą 

interferometru warsztatowego. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia: 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  interferencji,  prąŜków 
Newtona i interferometrów, 

2)

 

umyć dokładnie sprawdzane elementy, 

3)

 

zapoznać się z obsługą interferometru, 

4)

 

ustawić interferometr do pomiaru za pomocą płytki wzorcowej, 

5)

 

wstaw płytki do pomiaru,  

6)

 

sprawdzić wygląd prąŜków interferencyjnych, 

7)

 

określić N i ∆N dla badanych elementów, 

8)

 

sporządź notatkę z wykonanego zadania. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

interferometr warsztatowy, 

−

 

płytka wzorcowa, 

−

 

instrukcja obsługi interferometru, 

−

 

mieszanka spirytusowo-eterowa, 

−

 

ściereczki batystowe, 

−

 

pędzelki do odpylenia, 

−

 

płytki płaskorównoległe do kontroli, 

−

 

arkusz spostrzeŜeń.  

 
Ćwiczenie 11 
 

Sprawdź  jakość  powierzchni  otrzymanych  płytek  płaskorównoległych  za  pomocą 

kolimatora i lunety. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  interferencji,  prąŜków 
Newtona i interferometrów, 

2)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  budowy  kolimatorów 
i lunet pomiarowych, 

3)

 

odczytać schemat układ pomiarowego, 

4)

 

dobrać i przygotować przyrządy kontrolne do pomiaru, 

5)

 

zestawić układ pomiarowy, 

6)

 

umyć dokładnie sprawdzane elementy, 

7)

 

wstaw płytki do pomiaru,  

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

32 

8)

 

dokonaj badania płaskości otrzymanych płytek, 

9)

 

sporządź notatkę z wykonanego zadania. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

kolimator, 

−

 

luneta pomiarowa, 

−

 

ława optyczna, 

−

 

schemat układu pomiarowego, 

−

 

instrukcja wykonania badania powierzchni płytek,  

−

 

mieszanka spirytusowo-eterowa, 

−

 

ściereczki batystowe, 

−

 

pędzelki do odpylenia, 

−

 

płytki płaskorównoległe do kontroli, 

−

 

arkusz spostrzeŜeń.  

 

4.2.4.  Sprawdzian postępów

 

 
Czy potrafisz: 
 

Tak 

Nie 

1)

 

omówić budowę goniometru? 

 

 

2)

 

określić zastosowanie ławy optycznej? 

 

 

3)

 

określić zastosowanie szklanych sprawdzianów interferencyjnych? 

 

 

4)

 

rozróŜnić 

przyrządy 

pomiarowe 

do 

pomiarów 

parametrów 

geometrycznych elementów optycznych? 

 

 

5)

 

scharakteryzować 

zastosowanie 

lunety 

autokolimacyjnej 

do 

pomiarów parametrów elementów optycznych? 

 

 

6)

 

scharakteryzować 

zastosowanie 

kolimatorów 

do 

pomiarów 

parametrów elementów optycznych? 

 

 

7)

 

scharakteryzować  zastosowanie  mikroskopów  pomiarowych  do 
pomiarów parametrów elementów optycznych? 

 

 

8)

 

dokonać pomiaru kąta? 

 

 

9)

 

dokonać pomiaru promienia? 

 

 

10)

 

sprawdzić powierzchnię płaską? 

 

 

11)

 

dokonać pomiaru ogniskowych? 

 

 

12)

 

sprawdzić klinowość płytki? 

 

 

13)

 

dokonać pomiarów liniowych elementów optycznych? 

 

 

14)

 

obsłuŜyć interferometr warsztatowy? 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

33 

4.3. Czystość optyczna 

 

4.3.1.  Materiał nauczania

 

 

Czystość powierzchni elementów optycznych charakteryzuje się ilością i rozmiarami skaz 

występujących  na  tej  powierzchni.  Jako  skazy  uwaŜa  się  rysy  i  punkty  (przeszlifowane 
pęcherze, wykłucia, plamki, szczerby, nadtrawienia i inne mające charakter punków). Dotyczy 
ona tylko obszarów czynnych – tej części powierzchni przez którą przechodzą lub się odbijają 
promienie świetlne. 
 

Jeśli: 

–

 

obszar czynny jest kołem – to jego średnicę nazywamy średnicą czynną, 

–

 

obszar  czynny  nie  jest  kołem,  to  jako  średnicę  czynną  rozumie  się  średnicę  koła 
wpisanego w ten obszar. 

 

Obszar czynny dzielimy na strefy:  

–

 

centralną – powierzchnia ograniczona okręgiem o średnicy nie większej niŜ 1/3 średnicy 
czynnej,  

–

 

środkową – powierzchnia ograniczona okręgiem o średnicy nie większej niŜ 2/3 średnicy 
czynnej, 

–

 

brzegową – pozostała część obszaru czynnego. 
W  zaleŜności  od  liczby  i  rozmiarów  wad  występujących  na  powierzchni  czynnej  polska 

norma określa klasy czystości i metody ich sprawdzania. 
Fragmenty normy dotyczącej klas czystości 

Przy  badaniu  elementów  I  klasy  czystości  do  oględzin  naleŜy  uŜywać  lupy 

o powiększeniu, pod jakim element pracuje, lecz nie mniejszym niŜ 6

x

. 

Przy  badaniu  elementów  w  klasie  PI-0S  przeglądanie  powinno  odbywać się przy uŜyciu 

mikroskopu o powiększeniu ≥10

x

, w ciemnym polu, w świetle odbitym pod katem 45°. 

Przy badaniu elementów w klasach PI-10S do PI-40S przeglądanie powinno odbywać się 

przy uŜyciu mikroskopu o powiększeniu ≤ 10

x

. 

 

Tabela 1. Dopuszczalne skazy powierzchni w klasie I [opracowanie własne] 

Strefa środkowa 

Strefa brzegowa 

Strefa centralna 

punkty 

rysy 

Punkty 

rysy 

liczba 

liczba 

K

la

sy

 c

zy

st

o

śc

i 

Ś

re

d

n

ic

a 

w

 

m

m

 

D

o

 4

0

 

P

o

n

ad

 4

0

 

S

ze

ro

k

o

ść

 w

 

m

m

 

Ł

ąc

zn

a 

d

łu

g

o

ść

 w

 m

m

 

Ś

re

d

n

ic

a 

w

 

m

m

 

D

o

 4

0

 

P

o

n

ad

 4

0

 

S

ze

ro

k

o

ść

 w

 

m

m

 

Ł

ąc

zn

a 

d

łu

g

o

ść

 w

 m

m

 

 
Zagęszczenie wad 

PI-0  Wymiary wad, ich liczbę w strefach i wymiary stref ustala się na 

rysunku części 

PI-
10 

0,004 

4 

6 

0,002 

0,2D  0,006 

8  12 

0,002 

0,4D 

PI-
20 

0,010 

4 

6 

0,004 

0,2D  0,015 

8  12 

0,004 

0,4D 

PI-
40 

0,015 

4 

6 

0,008 

0,2D  0,025 

8  12 

0,008 

0,4D 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

34 

 

PI-
0S 

Wymiary wad, ich liczbę w strefach i wymiary stref ustala się na 
rysunku części 

Niedopuszczalne 
są defekty 
widoczne 
w warunkach 
kontroli 

PI-
10S 

0,004 

4 

6 

0,002 

0,2D  0,006 

8  12 

0,002 

0,4D 

PI-
20S 

0,010 

4 

6 

0,004 

0,2D  0,015 

8  12 

0,004 

0,4D 

PI-
40S 

0,015 

4 

6 

0,008 

0,2D  0,025 

8  12 

0,008 

0,4D 

Nie więcej niŜ 1 
punkt oraz mniej 
niŜ 10 rys o łącznej 
długości mniejszej 
od 0,1 D; pozostałe 
wymagania określa 
konstruktor na 
rysunku 
technicznym 

 

KLASY CZYSTOŚCI P II - P VII 

 

Punkty  powstają  w  skutek  przeszlifowania  pęcherzy  powietrznych  znajdujących  się 

w szkle  lub  są  pozostałością  głębokich  kraterów  utworzonych  na  powierzchni  szkła  przez 
pojedyncze grube ziarna proszku ściernego.  
 

Rysy  mogą  być  pozostałościami  po  poprzednim  szlifowaniu  lub  teŜ  uszkodzeniami 

powierzchni  powstałymi  w  czasie  polerowania,  wskutek  zanieczyszczenia  proszku  do 
polerowania,  uŜycia  zbyt  twardej  smoły,  niedostatecznej  wilgotności  polerowanej 
powierzchni.  
 

Dla  klasy  P  II  skazy  wykrywa  się  w  świetle  odbitym  na  tle  czarnego  ekranu  (Ŝarówka 

o mocy 40–60 W).  
 

Dla klasy P III – P VIII skazy wykrywa się w świetle przechodzącym na tle równomiernie 

oświetlonej matówki (Ŝarówka o mocy 40–60 W osłonięta matową szybą. Odległość szyby od 
włókna Ŝarówki wynosi 100 mm, a od matówki do sprawdzanego materiału ok. 150 mm).  

 

Tabela 2. Dopuszczalne skazy powierzchni w klasach II–VII [opracowanie własne] 

punkty 

duŜe punkty 

łączna liczba w zaleŜności od średnicy 
czynnej D w mm 

Klasa 
czystości średnica  

w mm 

do 15 

16–25 

pow. 25 

ilość  
maks. 25% liczby punktów 
o średnicy większej 
niŜ 

P II 

0,002–0,06 

0,5 D 

0,75 D 

1,0 D 

 

P III 

0,004–0,1 

0,8 D 

1,2 D 

1,6 D 

0,06 mm 

P IV 

0,015–0,3 

0,8 D 

1,2 D 

1,6 D 

0,1 mm 

P V 

0,015–0,6 

1,0 D 

1,5 D 

2,0 D 

0,3 mm 

P VI 

0,015–1,0 

1,0 D 

1,5 D 

2,0 D 

0,6 mm 

P VII 

0,3–2,0 

1,0 D 

1,5 D 

2,0 D 

1,0 mm 

 
 

Punktów  o średnicy mniejszej niŜ podana w tabelce nie bierze się pod uwagę, jeŜeli nie 

mają charakteru skupisk (niedopolerowania). 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

35 

 

Tabela 3. Dopuszczalne skazy (rysy) powierzchni w klasie II–VII [opracowanie własne] 

rysy 

duŜe rysy 

łączna długość zaleŜności od 
średnicy czynnej D w mm 

Klasa 
czystości  szerokość 

w mm 

do 15 

16–25 

pow. 25 

sumaryczna długość 
maksymalnie 25% łącznej 
dopuszczalnej długości o 
szerokości większej niŜ 

P II 

0,001–0,004  0,5 D 

1,0 D 

2,0 D 

 

P III 

0,002–0,006  0,5 D 

1,0 D 

2,0 D 

0,004–0,006 mm 

P IV 

0,004–0,01 

0,5 D 

1,0 D 

2,0 D 

0,008–0,01 mm 

P V 

0,006–0,03 

0,7 D 

1,5 D 

3,0 D 

0,02–0,03 mm 

P VI 

0,006–0,05 

0,75 D 

1,5 D 

3,0 D 

0,03–0,05 mm 

P VII 

0,01–0,1 

0,75 D 

1,5 D 

3,0 D 

0,05–0,1 mm 

 

 

Rysy o szerokości mniejszej od dolnej granicy nie bierze się pod uwagę, jeŜeli nie tworzą 

wyraźnie widocznej siatki. 

Wymiarów skaz znajdujących się poza obszarem czynnym nie normalizuje się. 
Szczerby  na  brzegach  poza  wymiarem  czynnym  są  dopuszczalne  jeŜeli  ich  największy 

wymiar  nie  przekracza  0,03  D,  przy  czym  szczerby  o  wymiarach  powyŜej  0,5  mm  powinny 
być matowane. 

Powierzchnię  szczerby  leŜącą  w  obszarze  czynnym  przyrównuje  się  do  punktu 

i klasyfikuje w danej klasie czystości. 

 

Przykłady: 
Soczewka Ф 40 mm, Ф czynne 38 mm.  
klasa P VII  
Punkty 2,0 x 38 mm = 76 punktów o średnicy 0,3 do 2,0 mm, ale nie więcej niŜ 25% z 76 = 
19 punktów duŜych o średnicy większej niŜ 1,0 mm.  

Rysy 3,0 x 38 mm = 114 mm łącznej długości rys o szerokości 0,01 do 0,1 mm, ale nie 

więcej niŜ 25% z 114 = 28 mm rys o szerokości 0,05 do 0,1 mm  

Maksymalna szczerba poza Ф czynnym 0,03 x 38 mm = 1,14 mm. 
Soczewka fi 24 mm, fi czynne 23 mm.  

klasa P IV  
Punkty 1,2 x 23 mm = 27 punktów o średnicy 0,015 do 0,3 mm, ale nie więcej niŜ 25% z 27 = 
6 punktów duŜych o średnicy większej niŜ 0,1 mm.  

Rysy 1,0 x 23 mm = 23 mm łącznej długości rys o szerokości 0,004 do 0,01 mm, ale nie 

więcej niŜ 25% z 23 = 5 mm rys o szerokości 0,008 do 0,01 mm.  

Maksymalna szczerba poza fi czynnym 0,03 x 23 mm = 0,69 mm. 
 

4.3.2. Pytania sprawdzające

 

 

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

1.

 

Co oznacza czystość powierzchni optycznej? 

2.

 

Ile jest klas czystości? 

3.

 

Jakich przyrządów optycznych uŜywamy do sprawdzania czystości optycznej? 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

36 

4.3.3.  Ćwiczenia

 

 
Ćwiczenie 1 
 

Sprawdź  czystość  powierzchni  płytki  ogniskowej,  soczewki  ujemnej  i  płytki  ochronnej 

zgodnie z dokumentacją techniczną. 
  

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  czystości  elementów 
optycznych, 

2)

 

zapoznać  się  dokładnie  z  normą  dotyczącą  czystości  optycznej  powierzchni  elementów 
optycznych, 

3)

 

odczytać dokumentację techniczną otrzymanych elementów, 

4)

 

zapoznać się ze stanowiskiem do sprawdzania czystości, 

5)

 

dobrać sprzęt kontrolny, 

6)

 

umyć dokładnie sprawdzane elementy, 

7)

 

sprawdzić wygląd powierzchni zgodnie z wymaganiami normy,  

8)

 

sprawdzić czystość badanych elementów, 

9)

 

sporządzić notatkę. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

instrukcja stanowiskowa, 

−

 

dokumentacja techniczna badanych elementów, 

−

 

źródła światła, ekrany zgodnie z instrukcją, 

−

 

lupy 4

x

, lupy 6

x

, lupa Brinella, mikroskop o powiększeniu min.10

x

 i aperturze min. 0,3, 

−

 

mieszanka spirytusowo-eterowa, 

−

 

ściereczki batystowe, 

−

 

pędzelki do odpylenia, 

−

 

lampa sodowa, 

−

 

norma dotycząca czystości elementów optycznych, 

−

 

płytki ogniskowe, soczewki wklęsłe i płytki ochronne do pomiaru, 

−

 

arkusz spostrzeŜeń. 

 

Ćwiczenie 2 
 

Określ klasę czystości powierzchni otrzymanych elementów. 

  

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)

 

wyszukać  w  materiałach  dydaktycznych  informacje  dotyczące  czystości  elementów 
optycznych, 

2)

 

zapoznać  się  dokładnie  z  normą  dotyczącą  czystości  optycznej  powierzchni  elementów 
optycznych, 

3)

 

zapoznać się ze stanowiskiem do sprawdzania czystości, 

4)

 

dobrać sprzęt kontrolny, 

5)

 

umyć dokładnie sprawdzane elementy, 

6)

 

sprawdzić wygląd powierzchni zgodnie z wymaganiami normy,  

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

37 

7)

 

określić klasę czystości badanych elementów, 

8)

 

sporządź notatkę z wykonanego badania. 

 

WyposaŜenie stanowiska pracy: 

−

 

instrukcja stanowiskowa, 

−

 

źródła światła, ekrany zgodnie z instrukcją, 

−

 

lupy 4

x

, lupy 6

x

, lupa Brinella, mikroskop o powiększeniu min. 10

x

 i aperturze min. 0,3, 

−

 

mieszanka spirytusowo-eterowa, 

−

 

ściereczki batystowe, 

−

 

pędzelki do odpylenia, 

−

 

lampa sodowa, 

−

 

norma dotycząca czystości elementów optycznych, 

−

 

płytki ogniskowe, soczewki wklęsłe i płytki ochronne do pomiaru. 

 
4.3.4.  Sprawdzian postępów

 

 
Czy potrafisz: 
 

Tak 

Nie 

1)

 

zdefiniować pojęcia czystości powierzchni elementów optycznych? 

 

 

2)

 

scharakteryzować klasy czystości? 

 

 

3)

 

dobrać przyrządy optyczne do badania czystości? 

 

 

4)

 

określić klasę czystości zadanej powierzchni? 

 

 

5)

 

sprawdzić czystość elementów optycznych? 

 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

38 

5.  SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ 
 

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

 

1.

 

Przeczytaj uwaŜnie instrukcję. 

2.

 

Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 

3.

 

Zapoznaj się z zestawem zadań testowych. 

4.

 

Test zawiera 25 zadania. Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwe odpowiedzi. Tylko 
jedna jest prawidłowa. 

5.

 

Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce 
znak X. W przypadku pomyłki naleŜy 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 odłóŜ 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.  Współczynnik załamania szkła moŜemy zmierzyć za pomocą 

a)

 

kolimatora. 

b)

 

lunety. 

c)

 

goniometru. 

d)

 

lupy. 

 

2.

 

Parametr odróŜniający materiały optyczne to 
a)

 

współczynnik załamania. 

b)

 

niezmiennik załamania. 

c)

 

zabarwienie. 

d)

 

niezmiennik Keplera. 

 

3.

 

Luneta autokolimacyjna słuŜy do pomiaru 
a)

 

dwójłomności. 

b)

 

odchyłki kątów w pryzmatach. 

c)

 

określenia czystości powierzchni. 

d)

 

sprawdzenia pęcherzowatości. 

 

4.

 

Kolimator wchodzi w skład układu do pomiaru 
a)

 

smuŜystości. 

b)

 

pęcherzowatości. 

c)

 

dwójłomności. 

d)

 

promienia soczewki. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

39 

5.

 

NapręŜenia w elementach optycznych moŜemy sprawdzić za pomocą 

a)

 

polarymetru. 

b)

 

refraktometru. 

c)

 

polaryskopu. 

d)

 

szklanego sprawdzianu interferencyjnego. 

 

6.

 

Do sprawdzania czystości optycznej uŜywamy 

a)

 

kolimatora. 

b)

 

lupy 6

x

. 

c)

 

lunety pomiarowej. 

d)

 

teodolitu. 

 

7.

 

Średnicę soczewki moŜemy zmierzyć za pomocą 

a)

 

suwmiarki. 

b)

 

szklanego sprawdzianu interferencyjnego. 

c)

 

kątomierza. 

d)

 

głębokościomierza. 

 

8.

 

Szklanym sprawdzianem interferencyjnym moŜemy dokonać pomiaru 

a)

 

średnicy soczewki. 

b)

 

grubości soczewki. 

c)

 

fazy soczewki. 

d)

 

promienia krzywizny soczewki. 

 

9.

 

Fazę w elementach optycznych moŜemy zmierzyć za pomocą 

a)

 

suwmiarki. 

b)

 

mikromierza. 

c)

 

sferometru zegarowego. 

d)

 

lupy Brinella. 

 

10.

 

Sferometr słuŜy do pomiaru 

a)

 

grubości soczewki. 

b)

 

promienia krzywizny zwierciadła. 

c)

 

średnicy soczewki. 

d)

 

płaskości płytki. 

 

11.

 

Refraktometr Abbego to przyrząd słuŜący do 

a)

 

pomiaru współczynnika załamania szkła. 

b)

 

refrakcji oka. 

c)

 

zdolności rozdzielczej, 

d)

 

współczynnik Abbego. 

 

12.

 

SmuŜystość w szkle sprawdzamy w układzie 

a)

 

źródło światła, stolik, ekran. 

b)

 

kolimator, luneta. 

c)

 

źródło światła, stolik, lupa. 

d)

 

źródło światła, stolik, mikroskop pomiarowy. 

 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

40 

13.

 

Centralność soczewek sprawdzamy za pomocą układu 

a)

 

źródło światła, stolik, ekran. 

b)

 

kolimator, uchwyt mocujący, mikroskop pomiarowy. 

c)

 

kolimator, uchwyt mocujący, luneta autokolimacyjna. 

d)

 

źródło światła, stolik, lupa. 

 

14.

 

Ława optyczna moŜe słuŜyć do 

a)

 

zestawiania układów pomiarowych. 

b)

 

badania napręŜeń. 

c)

 

sprawdzania płaskości. 

d)

 

sprawdzania czystości elementów optycznych. 

 

15.

 

Przedstawiony schemat pomiarowy słuŜy do 

 

a)

 

pomiaru promienia. 

b)

 

sprawdzenia smuŜystości. 

c)

 

sprawdzenia pęcherzowatości. 

d)

 

pomiarów kątów. 

 

16.

 

Przedstawiony schemat pomiarowy słuŜy do 

 

 

a)

 

pomiaru promienia. 

b)

 

sprawdzenia smuŜystości. 

c)

 

sprawdzenia pęcherzowatości. 

d)

 

pomiarów kątów. 

 
 
 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

41 

17.

 

Przedstawiony schemat pomiarowy słuŜy do 

 

a)

 

pomiaru promienia. 

b)

 

pomiaru ogniskowej. 

c)

 

średnicy soczewki. 

d)

 

pomiarów kątów. 

 

18.

 

Przedstawiony schemat pomiarowy słuŜy do 

 

a)

 

pomiaru promienia. 

b)

 

pomiaru kąta odchylenia klina. 

c)

 

pomiaru centralności soczewki. 

d)

 

pomiarów ogniskowych. 

 

19.

 

Pryzmat Amici zamontowany jest w 
a)

 

refraktometrze Pulfricha. 

b)

 

refraktometrze Abbego. 

c)

 

sferometrze. 

d)

 

goniometrze. 

 
20.

 

Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia wykorzystane jest do budowy 
a)

 

sferometru 

b)

 

goniometru. 

c)

 

refraktometru. 

d)

 

kolimatora. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

42 

21.

 

Schemat pokazany na rysunku słuŜy do 

 

a)

 

pomiaru promienia. 

b)

 

badania powierzchni płaskich. 

c)

 

badania zdolności rozdzielczej. 

d)

 

pomiaru kąta. 

 

22.

 

Symbol PV określa klasę 
a)

 

czystości. 

b)

 

pęcherzowatości. 

c)

 

smuŜystości. 

d)

 

niejednorodności. 

 

23.

 

Do sprawdzania bardzo dokładnych powierzchni płaskich wykorzystujemy 
a)

 

interferencji jednopromieniowej. 

b)

 

interferencji dwupromieniowej. 

c)

 

interferencji trójpromieniowej. 

d)

 

interferencji wielopromieniowej. 

 

24.

 

Przedstawiony wzór

y

k

f

′

⋅

=

słuŜy do wyznaczania 

a)

 

ogniskowej badanego elementu optycznego. 

b)

 

ogniskowej kolimatora kontrolnego. 

c)

 

ogniskowej lunety pomiarowej. 

d)

 

ogniskowej mikroskopu kontrolnego. 

 

25.

 

Pokazane kątowniki do pomiaru pryzmatów wykonane są 

 

a)

 

z mosiądzu. 

b)

 

ze stali. 

c)

 

ze szkła. 

d)

 

z tworzywa sztucznego. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

43 

KARTA ODPOWIEDZI 

 

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

 
Dokonywanie pomiarów elementów optycznych

 

 
Zakreśl poprawną odpowiedź, wpisz brakujące części zdania lub wykonaj rysunek 

 

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” 

44 

6.

 

LITERATURA

 

 

1.

 

Chalecki J: Przyrządy optyczne. WNT, Warszawa 1979 

2.

 

Hanc T: Pomiary Optyczne. WNT, Warszawa 1964 

3.

 

Jóźwicki R: Optyka Instrumentalna. WNT, Warszawa 1970 

4.

 

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

5.

 

Legun Z: Technologia elementów optycznych. WNT, Warszawa 1982 

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.

 

Szymański J: Budowa i montaŜ aparatury optycznej. WSiP, Warszawa 1978 

11.

 

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