Οπτικές συσκευές (3) - Περίληψη. Εγχειρίδιο για τη φυσική Κάμερα και άλλες οπτικές συσκευές Συσκευές φωτισμού και προβολής

Οι συσκευές που παρέχουν οπτική παρατήρηση του εδάφους και των αντικειμένων που βρίσκονται σε αυτό, καθώς και τη διάκρισή τους σε σχέση με τα συνοδευτικά υπόβαθρα για τον εντοπισμό και τη λήψη αποφάσεων σχετικά με τις επιπτώσεις σε αυτά με τα διαθέσιμα μέσα, περιλαμβάνουν: - συσκευές νυχτερινής όρασης που χρησιμοποιούν την αρχή της μετατροπής του εικόνα του εδάφους και των στόχων που είναι αόρατοι με γυμνό μάτι τη νύχτα ορατή εικόνα; - συσκευές νυχτερινής όρασης που βασίζονται στη χρήση σωλήνων εκπομπής τηλεόρασης που λειτουργούν σε χαμηλά επίπεδα φυσικού νυχτερινού φωτισμού· - συσκευές θερμικής απεικόνισης που χρησιμοποιούν την αρχή της μετατροπής της ίδιας της θερμικής ακτινοβολίας του εδάφους και των στόχων (θερμική εικόνα) σε εικόνα που παρατηρείται από το ανθρώπινο μάτι, συμπεριλαμβανομένων των συνθηκών ομίχλης, βροχής, χιονόπτωσης και τεχνητής παρεμβολής - καπνός και χρήση κάλυψη σχηματισμών αερολύματος μέρα και νύχτα. - συσκευές νυχτερινής όρασης που χρησιμοποιούν φωτισμό λέιζερ στόχων για παρατήρηση σε συνθήκες περιορισμένης ορατότητας μέρα και νύχτα, που προκαλούνται από μετεωρολογικούς παράγοντες ή τη χρήση τεχνητού καμουφλάζ και αντίμετρων από τον εχθρό.

Φασματική ευαισθησία του ανθρώπινου ματιού Στο φάσμα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, που κυμαίνεται από ακτινοβολία γάμμα με μήκος κύματος μικρότερο από το εκατοστό του νανομέτρου έως ραδιοεκπομπή με μήκη κύματος δεκάδων χιλιομέτρων, η φασματική ευαισθησία του ανθρώπινου ματιού είναι μια στενή λωρίδα από 0,4 έως 0,76 μικρά στην ορατή περιοχή. Η ποσότητα των πληροφοριών που προέρχονται από τα όργανα της όρασης, σύμφωνα με την επιστήμη, είναι το 90% όλων των πληροφοριών από τις ανθρώπινες αισθήσεις.

Όνομα ζώνης Μήκη κύματος, λ Συχνότητες, νΠηγές Ραδιοκύματα Πολύ μεγάλο μήκος πάνω από 10 km λιγότερο από 30 kHz Ατμοσφαιρικά φαινόμενα. Εναλλασσόμενα ρεύματα σε αγωγούς και ηλεκτρονικές ροές (ταλαντωτικά κυκλώματα). Long 10 km - 1 km 30 k Hz to Hz Medium 1 km m 300 k Hz - 3 MHz Short 100 m - 10 m 3 MHz - 30 MHz Ultra short 10 m -1 mm 30 MHz GHz Υπέρυθρη ακτινοβολία 1 mm nm 300 GHz THz Ακτινοβολία μορίων και ατόμων υπό θερμικές και ηλεκτρικές επιδράσεις. Ορατή (οπτική) ακτινοβολία nm 429 THz -750 THz Υπεριώδες nm 7,5×10 14 Hz - 3×10 16 Hz Ακτινοβολία ατόμων υπό την επίδραση επιταχυνόμενων ηλεκτρονίων. Ακτίνες Χ 10 nm -5 μ.μ. 3× × 10 19 Hz Ατομικές διεργασίες υπό την επίδραση επιταχυνόμενων φορτισμένων σωματιδίων. Γάμμα λιγότερο από 5 μ.μ. περισσότερο από 6×10 19 Hz Πυρηνικές και διαστημικές διεργασίες, ραδιενεργή διάσπαση.

Μια σύντομη ιδέα της οπτικής διαδικασίας 1. Μια εικόνα εστιασμένη από τον φακό του ματιού γίνεται αντιληπτή από τον φωτοευαίσθητο δέκτη ματιών του αμφιβληστροειδούς, ο οποίος αποτελείται από δύο τύπους φωτοϋποδοχέων: ράβδους και κώνους, όπου το φως απορροφάται και το φως η ενέργεια που λαμβάνει μετατρέπεται σε ηλεκτρικά σήματα που μεταδίδονται στον εγκέφαλο. Όλες οι οπτικές αντιλήψεις πραγματοποιούνται με τη βοήθεια ράβδων και κώνων, ωστόσο, η χρωματική διάκριση είναι εγγενής μόνο στους κώνους, ενώ η διάκριση μεταξύ φωτός και σκοταδιού πραγματοποιείται τόσο από ράβδους όσο και από κώνους. 2. Η ικανότητα διαχωρισμού του ματιού στο ηλιακό φως παρέχεται από κώνους και είναι 0,5 -1 τόξο. λεπτά, και το σούρουπο πέφτει, μεταφέροντας τις λειτουργίες του στη συσκευή των ραβδιών. Σε αυτή την περίπτωση, η φασματική ευαισθησία του ματιού μετατοπίζεται προς μικρότερα μήκη κύματος και το μέγιστο από μήκος κύματος 0,55 μm περνά σε μήκος κύματος 0,51 μm. Καμπύλες της φασματικής ευαισθησίας του ματιού: 1 - κατά τη διάρκεια της ημέρας. 2 - στο σκοτάδι

Η ικανότητα προσαρμογής σε μια αλλαγή στην ευαισθησία ανάλογα με τον φωτισμό της κόρης. Είναι γνωστό, για παράδειγμα, ότι το λυκόφως το μάτι μπορεί να αισθανθεί μια φωτεινότητα που είναι 100 φορές μικρότερη από τη νύχτα. την ημέρα. Η προσαρμογή στο σκοτάδι, δηλαδή η προσαρμογή του ματιού στο σκοτάδι, προχωρά σε δύο περιόδους: η πρώτη, διαρκεί περίπου 2 λεπτά, όταν η ευαισθησία του ματιού αυξάνεται 10 φορές και η δεύτερη, διαρκεί 8 λεπτά, όταν η ευαισθησία αυξάνεται άλλα 6. φορές. Η προσαρμογή στο φως συμβαίνει όταν το σκοτάδι διαταράσσεται ξαφνικά. Την πρώτη στιγμή, η όραση παραλύει τελείως και το άτομο σταματά να βλέπει. Στη συνέχεια, η συσκευή προσαρμογής αρχίζει να λειτουργεί. Ταυτόχρονα, η κόρη μειώνεται απότομα, η ευαισθησία των ράβδων μειώνεται και οι λειτουργίες της όρασης μεταφέρονται στους κώνους, οι οποίοι επιβραδύνουν τη συσκευή των ράβδων και μετά από λίγο την απενεργοποιούν. Ξεκινά η αναδιάρθρωση ολόκληρης της οπτικής συσκευής από τον αμφιβληστροειδή στον εγκέφαλο, η οποία βοηθά στην αντιμετώπιση της αντανάκλασης και καθιστά δυνατή την προβολή σε συνθήκες υψηλής φωτεινότητας.

Τυπικός φωτισμός, παραδείγματα Illumination, lx Where 10 5 Light of Sirius, το πιο λαμπρό αστέρινυχτερινός ουρανός 0,0003 Χωρίς Σελήνη έναστρος ουρανός 0,01 Τέταρτο φεγγάρι 0,27 Πανσέληνος σε καθαρό ουρανό 1 Πανσέληνος στις τροπικές περιοχές έως 20 Στη θάλασσα σε βάθος ~50 m. 1000 Συννεφιασμένη μέρα. φωτισμός σε τηλεοπτικό στούντιο 1-3 χιλιάδες Μεσημέρι στην Αφροδίτη 4-5 χιλιάδες Μεσημέρι τον Δεκέμβριο Ιανουάριο χιλιάδες Καθαρή ηλιόλουστη μέρα (στη σκιά) χιλιάδες Κάτω από άμεσο ήλιο

φυσικά επίπεδαφωτισμός (α), όραση και διαδικασία προσαρμογής στο σκοτάδι Ταυτόχρονα, το φασματικό χαρακτηριστικό του αστρικού φωτός σε ένταση τείνει να αυξάνεται στην περιοχή εγγύς υπερύθρων, με αποτέλεσμα η παρατήρηση κάτω από αυτές τις συνθήκες με γυμνό μάτι, ακόμη και με προσαρμοσμένο, είναι πρακτικά αδύνατη, καθώς το μάτι δεν είναι πλέον έχει ευαισθησία σε αυτή τη φασματική περιοχή.

Παράγοντες που επηρεάζουν την επίλυση προβλημάτων παρατήρησης 1. Η πιθανότητα ανίχνευσης ενός αντικειμένου εξαρτάται από τις γωνιακές διαστάσεις του ίδιου του αντικειμένου και την αντίθεσή του με το φόντο. Όσο μεγαλύτερο είναι το αντικείμενο και όσο μεγαλύτερη η αντίθεση, τόσο νωρίτερα θα εντοπιστεί αυτό το αντικείμενο. Στην περίπτωση αυτή, η αναγνώριση του αντικειμένου μπορεί να γίνει από την κεντρική περιοχή του ματιού, το βοθρίο, το οποίο έχει υψηλή ανάλυση. Κατά την αναζήτηση ενός αντικειμένου, το σχήμα του δεν παίζει μεγάλο ρόλο, αλλά μόνο η περιοχή του έχει σημασία εντός του λόγου διαστάσεων από 1: 1 έως 1: 10. Η αύξηση των γωνιακών διαστάσεων ενός αντικειμένου κατά 2 φορές μειώνει τον χρόνο που απαιτείται για ανιχνεύστε το κατά 8 φορές. 2. Η τιμή αντίθεσης καθορίζει το χρόνο που απαιτείται για την αναζήτηση ενός αντικειμένου. Η αντίθεση σε οποιοδήποτε σημείο καθορίζεται από τον λόγο της διαφοράς μεταξύ της φωτεινότητας του αντικειμένου και του φόντου L περίπου L f προς το άθροισμά τους L περίπου + L f. (μέσος όρος Κ=0,32). 3. Ο χρόνος που απαιτείται για την ανίχνευση αντικειμένων πιο ανοιχτόχρωμα και πιο σκούρα από το φόντο με τις ίδιες απόλυτες τιμές θετικών και αρνητικών αντιθέσεων είναι ο ίδιος. 4. Με την αύξηση του οπτικού πεδίου, αυξάνεται και ο χρόνος που απαιτείται για την αναζήτηση ενός αντικειμένου. Μια διπλάσια αύξηση του οπτικού πεδίου αυξάνει τον χρόνο αναζήτησης κατά 4 φορές, ενώ ο χρόνος αναζήτησης δεν καθορίζεται από το σχήμα του πεδίου, αλλά από τη γωνιακή του περιοχή. 5. Τα αντικείμενα που κινούνται με χαμηλή ταχύτητα είναι πιο εύκολο να ανιχνευθούν από τα ακίνητα και η κίνηση με υψηλή ταχύτητα είναι πιο δύσκολη λόγω της φθοράς της ορατής αντίθεσης. Μια περαιτέρω αύξηση της ταχύτητας μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια της ορατότητας του αντικειμένου. Η κίνηση επιδεινώνει την ορατή αντίθεση του αντικειμένου, η τιμή της οποίας εξαρτάται όχι μόνο από τη γωνιακή ταχύτητα, αλλά και από το γωνιακό μέγεθος του υπό παρατήρηση αντικειμένου.

Με βάση την ποιότητα της όρασης (4:3), η οποία παρέχει τη δυνατότητα παρατήρησης αντικειμένων σε διάφορα υπόβαθρα κατά τη διάρκεια της ημέρας, καθώς και τα χαρακτηριστικά των οπτικών οργάνων που καθορίζουν τη δυνατότητα παρατήρησης ακίνητων και κινούμενων αντικειμένων στο πεδίο (μεγέθυνση, οπτικά πεδία, συντελεστής μετάδοσης φωτός, διάμετροι εισόδου (Ε) και εξόδου (δ) κόρες) όταν παρατηρούνται μέσω μιας οπτικής συσκευής, η πιθανότητα ανίχνευσης ενός αντικειμένου είναι σχεδόν 3 φορές μεγαλύτερη από την πιθανότητα ανίχνευσης με γυμνό μάτι .

Επίδραση των καιρικών συνθηκών (κατάσταση της ατμόσφαιρας) στην αποτελεσματικότητα της παρατήρησης Περιοχές μετάδοσης ακτινοβολίας: (διαστήματα μήκους κύματος) ορατή περιοχή από 0,4 έως 0,7 μm. κοντά στο υπέρυθρο από 0,7 έως 3,0 µm. μεσαίο και μακρινό υπέρυθρο από 3 έως 6 και από 8 έως 14 μικρά, αντίστοιχα. Ατμοσφαιρικά χαρακτηριστικά μετάδοσης (θερμ.+15º, υγρασία 40%). Τα τρία τελευταία αποτελούν τη βάση για τη δημιουργία συστημάτων όρασης σε συνθήκες περιορισμένης ορατότητας

Φυσικός νυχτερινός φωτισμός Ο ήλιος βρίσκεται στο ζενίθ του - ο φωτισμός της επιφάνειας της γης φτάνει στο μέγιστο και ανέρχεται σε περισσότερο από lux σε έναν συντελεστή διαφάνειας της ατμόσφαιρας περίπου 70%. Με κίνηση προς τον ορίζοντα, ο φωτισμός που δημιουργεί ο Ήλιος είναι μόνο 10 lux. (η σύνθεση του ηλιακού φωτός αλλάζει, όταν διέρχεται από την ατμόσφαιρα, οι μπλε και οι βιολετί ακτίνες εξασθενούν περισσότερο από το πορτοκαλί και το κόκκινο, με αποτέλεσμα η μέγιστη ακτινοβολία του Ήλιου να μετατοπίζεται στην κόκκινη περιοχή του φάσματος). Με την έναρξη του λυκόφωτος, ο φωτισμός που δημιουργείται από το φως του ουρανού μειώνεται μέχρι το αστρονομικό λυκόφως, το οποίο ακολουθείται από τα περισσότερα σκοτεινή ώραημέρα νύχτα (0,3-0,002 lux). Φασματική ακτινοβολία του στερεώματος τη νύχτα Αλλαγή στο ENO που δημιουργείται από τη Σελήνη Ανάλογα με τη φάση της

ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΤΙΜΗΣ ΑΝΤΙΘΕΣΗ Στην περιοχή κοντά στο IR, παρατηρείται η επίδραση της αύξησης της αντίθεσης λόγω απότομων διαβαθμίσεων στην ανακλαστικότητα ενός αριθμού διαφορετικών υλικών που συνθέτουν το φυσικό υπόβαθρο της Γης. Χαρακτηριστικά φασματικής ανάκλασης φυσικών υλικών: 1-φύλλα δέντρων. 2-γρασίδι, 3-χαλίκι; 4-φλοιός δέντρων Ανακλαστικότητα δεξαμενής και φόντου: 1-βλ. αντανάκλαση ανακλαστικότητα φόντου, ανακλαστικότητα 2 δεξαμενών Η ανακλαστικότητα ενός αριθμού φυσικών υποβάθρων, όπως το γρασίδι και το φύλλωμα των δέντρων, αυξάνεται απότομα με μια μετατόπιση σε μεγαλύτερα μήκη κύματος, ενώ ο φλοιός δέντρων και το χαλίκι διατηρούν την τιμή ανακλαστικότητας σταθερή. Αυτό δημιουργεί μια αντίθεση που καθιστά δυνατή την παρατήρηση της εικόνας σε μια περιοχή απρόσιτη για την ανθρώπινη όραση. Ο συντελεστής ανάκλασης μιας δεξαμενής, όπως αυτός ενός άλλου ανθρωπογενούς αντικειμένου, διατηρεί την τιμή του σε ένα ευρύ φάσμα μηκών κύματος, ενώ η ανακλαστικότητα του φόντου αυξάνεται, γεγονός που επιτυγχάνει την αντίθεση που απαιτείται για την ανίχνευση σε αυτό το φασματικό εύρος.

Συμπεράσματα: 1. Δεδομένου ότι το φασματικό μέγιστο της ευαισθησίας του ανθρώπινου ματιού πέφτει σε μήκος κύματος 0,55 μm κάτω από το ηλιακό φως και σε χαμηλό φωτισμό το σούρουπο μετατοπίζεται προς μικρότερα μήκη κύματος έως 0,51 μm, ενώ το μέγιστο EHO στο φάσμα έχει τάση για να στραφούν προς τα μεγάλα κύματα, έγινε απαραίτητο να βρούμε μέσα για να δούμε στο σκοτάδι. (το 1869 δόθηκε το όνομα «υπέρυθρες» στις θερμικές ακτίνες, σε αντίθεση με μια άλλη επίσης αόρατη ακτινοβολία - τις υπεριώδεις (UV) ακτίνες, που ανακαλύφθηκε το 1801). 2. Το υπεριώδες φάσμα δεν χρησιμοποιείται για νυχτερινή όραση λόγω της ισχυρής απορρόφησης της υπεριώδους ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα και πολλά άλλα οπτικά μέσα, ενώ οι ακτίνες IR μεταδίδονται αρκετά καλά από την ατμόσφαιρα και έχουν μια σειρά από φυσικές ιδιότητες που τους επιτρέπουν να χρησιμοποιείται ως μέσο φωτισμού στόχων (IR προβολείς) σε ενεργές συσκευές νυχτερινής όρασης και για τη δημιουργία μετατροπέων για την παρατήρηση εικόνων στόχων σε ακτίνες IR. 3. Σε συννεφιασμένο καιρό, τη νύχτα, όταν ο ουρανός καλύπτεται με ένα πυκνό στρώμα νεφών, η ακτινοβολία του στόχου με ακτίνες IR θα βοηθούσε στην ανίχνευση του στόχου λόγω της απότομης αύξησης της αντίθεσης στην περιοχή IR, αλλά η φασματική ευαισθησία του ματιού, που περιορίζεται από ένα μήκος κύματος 0,76 μm, δεν δίνει λύση αυτή την εργασία. 4. Η λύση στο πρόβλημα της νυχτερινής όρασης ήταν πάντα η δημιουργία μιας συσκευής που να είναι ευαίσθητη στην περιοχή των 0,75-0,9 microns, με τον επακόλουθο μετασχηματισμό της εικόνας σε αυτό το εύρος στο εύρος μήκους κύματος προσβάσιμο στο μάτι.

Σωλήνες ενίσχυσης εικόνας συσκευών νυχτερινής όρασης (NVD) Φωτοηλεκτρικοί δέκτες, η αρχή των οποίων βασίζεται στην αποκόλληση ενός ηλεκτρονίου υπό την επίδραση της ακτινοβολίας (εσωτερικό φωτοηλεκτρικό φαινόμενο), τελικά κατέστησαν δυνατή τη δημιουργία ενός σωλήνα ενίσχυσης εικόνας , και στη συνέχεια μια συσκευή νυχτερινής όρασης. Γυαλί καμβά: 1-φωτοκάθοδος; 2-μεταλλωμένη φωτεινή οθόνη. 3-γυάλινος κύλινδρος? 4-ροή ηλεκτρονίων. 5-ηλεκτρόνια που δεν έχουν λάβει επαρκή επιτάχυνση οξυγόνο-φωσφορική στοιβάδα φωτοκάθοδος αργύρου καισίου, με ημιδιαφανή επιμεταλλωμένη οθόνη Αρχή λειτουργίας: - ένα ρεύμα ακτίνων υπερύθρων ή μια εικόνα ενός αντικειμένου σε ακτίνες IR εστιασμένη από έναν φακό κατευθύνεται στη φωτοκάθοδο ενός τέτοιου μετατροπέα, που ονομάζεται γυαλί Holst. - τα κβάντα του βγάζουν ηλεκτρόνια από τη φωτοκάθοδο, τα οποία, υπό τη δράση ενός επιταχυνόμενου πεδίου που δημιουργείται από υψηλή τάση, στέλνονται στην οθόνη. - στο σημείο σύγκρουσης των ηλεκτρονίων με τον φώσφορο, εμφανίζεται μια λάμψη, η οποία παρατηρείται από το μάτι. Μειονεκτήματα: -Δεν υπάρχει εστίαση ηλεκτρονίων. - θολή εικόνα στην οθόνη. φωτόνιο ηλεκτρόνιο φωτόνιο hν 1>е >hν 2, όπου hν 1 και hν 2 είναι οι ενέργειες του προσπίπτοντος και των εκπεμπόμενων φωτονίων με συχνότητες ν 1 και ν 2 . h Η σταθερά του Planck, ίση με 6,626 10 34 J s. e >hν 2, όπου hν 1 και hν 2 είναι οι ενέργειες του προσπίπτοντος και των εκπεμπόμενων φωτονίων με συχνότητες ν 1 και ν 2 . h σταθερά Planck ίση με 6,626 10 34 J s.">

Η αρχή λειτουργίας του σωλήνα ενίσχυσης εικόνας με ηλεκτροστατική εστίαση 1-φωτοκάθοδος. 2-εστίαση δαχτυλίδια? 3 - συμβολική εικόνα ενός ηλεκτρονικού φακού. τροχιές 4 ηλεκτρονίων. Οθόνη 5 φωταύγειας. 6-άνοδος; 7-Voltage Divider Σε αυτόν τον σωλήνα ενίσχυσης εικόνας, η δέσμη ηλεκτρονίων εστιάστηκε χρησιμοποιώντας δακτυλίους εστίασης, στους οποίους εφαρμόστηκε σταθερή τάση από μια πηγή ρεύματος υψηλής τάσης μέσω ενός διαιρέτη τάσης. Οι δακτύλιοι εστίασης σχημάτισαν ισοδυναμικά πεδία, που μοιάζουν με φακό όσον αφορά την κατανομή τάσης σε αυτά, με αποτέλεσμα αυτός ο τύπος εστίασης άρχισε να ονομάζεται ηλεκτρονικός φακός, σε αντίθεση με μια άλλη μέθοδο εστίασης, που πραγματοποιείται με τη χρήση μαγνητικού πεδίου ένας μαγνητικός φακός (χρησιμοποιώντας μόνιμους δακτυλίους μαγνήτες ή επαγωγείς.

ΣΧΕΔΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ NVD ΜΗΔΕΝΙΚΗ ΓΕΝΙΑ (ΕΝΕΡΓΗ) Αντικείμενο 1-ακτινοβολίας. 2-ροή ακτίνων IR. 3-IR illuminator? 4-λάμπα? Φίλτρο 5-IR. 6-ελ.opt. συσκευή; 7-φακός; 8- προσοφθάλμιο? 9-ΕΟΠ; 10-φωτοκάθοδος; Οθόνη 11 φωταύγειας Θετικές πτυχές: Οι σωλήνες μηδενικής γενιάς έχουν γίνει η βάση για τη δημιουργία ενεργών συσκευών νυχτερινής όρασης, η θετική ποιότητα των οποίων είναι η ανεξαρτησία από την τιμή ENO, η οποία καθιστά δυνατή τη χρήση τους σε απόλυτο σκοτάδι: σε εσωτερικούς χώρους, βαθιά χαρακώματα, υπόγειες κατασκευές. Μειονεκτήματα: 1. Σε συνθήκες υποβαθμισμένης ορατότητας - βροχή, ομίχλη, χιονόπτωση - το εύρος παρατήρησης στις συσκευές ενεργής νυχτερινής όρασης μειώνεται σημαντικά, καθώς οι σταγόνες βροχής, οι νιφάδες χιονιού και τα σωματίδια ομίχλης αντανακλούν την ακτινοβολία του φωτιστή υπερύθρων, δημιουργώντας τον λεγόμενο οπίσθιο φωτισμό στο η φωτοκάθοδος του σωλήνα ενίσχυσης εικόνας της συσκευής. 2. Αποκλείεται η μυστικότητα και το ξαφνικό άνοιγμα της φωτιάς, αφού οι ενεργές συσκευές νυχτερινής όρασης με τη συμπερίληψη ενός φωτιστή υπερύθρων ανιχνεύονται εύκολα από τον εχθρό.

Χαρακτηριστικά των φωτοκαθόδων που χρησιμοποιούνται σε συσκευές νυχτερινής όρασης Φωτοκάθοδος αργύρου οξυγόνου-καισίου S1 Ασήμαντη τιμή ευαισθησίας ακτινοβολίας -λίγο περισσότερο από 2 mA/W- και χαμηλή κβαντική απόδοση - περίπου 0,4% - δεν παρείχαν τη δυνατότητα παρατήρησης αντικειμένων στη φυσική νύχτα φωτισμός. Ως αποτέλεσμα, ένας σωλήνας ενίσχυσης εικόνας με αυτή τη φωτοκάθοδο έχει βρει εφαρμογή σε συσκευές ενεργής νυχτερινής όρασης χρησιμοποιώντας μια ενεργή μέθοδο φωτισμού στόχου. S11 με βάση μέταλλα αλκαλικών γαιών - κάλιο, νάτριο και καίσιο με την προσθήκη αντιμονίου Ήταν δυνατό να αυξηθεί η κβαντική απόδοση σε σύγκριση με το S 1 κατά σχεδόν 3 φορές. Έχει ασήμαντη τιμή θερμιονικής εκπομπής. Το S11 δεν έχει βρει εφαρμογή στον σωλήνα ενίσχυσης εικόνας, καθώς το φασματικό χαρακτηριστικό του έχει μέγιστο στην περιοχή μήκους κύματος 0,4 0,6 μm, το οποίο δεν ενδιαφέρει τη νυχτερινή όραση. Το S20 είναι ένας πολυαλκαλικός τύπος που δεν απαιτεί ψύξη και ταυτόχρονα έχει υψηλή κβαντική απόδοση στη φασματική περιοχή, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λειτουργία NVG υπό συνθήκες ENO. Χαρακτηριστικά των φωτοκαθόδων που χρησιμοποιούνται σε σωλήνες ενίσχυσης νυχτερινής όρασης Πολυαλκαλικές φωτοκάθοδοι - S20ER και S20 Με βάση αυτές, έχει αναπτυχθεί μια νέα γενιά σωλήνων ενίσχυσης εικόνας που ικανοποιεί τις συνθήκες λειτουργίας στη φασματική περιοχή που βρίσκεται πέρα ​​από το μήκος κύματος των 0,7 μm, προκειμένου να χρησιμοποιήστε αυτήν την πιο αποτελεσματική περιοχή για νυχτερινή όραση με εικόνες βελτίωσης φωτεινότητας που παρέχουν τη δυνατότητα δημιουργίας παθητικών συσκευών που λειτουργούν σε συνθήκες EHO χωρίς φωτισμό.

Αρθρωτός σωλήνας ενίσχυσης εικόνας μηδενικής γενιάς με πλάκες οπτικών ινών (FOP) αντί για γυάλινα παράθυρα εισόδου και εξόδου στο σωλήνα ενίσχυσης εικόνας. Τα FOP αποτελούνται από μικροσκοπικούς οδηγούς φωτός από ίνες γυαλιού ικανούς να μεταδίδουν μια εικόνα με υψηλή ευκρίνεια και κατέστησαν δυνατή τη χρήση σφαιρικών καθόδων και οθονών, γεγονός που απλοποίησε σημαντικά τα στοιχεία των συστημάτων εστίασης και εξασφάλισε μετάδοση εικόνας υψηλής ανάλυσης. Ως αποτέλεσμα, δημιουργήθηκαν σωλήνες ΤΠΕ αρθρωτού σχεδιασμού με φωτοκαθόδους και οθόνες διαμέτρου 18, 25 και 40 mm. Τα νέα ακουστικά είναι μια μετάβαση από συσκευές ενεργής νυχτερινής όρασης σε συσκευές παθητικής νυχτερινής όρασης που χρησιμοποιούν βελτίωση εικόνας. Ο σωλήνας είναι ένας μετατροπέας ενός θαλάμου ή ένας σωλήνας ενός θαλάμου. Η τάση επιτάχυνσης ενός τέτοιου σωλήνα είναι 15 kV. 1-IR ακτινοβολία; 2 παράθυρο εισόδου οπτικών ινών. 3 ηλεκτρόδια εστίασης. 4- παράθυρο εξόδου οπτικών ινών. 5-ορατή ακτινοβολία. 6- οθόνη φωσφόρου. 7-φωτοκάθοδος; Δέσμες 8 ηλεκτρονίων Μειονεκτήματα Ο σωλήνας παρέχει κέρδος περίπου 80, γεγονός που καθιστά δυνατή την παρατήρηση σε συσκευές νυχτερινής όρασης που βασίζονται σε αυτό μόνο σε φεγγαρόλουστη νύχτα και ακόμη και στην περίπτωση που το υπό εξέταση αντικείμενο βρίσκεται σε ανοιχτό μέρος. Σε λιγότερο ευνοϊκές συνθήκεςμια συσκευή με τέτοιο σωλήνα δεν δίνει λύση σε προβλήματα νυχτερινής όρασης.

Σωλήνας ενίσχυσης εικόνας τριών θαλάμων τριών ενισχυτών που συνδέονται με οπτική ίνα Η σύνδεση της οθόνης εξόδου ενός αρθρωτού σωλήνα με τη φωτοκάθοδο εισόδου του άλλου δίνει σημαντική αύξηση στη φωτεινότητα μιας αμυδρά φωτισμένης εικόνας που προβάλλεται στη φωτοκάθοδο εισόδου του πρώτου σωλήνα . Ένας σωλήνας ενίσχυσης εικόνας αυτού του τύπου ονομάζεται σωλήνας ενίσχυσης εικόνας δύο θαλάμων ή ενός σταδίου, καθώς η πρώτη κάμερα είναι ένας μετατροπέας εικόνας IR σε ορατή και η δεύτερη είναι ένας καταρράκτης ενίσχυσης φωτεινότητας εικόνας. Ένας μετατροπέας τριών θαλάμων ονομάζεται μετατροπέας δύο σταδίων, καθώς έχει δύο στάδια ενίσχυσης. Το κέρδος αυξάνεται με τον αριθμό των σταδίων: -μονοθάλαμος σωλήνας-μετατροπέας περίπου 80; -δύο θαλάμων - ήδη 4000? -τριών θαλάμων - της τάξης Αυτό επέτρεψε τη δημιουργία στη βάση του συσκευών νυχτερινής όρασης για παρατήρηση τη νύχτα σε συνθήκες ENO χωρίς φωτισμό στόχων με προβολέα IR, δηλαδή απολύτως παθητική παρατήρηση που δεν αποκαλύπτεται με κανέναν τρόπο. Μειονεκτήματα - περιορισμένη διακύμανση φωτονίων, η οποία εμποδίζει την περαιτέρω αύξηση του κέρδους αυξάνοντας την τάση επιτάχυνσης στα στάδια ενίσχυσης. - μείωση της ανάλυσης από καταρράκτη σε καταρράκτη (στην έξοδο είναι περίπου το μισό. - υψηλή ευαισθησία των ενισχυτών φωτεινότητας καταρράκτη στη λάμψη. Συσκευές νυχτερινής όρασης Ι γενιάς με υψηλή ευαισθησία και χαμηλό επίπεδο θορύβου έχουν βρει εφαρμογή ως σκοπευτικά για βαριά όπλα και μεγάλης διάρκειας συσκευές παρατήρησης εμβέλειας και βρίσκονται σε υπηρεσία με τους στρατούς πολλών χωρών του κόσμου.1-ακτινοβολία IR· παράθυρο εισόδου 2 οπτικών ινών· 3 ηλεκτρόδια εστίασης· πλακέτα σύνδεσης 4 οπτικών ινών· παράθυρο εξόδου οπτικών ινών 5· 6- φως, 7- φωτοκάθοδος, οθόνη 8 φωσφόρου, I-πρώτο στάδιο, II-δεύτερο στάδιο, III-τρίτο στάδιο

Ενισχυτές της γενιάς II (μέθοδος πολλαπλασιασμού της δέσμης ηλεκτρονίων που σχηματίζεται από τη δράση της εξωτερικής ακτινοβολίας στη φωτοκάθοδο, αντί της μεθόδου που χρησιμοποιείται στο UYaI της πρώτης γενιάς της μεθόδου μετάδοσης επιτάχυνσης στα φωτοηλεκτρόνια με την εφαρμογή υψηλής τάσης) Γενική αρχήεργασία: Όταν τα φωτοηλεκτρόνια εκπέμπονται από τη φωτοκάθοδο, κατευθύνεται απευθείας στην κοντινή πλάκα, που ονομάζεται μικροκανάλι και είναι ένας δίσκος με τεράστιο αριθμό μικροσκοπικών καναλιών, που είναι πολλαπλασιαστές φωτοηλεκτρονίων, με διέγερση στα κανάλια της επίδρασης του δευτερογενούς εκπομπή ηλεκτρονίων. (η ηλεκτρονική ροή δεν υπόκειται σε εστίαση και προβολή σε οθόνη φωσφόρου) Πλάκα μικροκαναλιού, περιέχει 1 εκατομμύριο 760 χιλιάδες μικροσκοπικά κανάλια (5000 ανά 1 mm 2) με διάμετρο 12 μικρά το καθένα. Το μέγεθος και ο αριθμός των μικροκαναλιών ποικίλλει ανάλογα με τον σκοπό. Το μήκος του καναλιού MCP είναι περίπου 45 των διαμέτρων του. Τα κανάλια έχουν μια κλίση έτσι ώστε το ηλεκτρόνιο που εκπέμπεται από τη φωτοκάθοδο να μην πετάει βαθιά, αλλά, χτυπώντας την άκρη, αντανακλάται από αυτό με τη μορφή ενός συνόλου, σχηματίζοντας μια διαδικασία χιονοστιβάδας. Πλεονεκτήματα: 1. Ως αποτέλεσμα της δευτερογενούς εκπομπής ηλεκτρονίων, η φωτεινότητα της λάμψης είναι δεκάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από τη φωτεινότητα της υπέρυθρης ακτινοβολίας στη φωτοκάθοδο του σωλήνα. 2. Η εφαρμοζόμενη υψηλή τάση (περίπου 1 kV) είναι δέκα φορές μικρότερη από την τάση που απαιτείται για την τροφοδοσία των καμερών πρώτης γενιάς. 3. Παρέχει αναπαραγωγή εικόνας μετά από MCP χωρίς εστίαση, γεγονός που μειώνει σημαντικά το αξονικό μήκος του σωλήνα. Για να αυξηθεί η ανάλυση, χρησιμοποιείται μεγεθυντική ηλεκτρονική οπτική μπροστά από το MCP. 1-πρωτεύον ηλεκτρόνιο. 2-δευτερεύοντα ηλεκτρόνια. 3-τοίχωμα του μικροκαναλιού. 4- μια χιονοστιβάδα ηλεκτρονίων στην έξοδο. 5-ηλεκτρόδιο; Πηγή 6 τάσης

Τύποι λυχνιών UNR 2ης γενιάς (τύπος 1) Μοιάζει με σωλήνα ενίσχυσης εικόνας μονού θαλάμου μηδενικής γενιάς με φωτοκάθοδο και ηλεκτρονικό φακό εστίασης, με τη μόνη διαφορά ότι σε ένα σωλήνα με UNR 2ης γενιάς, η ροή ηλεκτρονίων από το Η φωτοκάθοδος εισέρχεται απευθείας στο MCP, ενώ στη γενιά σωλήνων μηδενικής γενιάς εστιάζει από έναν ηλεκτρονικό φακό στην οθόνη. Η ροή ηλεκτρονίων που ενισχύεται από την πλάκα μικροκαναλιού επιταχύνεται από ένα έντονο ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο που σχηματίζεται σε ένα στενό διάκενο κενού και βομβαρδίζει τη φωτεινή οθόνη, στην οποία εμφανίζεται μια ορατή εικόνα. Ο ενισχυτής έχει ενίσχυση φωτεινής ροής έως και 1000 φορές με κέρδος έως και 50.000, γεγονός που καθιστά δυνατή τη δημιουργία συσκευών νυχτερινής όρασης που λειτουργούν σε χαμηλά επίπεδα ENO. Ενισχυτής εικόνας της γενιάς II στο MCP: ακτινοβολία 1-IR. 2 παράθυρο εισόδου οπτικών ινών. 3-κενό? 4 ηλεκτρόδια εστίασης. 5-δέσμη ηλεκτρονίων. 6 παράθυρο εξόδου οπτικών ινών. 7-ορατή ακτινοβολία. 8-οθόνη? Πλάκα 9 μικροκαναλιών. 10-φωτοκάθοδος

Τύποι λυχνιών UNU 2ης γενιάς (τύπος 2) Ο δεύτερος τύπος ενισχυτή 2ης γενιάς χρησιμοποιεί ηλεκτρονική μεταφορά εικόνας δύο φορές: από τη φωτοκάθοδο στην είσοδο MCP και από την έξοδο MCP στην οθόνη φωταύγειας. Το αποτέλεσμα επιτυγχάνεται με ειδικές τεχνικές στην τεχνολογία και το σχεδιασμό (τεχνολογία μεταφοράς κενού). Οι σωλήνες που κατασκευάζονται με αυτήν την τεχνολογία ονομάζονται σωλήνες με στρώματα και είναι εξαιρετικά συμπαγείς. Με τη βοήθεια ενός πολυστρωματικού σωλήνα, η εικόνα στη συσκευή νυχτερινής όρασης αναπαράγεται χωρίς παραμόρφωση των μεγεθών εισόδου και εξόδου, δηλαδή βελτιώνεται μόνο η φωτεινότητα της εικόνας. Εάν είναι απαραίτητο, ο σωλήνας είναι εξοπλισμένος με ένα στοιχείο οπτικών ινών στην έξοδο, το οποίο παρέχει μια περιστροφή 180° της εικόνας, η οποία μπορεί να μειώσει σημαντικά το μήκος της συσκευής νυχτερινής όρασης. Σωλήνας ενίσχυσης εικόνας III με φωτοκάθοδο αρσενιδίου γαλλίου: 1-φωτοκάθοδος; Πλάκα 2 μικροκαναλιών. 3- οθόνη? 4 στοιχείο περιστροφής εικόνας 180° οπτικών ινών. Τροφοδοτικό με 5 δακτύλιο

Πλεονεκτήματα του σωλήνα ενίσχυσης εικόνας ΙΙ γενιάς 1. Ελαφρότητα, συμπαγές, δυνατότητα χρήσης σε φορητές συσκευές. 2. Λιγότερο ευαίσθητο σε φλας από επερχόμενες λήψεις, φακούς φωτιστικού εξοπλισμού και φώτα σηματοδότησης. Όταν ένα φωτεινό σώμα εισέρχεται στο οπτικό πεδίο των συσκευών νυχτερινής όρασης δεύτερης γενιάς, ο φωτισμός είναι τοπικός στη φύση και εμφανίζεται εντός του γωνιακού μεγέθους της πηγής φωτός, χωρίς να δημιουργεί φωτοστέφανο, όπως στις συσκευές νυχτερινής όρασης πρώτης γενιάς. 3. Οι συσκευές νυχτερινής όρασης ΙΙ γενιάς παρέχουν παρατήρηση στόχων σε εμβέλεια που υπερβαίνει το εύρος δράσης των συσκευών νυχτερινής όρασης πρώτης γενιάς κατά 1,5 φορές τη νύχτα με φεγγάρι και 1,8 φορές την έναστρη νύχτα.

Ενισχυτής εικόνας ΙΙΙ γενιάς Αυτοί οι σωλήνες, καθώς και οι σωλήνες της γενιάς ΙΙ, χρησιμοποιούν MCP ως UNU. Ένα χαρακτηριστικό του σωλήνα τρίτης γενιάς είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική φωτοκάθοδος που βασίζεται στην αρνητική επίδραση της συγγένειας των στοιχείων των ομάδων III και V του περιοδικού συστήματος Mendeleev - αρσενίδιο του γαλλίου. Τα φωτοηλεκτρόνια που σχηματίζονται κατά την απορρόφηση των κβαντών φωτός από το αρσενίδιο του γαλλίου φτάνουν στην επιφάνεια στο όριο με το κενό, σε αντίθεση με τους πρόδρομους (S20ER και S20). - Πλεονεκτήματα: - η εκπομπή των φωτοκυττάρων είναι αυξημένη κατά σχεδόν 4 φορές σε σύγκριση με τις φωτοκαθόδους δεύτερης γενιάς λόγω της χρήσης φασματικής ακτινοβολίας με μήκος κύματος περίπου 0,9 microns, η οποία παρέχει στόχους υψηλής ανάλυσης σε αυτή τη φασματική περιοχή, όπου η αντίθεση φτάνει η μέγιστη τιμή του, που σημαίνει και αύξηση του εύρους ανίχνευσης και αναγνώρισης στόχων σε φυσικό υπόβαθρο· -Το NVD με ενισχυτή γενιάς III διαφέρει από το NVD II γενιάς λόγω της μεγαλύτερης απόδοσης της φωτοκάθοδος σε φωτισμό lx ή μικρότερη λόγω της προώθησης στην περιοχή με μήκος κύματος 0,9 μm, ενώ το NVD με UYaI γενιάς II παρέχει λειτουργία σε υψηλότερο φωτισμό. - η πλάκα μικροκαναλιού είναι τοποθετημένη σε απόσταση δέκατων του χιλιοστού από τη φωτοκάθοδο με τάση επιτάχυνσης περίπου 1000V, η οποία εξασφαλίζει υψηλή συμπαγή του σωλήνα. Φασματικά χαρακτηριστικά γενεών φωτοκαθόδων II (S20) III (GaAs): 1 - S20; 2- GaAs

Απαιτήσεις για συσκευές νυχτερινής όρασης 1. Διασφάλιση υψηλής ποιότητας εικόνας με ομοιόμορφη ανάλυση σε όλο το οπτικό πεδίο. 2. Επαρκής φωτεινότητα εικόνας. 3. Σωστή κατανομή της φωτεινότητας στην περιοχή της εικόνας. 4. Η παρουσία αυτόματου ελέγχου φωτεινότητας για προστασία από το δυνατό φως. 5. Επαρκές εύρος παρατήρησης. 6. Δύναμη. 7. Προστασία από βρωμιά και υγρασία. 8. Ευελιξία ισχύος. 9. Ευκολία και ευκολία στη χρήση της συσκευής.

Γενικό μπλοκ διάγραμμα NVD 1 - φακός. 2 - σωλήνας ενίσχυσης εικόνας. 3 - φακός collimator (μεγεθυντικός φακός). 4 - διαχωριστικό πρίσμα. 5 - τηλεσκοπικό σύστημα. 6 - ενσωματωμένο τροφοδοτικό. 7 - αυτόνομη παροχή ρεύματος. 8 - UE; 9 - μετατροπέας τάσης χαμηλής τάσης. 10 - καλώδιο? 11 - προσαρμογέας? 12 - ακροφύσιο (αφαιρούμενο)

ΕΚΘΕΣΗ ΙΔΕΩΝ

" Οπτικές συσκευές"

1. Φίλτρα φωτός

Με τη βοήθεια φίλτρων φωτός, ένα μέρος του φάσματος συνήθως διαχωρίζεται από τα άλλα. Αυτό σημαίνει ότι αναζητούν ένα φίλτρο φωτός με αιχμηρό άκρο απορρόφησης τόσο από την πλευρά του τμήματος μεγάλου κύματος του φάσματος όσο και από την πλευρά του μικρού κύματος. Τα κίτρινα ή κόκκινα φίλτρα έχουν καμπύλη απορρόφησης που πέφτει απότομα στο τμήμα μικρού μήκους κύματος του φάσματος. Με τη βοήθειά τους, μπορείτε να αποκόψετε το τμήμα μικρού μήκους κύματος του φάσματος από σχεδόν οποιαδήποτε επιθυμητή θέση. Φίλτρα αυτού του είδους διατίθενται στο εμπόριο. μπορείτε να παραγγείλετε το επιθυμητό χαρακτηριστικό απορρόφησης και να αποκτήσετε ένα φίλτρο με τις κατάλληλες ιδιότητες. Είναι πολύ πιο δύσκολο να αποκτήσετε, χρησιμοποιώντας έγχρωμα γυάλινα φίλτρα, μια καμπύλη απορρόφησης που πέφτει απότομα στο μεγάλο μήκος κύματος τμήμα του φάσματος, εάν τεθούν υψηλές απαιτήσεις στην ομοιογένεια του γυαλιού. Σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιούνται φίλτρα ζελατίνης βαμμένα με οργανικές βαφές. Μερικές οδηγίες για την κατασκευή τέτοιων φίλτρων δίνονται παρακάτω.

Μια στενή περιοχή του φάσματος μπορεί να απομονωθεί χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό φίλτρων Schott. Για το σκοπό αυτό, είναι πολύ συμφέρουσα η χρήση φίλτρων παρεμβολής. Διακρίνονται από υψηλό βαθμό διαφάνειας και στενή περιοχή μετάδοσης. Χρησιμοποιώντας φίλτρα παρεμβολής, είναι πολύ βολικό να απομονώνονται ορισμένες γραμμές από τα φάσματα γραμμής των φασματικών λαμπτήρων. Εφαρμόζοντας διαδοχικά δύο ή περισσότερα φίλτρα παρεμβολής του ίδιου τύπου, το μεταδιδόμενο φόντο μπορεί να εξασθενήσει σημαντικά. Τα φίλτρα παρεμβολής κατασκευάζονται με μέγιστη μετάδοση από n = 225 πρωταθλήματα στην περιοχή υπερύθρων. Η κατασκευή φίλτρων για το υπεριώδες τμήμα του φάσματος εξακολουθεί να συνδέεται με μια σειρά από δυσκολίες. Πρόσφατα, εμφανίστηκαν στην αγορά φίλτρα παρεμβολής για τα άκρα του φάσματος και μεμονωμένες γραμμές. Με διάφορους συνδυασμούς τέτοιων φίλτρων, μπορεί να ληφθεί οποιοδήποτε φασματικό εύρος ζώνης.

Τα φίλτρα παρεμβολής αγοράζονται καλύτερα. Το να προσπαθείς να φτιάξεις μόνος σου ένα τέτοιο φίλτρο δεν έχει νόημα.

Όταν χρησιμοποιείτε φίλτρα παρεμβολής, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι η διαπερατότητά τους αλλάζει με την αλλαγή της κατεύθυνσης των προσπίπτων ακτίνων. Τα φίλτρα παρεμβολής στη ροή της δέσμης θερμαίνονται ελάχιστα, καθώς έχουν πολύ μικρή απορρόφηση. Η ενέργεια που δεν διέρχεται από το φίλτρο ανακλάται. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να ληφθούν μέτρα για τον αποκλεισμό των βλαβερών επιπτώσεων των ανακλώμενων ακτίνων. Τα γυάλινα φίλτρα, τα οποία έχουν υψηλή απορρόφηση, ζεσταίνονται πολύ κατά την έντονη ακτινοβολία και η καμπύλη απορρόφησής τους αλλάζει. Το φασματικό όριο των κόκκινων φίλτρων μετατοπίζεται στην κόκκινη περιοχή του φάσματος με την αύξηση της θερμοκρασίας. Από αυτή την άποψη, αναφέρουμε ότι το όριο του φάσματος μετάδοσης μιας λάμπας θερμού χαλαζία μιας λάμπας υδραργύρου υψηλής πίεσης βρίσκεται στην περιοχή των μηκών κύματος > 254 mmk.

Οι χρωστικές εισάγονται σε διαλύματα ζελατίνης, τα οποία ξηραίνονται σε γυάλινες πλάκες. Συνταγές για 41 φίλτρα ζελατίνης, έκδοση Hodgman. Παρακάτω παραθέτουμε μερικά από αυτά. Οι γυάλινες πλάκες πρέπει πρώτα να καθαριστούν με διαλύματα καυστικής σόδας σε νερό και διχρωμικού καλίου σε θειικό οξύ. η ζελατίνη ζυγίζεται, πλένεται για μια ώρα σε κρύα εστία και ζυμώνεται. Στη συνέχεια, πάρτε το 20 σολ. ξηρή ζελατίνη 300 εκ 3 νερό, το διαλύουμε σε θερμοκρασία 40 ° C και το φιλτράρουμε. Αυτό το διάλυμα ζελατίνης θερμαίνεται στους 45°C, αναμιγνύεται με το χρώμα και χύνεται με μια πιπέτα σε γυάλινη πλάκα, καθαρίζεται όπως υποδεικνύεται. η πλάκα είναι προεγκατεστημένη οριζόντια και προστατεύεται από τη σκόνη. Δύο πλάκες που παρασκευάζονται με αυτόν τον τρόπο, αφού στεγνώσουν, κολλούνται μεταξύ τους με καναδικό βάλσαμο.

Ένα διάλυμα ζελατίνης, αν του προστεθεί ζάχαρη, θα κολλήσει ακόμα καλύτερα στο ποτήρι. Η θυμόλη είναι κατάλληλη για την απολύμανση ενός διαλύματος ζελατίνης: ένα μικρό κομμάτι αυτής της ουσίας, που μοιάζει με καμφορά, ρίχνεται στο διάλυμα. Ως κύριο υπόστρωμα, η "ζελατίνη χρωμίου" μπορεί να χρησιμοποιηθεί: έως 100 εκ 3 Προστίθεται διάλυμα ζελατίνης 1% 5 εκ 3 Διάλυμα 5% χρωμικής στυπτηρίας.

Ωστόσο, η κατασκευή ενός καλού φίλτρου απαιτεί ακόμα κάποια γνώση των ειδικών ιδιοτήτων των βαφών και γνώση ορισμένων μεθόδων εργασίας με αυτά. πρέπει να σκεφτεί κανείς ότι ο E.J. Ο Wall είχε δίκιο όταν σταμάτησε να φτιάχνει μόνος του αυτά τα χρωματικά φίλτρα. Επομένως, σε κάθε περίπτωση, είναι απαραίτητο πρώτα απ 'όλα να εξοικειωθεί κανείς λεπτομερώς με τις μονογραφίες σχετικά με αυτό το θέμα από τον αναφερόμενο συγγραφέα ή από τη μονογραφία του Weigert. Με όλα τα χρωματικά φίλτρα στα οποία η βαφή είναι διαλυμένη σε ζελατίνη, υπάρχει κίνδυνος να αλλάξει το χρώμα τους μέσα σε αρκετούς μήνες ή χρόνια, ειδικά εάν η στρώση είναι κολλημένη με βάλσαμο Καναδά και εάν το φίλτρο έχει μείνει στο φως για μεγάλο χρονικό διάστημα. χρόνος. Οι έγχρωμες μεμβράνες ζελατίνης διατίθενται στο εμπόριο από διάφορες εταιρείες.

Μπορούμε επίσης να προτείνουμε το λεγόμενο μονόχρωμα φίλτρα,ζώνες σχεδόν ίδιου πλάτους που είναι γειτονικές μεταξύ τους και χωρίζονται από το φάσμα. Υπάρχουν δύο είδη μονοχρωματικών φίλτρων: για ευρύτερες και για στενότερες φασματικές περιοχές. Εάν η περιοχή μετάδοσης στενεύει, τότε η μέγιστη τιμή μετάδοσης μειώνεται επίσης - κατά αρκετά τοις εκατό. Τα μονοχρωματικά φίλτρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν επιτυχώς για την εξάλειψη του αδέσποτου φωτός σε απλούς μονοχρωμάτες.

Για τα γκρι γυαλιά, η καμπύλη μετάδοσης, γενικά, δεν δείχνει καμία εξάρτηση από το μήκος κύματος. Πέρα από το κόκκινο μέρος, ο βαθμός διαφάνειας στις περισσότερες περιπτώσεις αυξάνεται δραματικά. Αυτή η ιδιότητα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη όταν χρησιμοποιείτε τέτοια γυαλιά, για παράδειγμα, με τη μορφή σφήνας, ως εξασθενητή σε μια φασματική συσκευή. Η επιλεκτικότητα του γκρι φίλτρου γίνεται πολύ σημαντική με πολύ πυκνά φίλτρα. Τα γκρι φίλτρα που λαμβάνονται φωτογραφικά είναι σχετικά μη επιλεκτικά. Δυστυχώς, τείνουν να διασκορπίζουν λίγο το φως στις περισσότερες περιπτώσεις, επομένως όταν χρησιμοποιείτε αυτά τα φίλτρα, οι διάσπαρτες ακτίνες μπορούν να προκαλέσουν ένα πρόσθετο εφέ φωτισμού.

Είναι πολύ πιο εύκολο να φτιάξετε φίλτρα υγρών. Το χρωστικό διάλυμα χύνεται σε λουτρό με επίπεδα παράλληλα τοιχώματα. Πολύ κατάλληλα για το σκοπό αυτό είναι τα κυλινδρικά γυάλινα δοχεία που αναφέρονται στη σελ. 111, στα άκρα των οποίων λιώνουν επίπεδες παράλληλες πλάκες. στο πλάι, μια διαδικασία συγκολλάται στο δοχείο για να το γεμίσει με υγρό. Ευρέως γνωστό σκάφη Leybold?για αυτούς, καθώς και για την κατασκευή μικρών κυβετών, βλέπε Weigert. Τα φίλτρα υγρών από πολλά καλά καθορισμένα στρώματα τοποθετημένα το ένα πίσω από το άλλο μπορούν να συντεθούν σχετικά απλά χρησιμοποιώντας κατάλληλες κυβέτες.

Τα έγχρωμα ανόργανα άλατα είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για την πλήρωση υγρών φίλτρων, καθώς παρουσιάζουν πλήρη αντοχή στο φως.

Οι ακόλουθες οδηγίες προέρχονται από το έργο του Gibson,

4400 A: 5% υδατικό διάλυμα σιδηροκυανιούχου καλίου,

5000 A: 6% υδατικό διάλυμα διχρωμικού καλίου,

6000 A: οξείδιο του χαλκού ή σημαδεμένες γυάλινες πλάκες,

780: ιώδιο σε δισουλφίδιο του άνθρακα,

8200 Α: εβονίτης; διαπερατότητα πλάκας με πάχος 0,3 mmσε 1 lux 37%, σε 2 mk 61%.

Ακολουθούν δεδομένα για διάφορα φίλτρα υπέρυθρων. Αυτά τα φίλτρα, καθώς και πολλές βαφές, διερευνήθηκαν από τη Merkelbach στην περιοχή από 0,6 έως 2,8 mk.

ΔΕΥΤΕΡΗ ταξη

Φίλτρα με καθορισμένο όριο διαπερατότητας μεγάλου μήκους κύματος: 1 στρώμα νερού εκ.Διαπερατότητα σε l=1 mk 80%, σε l= 1,5 λεκ 0%.

57 σολ. θειικός χαλκός επάνω. 1 λίτρο νερό, πάχος στρώσης 1 εκ.Το διάλυμα διέρχεται σε l = 5800 A 80%, ξεκινώντας από l = 7500 A προς την κατεύθυνση των μεγάλων κυμάτων είναι αδιαφανές.

Ένα ημι-κορεσμένο υδατικό διάλυμα χλωριούχου σιδήρου διέρχεται σε πάχος στρώματος 10 mm: σε l=0,7 mk 40%, σε l=0,8 jitk 5%, σε n=0, και mk 0%. Δυστυχώς, η λύση είναι ασταθής. Γυαλί BG 19 από την Schott σε πάχος 2 mmπερνά: σε l=0,55 mk 90%, σε l=0,7 mk 50% και σε l από 0,9 έως 2,8 jukλιγότερο από το 5% του φωτός που πέφτει πάνω του.

Το κόκκινο φως απορροφάται πιο έντονα από το μπλε-πράσινο φίλτρο μικρού μήκους κύματος της παραπάνω εταιρείας, καθώς και το μπλε της Πρωσίας.

Φίλτρα για ειδικούς σκοπούς

Εάν, σύμφωνα με τη μέθοδο που προτείνει η Pfund, οι μεμβράνες κυτταρίνης υποβάλλονται σε επεξεργασία με ατμό σεληνίου, τότε προκύπτει ένα μαύρο στρώμα, το οποίο, όπως έδειξαν οι Barnes και Bonner, μαζί με μια πλάκα χαλαζία πάχους 0,7 mmεκπέμπει ακτίνες μόνο με μήκη κύματος άνω των 40 λιγκ. Η εργασία παρουσιάζει καμπύλες απορρόφησης μεταξύ 1 και 120 jitk.

Τα στρώματα χρυσού, τα οποία είναι 73% διαφανή στο πράσινο φως, αποκλείουν, σύμφωνα με τον Kisfaludi, τις κόκκινες και τις υπέρυθρες ακτίνες.

Για τις περισσότερες περιπτώσεις, τα τρία φίλτρα που προτείνει ο R.V. Ξύλο: επόμενο στρώμα κονιάματος

Σύνταξη: 10 mgνιτροσοδιμεθυλανιλίνη ανά 100 ml νερού, πάχους 5 mm. αυτό το φίλτρο είναι αδιαπέραστο σε ακτίνες με μήκος κύματος 5000 έως 3700 Α και διαπερατό σε μήκη κύματος από 3700 έως 2000 Α. Κατά τη μακροχρόνια αποθήκευση, το διάλυμα γίνεται αδιαπέραστο από τις υπεριώδεις ακτίνες χωρίς να αλλάζει το χρώμα του. Ένα λεπτό στρώμα αργύρου είναι διαφανές στις ακτίνες με μήκος κύματος από 3400 έως 3100 A. Η καμπύλη διαπερατότητας αυτού του στρώματος είναι μια κατοπτρική εικόνα της καμπύλης ανάκλασης φωτός. Για την κατασκευή ενός τέτοιου φίλτρου, μια πλάκα χαλαζία επαργυρώνεται, επιτυγχάνοντας ένα στρώμα τέτοιου πάχους που, όταν το δει κανείς μέσα από αυτό, ο Ήλιος εμφανίζεται ως μπλε δίσκος και τα περιγράμματα των σπιτιών στο φόντο ενός φωτεινού ουρανού δεν θα είναι πλέον ορατά. . Ένας δακτύλιος από διηθητικό χαρτί εμποτισμένο με οξικό μόλυβδο τοποθετείται στο στρώμα αργύρου. τότε μια πλάκα χαλαζία υπερτίθεται σε αυτόν τον δακτύλιο. Σε αυτή τη μορφή, το φίλτρο αποθηκεύεται για πολλούς μήνες.

Ο Woodnish σημείωσε επίσης ότι πολύ λεπτά στρώματα αλκαλικών μετάλλων, ήδη εντελώς αδιαφανή στο ορατό φως, μεταδίδουν φως μικρού μήκους κύματος. Ένα τέτοιο στρώμα μπορεί να ληφθεί με εξάτμιση ενός πολύ προσεκτικά καθαρισμένου μετάλλου αλκαλίου· ατμοί εναποτίθενται στο τοίχωμα μιας φιάλης χαλαζία ψύχεται από υγρό αέρα· ο Wood περιέγραψε την τεχνική για την προετοιμασία τέτοιων στρωμάτων, αλλά δεν μπορεί να θεωρηθεί απλή.Ο O'Brien, καθώς και οι Watstone και Hurst, συνέχισαν να εργάζονται σε αυτό το φίλτρο. Τα όρια διαπερατότητας βρίσκονται για

Το Cs στα 4400 Rb 3600 K 3150 Na 2100 Li παραμένει αδιαφανές μέχρι τα 1400 A.

Οι Dressler και Rikk περιέγραψαν ένα φίλτρο φωτός που επιτρέπει στη σχετική φασματική ευαισθησία του φωτοκυττάρου σεληνίου να προσεγγίσει σχεδόν πλήρως την ευαισθησία του ματιού μας.

Δεν συνιστάται να φτιάξετε μόνοι σας ένα τέτοιο φίλτρο φωτός, θα πρέπει να το αγοράσετε έτοιμο, καθώς κάθε φωτοκύτταρο απαιτεί ειδική ειδική επιλογή φίλτρου φωτός. Επιπλέον, συνιστάται να ελέγχετε περιοδικά την ακρίβεια της εγκατάστασης.

Μια σχετικά στενή περιοχή κοντά σε οποιοδήποτε δεδομένο μήκος κύματος μπορεί να απομονωθεί από το γνωστό φίλτρο Christiapsen. Ένα τέτοιο φίλτρο για μήκη κύματος από 3 έως 90 mkπεριγράφεται εν συντομία από τους Barnes και Bonner. Προηγουμένως, για την απομόνωση του απαιτούμενου εύρους μηκών κύματος, χρησιμοποιήθηκε μια αλλαγή στη θερμοκρασία της κυψελίδας με ένα διάλυμα. Το Aye χρησιμοποιεί ένα διάλυμα βρωμιούχου καλίου και βαρίου και ενώσεων ιωδορθικού, το οποίο είναι σχετικά μη ευαίσθητο στις αλλαγές θερμοκρασίας. Σύμφωνα με τα δεδομένα του συγγραφέα, είναι δυνατή η αλλαγή της επιλεγμένης περιοχής του φάσματος επιλέγοντας μια κατάλληλη συγκέντρωση του διαλύματος. Εάν χρησιμοποιούνται αυτοσυντιθέμενα φίλτρα υγρού για την απομόνωση μεμονωμένων γραμμών στο φάσμα μιας λάμπας υδραργύρου, τότε μπορούν να προταθούν οι ακόλουθοι συνδυασμοί φίλτρων. Αυτοί οι συνδυασμοί ισχύουν με τον ίδιο τρόπο όπως τα φίλτρα, επιπλέον των παρεμβολών. ■

Κίτρινο διπλό 5790/69 A μπορεί να διακριθεί εάν το φάσμα ενός λαμπτήρα υδραργύρου διέρχεται από ένα στρώμα σχεδόν κορεσμένου διαλύματος διχρωμικού καλίου με πάχος 5 εκ.

Πράσινη γραμμή 5461 Α. Σε μια κυψελίδα γεμάτη με νερό, διαλύστε όση ποσότητα ταρτραζίνης είναι απαραίτητη για να εξαφανιστούν οι μπλε γραμμές. για έλεγχο χρησιμοποιήστε ένα φασματοσκόπιο τσέπης. Το κίτρινο διπλό αφαιρείται με την προσθήκη νιτρικού νεοδυμίου που διατίθεται στο εμπόριο. Η λύση είναι σχεδόν επ' αόριστον σταθερή. Το φίλτρο είναι εξαιρετικό για φασματοσκοπικές και πολωσιμετρικές μελέτες, καθώς και μικροφωτογραφία. Είναι επίσης δυνατή η χρήση γυαλιού διδυμίου, το οποίο, ωστόσο, είναι αρκετά ακριβό, καθώς απαιτείται στρώμα πάχους έως 2 mm. εκ.

Ομάδα γραμμών 4358–4347 Μίξη 8 σολθειική κινίνη με 100 εκ 3 Προστίθεται στάγδην απεσταγμένο νερό και αραιό θειικό οξύ μέχρι να διαλυθεί το φουσκωμένο στρώμα λευκού ιζήματος που καταβυθίστηκε στην αρχή. η διάλυσή του γίνεται ξαφνικά. Ένα στρώμα αυτού του υγρού με πάχος 2 εκσε συνδυασμό με το συνηθισμένο γυαλί κοβαλτίου, μεταδίδει, εκτός από την ομάδα γραμμών που υποδεικνύονται παραπάνω, μόνο ίχνη της πράσινης γραμμής. Εάν το τελευταίο είναι ανεπιθύμητο, τότε στο διάλυμα προστίθεται πεμπο-ροδαμίνη Β. Δεδομένου ότι το διάλυμα θειικής κινίνης γίνεται καφέ μετά από μακρά έκθεση στο φως, η Pfund συνιστά ένα διάλυμα νιτρικού νατρίου με πάχος στρώσης 12 mm;η διαφάνειά του είναι 65% για 4358 A και 1% για 4047 A.

Ακόμη καλύτερα κατάλληλο για αυτόν τον σκοπό, ίσως, που πρόσφατα προτάθηκε από τον Sunny και τους συνεργάτες του είναι ένα μείγμα διαλύματος 6% νιτροβενζολίου σε αλκοόλη με 0,01% "rosamine 56 extra"? η στρώση του έχει πάχος 1 εκπαρακάμπτει τη γραμμή 4358 A, αλλά αποδυναμώνει τις γειτονικές γραμμές στο 0,1%. Πρέπει να σημειωθεί ότι αυτό το φίλτρο είναι ελαφρώς ευαίσθητο στη δράση του φωτός.

Για γραμμή 3125 Ο A Backström περιέγραψε εν συντομία το ακόλουθο φίλτρο: ένα διάλυμα του 14 σολ. θειικό νικέλιο και 10 g θειικού κοβαλτίου ανά 100 εκ*απεσταγμένο νερό; αυτό το φίλτρο φωτός εκπέμπει σε πάχος στρώματος 3 εκ 3,5% της γραμμής 3342 A, αλλά 96% της γραμμής 3125 A. είναι διαφανές μέχρι τουλάχιστον 2300 A. Εάν άλλα 45 σολ. άνυδρο όξινο φθαλικό κάλιο, το οποίο απορροφά καλά τα σύντομα κύματα, τότε η ένταση της ήδη γειτονικής γραμμής 3023 A εξασθενεί στο 0,1%, ενώ η γραμμή 3125 A διατηρεί υψηλή διαπερατότητα. Ένας απλός αλλά όχι πολύ καλός απορροφητής είναι μια επάργυρη πλάκα χαλαζία.

Για να επισημάνετε μια γραμμή 2536 Και σύμφωνα με τον Oldenberg, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια φιάλη χαλαζία με διάμετρο 40 mm,γεμάτο με χλώριο σε πίεση περίπου 6 ΑΤΜ.Η γραμμή 4358 A θα εξακολουθήσει να είναι πολύ αποδυναμωμένη, αλλά οι γραμμές μεγάλου κύματος είναι απίθανο.

Χρησιμοποιώντας γυάλινα φίλτρα και συμβατικούς φασματικούς λαμπτήρες που διατίθενται στο εμπόριο, είναι δυνατό να απομονωθούν γραμμές που είναι σχεδόν ομοιόμορφα σε όλο το φάσμα. Σε αντίθεση με τα φίλτρα υγρών, το γυάλινο φίλτρο έχει το πλεονέκτημα ότι είναι σχεδόν απείρως σταθερό. Στο βιβλίο αναφοράς για τη φυσική και τη χημεία, D "Ans και Lax, δίνονται συνδυασμοί φίλτρων και οι αντίστοιχοι φασματικοί λαμπτήρες τους.

Για ορατό και υπεριώδες φως, τα διαφανή μεταλλικά στρώματα πλατίνας, ροδίου, αντιμονίου που εναποτίθενται με εξάτμιση σε πλάκες χαλαζία δίνουν καλά αποτελέσματα.

Οι Teysing και Göbert κατασκεύασαν, με μια κομψή τεχνική, ένα γκρίζο φίλτρο του οποίου η απορρόφηση στην περιοχή μήκους κύματος μεταξύ 3000 A και 2,3 mkείναι πρακτικά σταθερή. Για να γίνει αυτό, εναπόθεσαν ένα δεύτερο στρώμα σε ένα στρώμα, η απορρόφηση του οποίου μειώνεται με τη μείωση των μηκών κύματος, η απορρόφηση του οποίου αλλάζει προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Τα πολωτικά φιλμ, τα οποία πλέον κατασκευάζονται από διάφορες εταιρείες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως φίλτρο μεταβλητής ουδέτερης πυκνότητας όταν διασταυρώνονται. Σε πολλές περιπτώσεις, τα πολωτικά φιλμ χρησιμοποιούνται με μεγάλη επιτυχία αντί για πολωτικά πρίσματα. Όταν διασταυρωθούν, τα καλύτερα από αυτά μειώνουν τη φωτεινότητα του φωτός εκατοντάδες φορές. Σε σύγκριση με τα πολωτικά πρίσματα, έχουν το πλεονέκτημα του μεγαλύτερου οπτικού πεδίου. Οι ταινίες μπορούν να γίνουν σε σχεδόν απεριόριστες διαστάσεις. Μερικές φορές προκύπτουν δυσκολίες λόγω της ανάγκης εξασφάλισης της θερμικής τους σταθερότητας. Οι πολωτές μπορούν να προστατευτούν αξιόπιστα από την υγρασία, εάν είναι απαραίτητο, κολλώντας τους ανάμεσα σε γυάλινους δίσκους.

Αφενός, η παραγωγή πολωτικών φίλτρων αυτού του τύπου, αφετέρου, η παραγωγή φιλμ με διπλή διάθλαση ενθαρρύνουν τον σχεδιασμό περιστροφικών φίλτρων διασποράς. Αυτός ο τύπος φίλτρου περιγράφηκε πριν από πολλά χρόνια από τον R.V. Σε ud κατά τον διαχωρισμό των συστατικών της γραμμής νατρίου. Στη συνέχεια αναπτύχθηκαν φίλτρα αυτού του τύπου από τους Layot, Ehman, Regius και Haase. Ένα φίλτρο με τρύπα Lyot πέρασε μια λωρίδα πλάτους 2 Α με διαφάνεια 13% στο πράσινο μέρος και 3 Α στο 24% στο κόκκινο μέρος.

2. Επιφάνειες καθρέφτη

Α) μέταλλα

Τα αποτελέσματα πολυάριθμων πειραματικών μελετών στον τομέα αυτό οδηγούν στα ακόλουθα ποιοτικά συμπεράσματα. Σε μεγάλα μήκη κύματος, λίγα μικρά, τα περισσότερα μέταλλα αντανακλούν από το 90 έως σχεδόν το 100% του προσπίπτοντος φωτός. Από 15 mkΈως σχεδόν 4000 A ασήμι ξεπερνά όλα τα άλλα μέταλλα σε ανακλαστικότητα. στην υπέρυθρη περιοχή έως 8500 A, ο χρυσός αντανακλά με τον ίδιο τρόπο όπως το ασήμι. Ο ορείχαλκος είναι επίσης ένας πολύ καλός ανακλαστήρας στην περιοχή μεγάλου μήκους κύματος. Τα αποτελέσματα μιας τέτοιας εργασίας παρουσιάζονται γραφικά στα Σχ.

Ανακλαστικότητα ασημιού και αλουμινίου

Είναι γνωστό ότι με τη μείωση των μηκών κύματος, η ανακλαστικότητα όλων των μετάλλων μειώνεται πολύ, με εξαίρεση το πυρίτιο. μεταλλικός καθρέφτης,ή το λεγόμενο κράμα Brashear, που χρησιμοποιείται ειδικά για ανακλαστικά πλέγματα περίθλασης, αποτελείται από 68% χαλκό και 32% κασσίτερο. Σύμφωνα με τον Pfund, στην περιοχή του Lyman, ο χαλαζίας αντανακλά καλύτερα και το μέταλλο καθρέφτη αντανακλά το χειρότερο από όλα.

Β) Στρώματα που μειώνουν την ανάκλαση

Επί του παρόντος, τα στρώματα που εξαλείφουν ή μειώνουν την ανάκλαση χρησιμοποιούνται ευρέως στην οπτική. Οι μέθοδοι απόθεσης λεπτών στρωμάτων, όπως το μαγνήσιο, το ασβέστιο ή το φθοριούχο λίθιο, έχουν γίνει τεχνικά πολύ προηγμένες. Στην τεχνική οπτική, οι πολυστρωματικές επιστρώσεις που εξαλείφουν την ανάκλαση έχουν ήδη αρχίσει να χρησιμοποιούνται. Η αντοχή των στρωμάτων έχει επίσης αυξηθεί σημαντικά. Πρώτα απ 'όλα, τα στρώματα που εναποτίθενται από την αέρια φάση έχουν πρακτικά τη σκληρότητα του γυαλιού, είναι σχεδόν άφθαρτα. Οι τεχνικές εναπόθεσης ατμού αναπτύχθηκαν από τον Geffken. Η μείωση της αντανάκλασης σε τέτοια στρώματα είναι αρκετά σημαντική. Ο συντελεστής ανάκλασης από αυτά εξαρτάται σε μικρό βαθμό από το μήκος κύματος και έχει τιμές από 0,2 έως 1% . Όταν χρησιμοποιείτε επιστρώσεις πολλαπλών στρώσεων, η εξάρτηση της ανάκλασης από το μήκος κύματος μειώνεται. Μπορούν επίσης να αποκτηθούν καθρέφτες με υψηλή ανακλαστικότητα και χαμηλή απορρόφηση. Ωστόσο, αυτό απαιτεί ζυγό αριθμό στρώσεων.

Στον πίνακα. υποδεικνύεται η διαφάνεια και η σκέδαση του φωτός από ένα οπτικό σύστημα που αποτελείται από ορισμένο αριθμό επιφανειών, με την προϋπόθεση ότι c, = 5% ή Q 1 = I% του φωτός που προσπίπτει σε αυτό ανακλάται σε κάθε επιφάνεια. Όπως αναμενόταν, το κέρδος λόγω της μείωσης της ανάκλασης με δύο επιφάνειες είναι ασήμαντο, αλλά με την αύξηση του αριθμού τους γίνεται τόσο μεγάλο που, για παράδειγμα, σε 30 επιφάνειες, το επιβλαβές διάσπαρτο φως μειώνεται κατά σχεδόν έξι φορές λόγω ενός σχετικού αύξηση του βαθμού μετάδοσης κατά τρεις φορές.

3. Μικροσκόπιο και τα εξαρτήματά του, ειδικά για θερμικές εργασίες

Μικροσκόπιο, δηλ. Η συσκευή φωτισμού, ο προσοφθάλμιος και ο φακός, είναι ένα από τα ευρέως χρησιμοποιούμενα όργανα. Ας επισημάνουμε επίσης κάποιο πρόσθετο εξοπλισμό, για παράδειγμα, έναν θάλαμο για λειτουργία σε χαμηλές θερμοκρασίες. Σε αυτή την περίπτωση, το αντικείμενο βρίσκεται σε έναν επίπεδο θάλαμο, μέσω του οποίου ρέει το ξηρό αέριο που έχει περάσει από το λουτρό ψύξης. Για λειτουργία σε θερμοκρασίες μεταξύ - 130 και - και κρυστάλλων.

Στη μικροσκοπική παρατήρηση των μεταπτώσεων φάσης, των διεργασιών τήξης ή του σχηματισμού μεμονωμένων κρυστάλλων σε υψηλές θερμοκρασίες, μικρά δείγματα μιας ουσίας μπορούν σε ορισμένες περιπτώσεις να τοποθετηθούν σε μια ηλεκτρικά θερμαινόμενη μεταλλική ταινία σχήματος U. Αυτή η ταινία, κατασκευασμένη από κράμα 60% Pt -) - 40% Rh, χρησιμεύει ως μικροφούρνος. Η ταινία έχει διαστάσεις: πάχος 0,01 mm, πλάτος 8 mm, μήκος πλευράς 10 mm, απόσταση μεταξύ τους 1.2 mm; ο αέρας σε αυτόν τον κλίβανο θερμαίνεται σε θερμοκρασία άνω των 1800 ° C. αυτή η θερμοκρασία μπορεί να διατηρηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η θερμοκρασία μπορεί να προσδιοριστεί από ένα γράφημα της εξάρτησής της από το ρεύμα του νήματος, τα σημεία του οποίου λαμβάνονται ως γνωστά σημεία τήξης ορισμένων ουσιών. Οι ουσίες κατάλληλες για το σκοπό αυτό παρατίθενται παρακάτω και δίνονται τα σημεία τήξης τους:

K 2 SO 4, CaO -MgO -2Si 0 2, BaO -2Si 0 2, CaO Al 2 O s ^ SiO 2, μίγμα 15% MgO και 85 % SiO 2. Στη μέθοδο που προτείνει ο Ordway, μια σταγόνα τήγματος συγκρατείται από τριχοειδείς δυνάμεις στην επιφάνεια ενός θερμοστοιχείου Pt–PtRh που θερμαίνεται από εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής συχνότητας. Συνεχής πίεσησε ένα θερμαινόμενο θερμοστοιχείο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Το κύκλωμα μέτρησης θερμοκρασίας πρέπει να προστατεύεται από τις επιπτώσεις της εναλλασσόμενης τάσης από φίλτρα σε όλο το μήκος του θερμοστοιχείου. Το απόλυτο σφάλμα στη μέτρηση θερμοκρασίας στους 1420°C είναι 5°. Στη μέθοδο Velx, το κύκλωμα μέτρησης θερμοκρασίας και το κύκλωμα του θερμαντήρα διαχωρίζονται πλήρως. Το θερμοστοιχείο θερμαίνεται με ένα μισό κύμα εναλλασσόμενου ρεύματος 50 περιόδων. Κατά τη διάρκεια του δεύτερου ημικύματος, το θερμοστοιχείο συνδέεται με το κύκλωμα αντιστάθμισης για τον προσδιορισμό του θερμο-EMF.

Για μεταλλική μικροσκοπία σε υψηλές θερμοκρασίες, υπάρχουν "πίνακες θέρμανσης εργοστασίων. Έχουν δοχεία στεγανά στο κενό στα οποία ένα μικρό γυαλισμένο κομμάτι του υπό μελέτη μετάλλου θερμαίνεται σε υψηλό κενό ή σε προστατευτική ατμόσφαιρα και η διαδικασία αλλαγής της επιφάνειάς του με τη θερμοκρασία είναι παρατηρήθηκε.

Εγκατάσταση για έρευνα με πολωτικό μικροσκόπιο σε χαμηλές θερμοκρασίες. Σχέδιο της προσάρτησης της κάμερας στο πολωτικό μικροσκόπιο.J- αντικειμενικό μικροσκόπιο, 2 - δακτύλιος φελλού,3 - κοίλη πλάκα με συγκολλημένο ορειχάλκινο σωλήνα4, χαμηλώθηκε στο δοχείο 6 με υγρό αέρα 5.7 - θερμοστοιχείο,μικρό- επάργυρος μεταλλικός καθρέφτης9 - Θάλαμος κρύου αέραΓάβγισμα - ορειχάλκινος σωλήνας με παχύ τοίχωμα,και- γυάλινος σωλήνας12 - περίβλημα για το σωλήναyu, 13– πρόσθετη θέρμανση,14 - σωλήνας πορσελάνης,15 - πλάκα με συγκολλημένο ορειχάλκινο σωλήνα16, βυθισμένο σε δοχείο γεμάτο με υγρό αέρα17, 18 - θερμάστρα, 19 - dyoar, 20 – δαχτυλίδι από φελλό,21 - μια δακτυλιοειδής πλάκα που υποστηρίζεται από μια βαθμίδα μικροσκοπίου22.

Κατάσταση φακού - το αντικείμενο δεν μπορεί να είναι μικρότερο από 2,5-3 mm, τότε με κανονικούς φακούς, η μέγιστη δυνατή μεγέθυνση δεν υπερβαίνει τα 250–300. Μια επισκόπηση της ανάπτυξης των μεταλλογραφικών μεθόδων και των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από αυτές δίνεται από τον Reinacher 18). Ο Pfeiffer περιγράφει ένα σπιτικό τραπέζι θέρμανσης για την εξέταση κραμάτων που οξειδώνονται εύκολα με ένα μικροσκόπιο. Ο θερμαντήρας τοποθετείται σε ένα κοίλο στήριγμα χαλαζία που περικλείεται σε μια υδρόψυκτη γυάλινη θήκη. η θήκη είναι κλειστή με ένα τμήμα λιωμένου χαλαζία με μια ροδέλα χαλαζία συγκολλημένη σε αυτήν. Ο θερμαντήρας αποτελείται από δύο σωλήνες Al Oz συγχωνευμένους μεταξύ τους μέσα από τους οποίους περνούν σύρματα πλατίνας. . Ένα θερμοστοιχείο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του δείγματος που τοποθετείται στον κλίβανο. Τα καλώδια μεταφοράς ρεύματος και τα καλώδια του θερμοστοιχείου συγχωνεύονται στο γυαλί για να εξασφαλίσουν τη στεγανότητα της σύνδεσης.

Οι μέθοδοι εξασθένησης της ανάκλασης βελτιώνονται γρήγορα. Η εξασθένηση της ανάκλασης επιτυγχάνεται είτε αλλάζοντας τη χημική σύσταση του οριακού στρώματος των φακών, είτε εναποτίθεται πάνω τους ένα στρώμα με διαφορετικό δείκτη διάθλασης.

Πρόσφατα, η υπέρυθρη μικροσκοπία, στην οποία χρησιμοποιούνται ανακλαστικά μικροσκόπια, έχει προχωρήσει πολύ γρήγορα. Μεγάλη πρόοδος στην αξιολόγηση των ανωμαλιών σε επιφάνειες έχουν γίνει με μικροσκόπια αντίθεσης φάσης. Στο μικροσκόπιο υπεριώδους, χρησιμοποιείται επίσης με επιτυχία η μέθοδος αντίθεσης φάσης.

Ένας απλός μικροχειριστής αποτελείται από ένα πλαίσιο με δύο ξύλινες λωρίδες τοποθετημένες σε ορθή γωνία, οι οποίες συνδέονται με το μικροσκόπιο και επιτρέπουν την κίνηση μικροβελόνων, μικροσιφώνων και μικροηλεκτροδίων που είναι προσαρτημένα σε αυτές.

Τραπέζι θέρμανσης κενού Pfeiffer

Οπτικές συσκευέςάνοιξε στον άνθρωπο δύο πολικούς κόσμους ως προς την κλίμακα - τον κοσμικό με τις τεράστιες εκτάσεις του και τον μικροκοσμικό, που κατοικείται από τους μικρότερους οργανισμούς. Τηλεοπτική μετάδοση, επίδειξη ταινιών, γρήγορη λήψη του εδάφους, ακριβής μέτρηση αποστάσεων και ταχυτήτων είναι δυνατή μόνο με τη χρήση οπτικών οργάνων.

Οι πιο συνηθισμένες συσκευές που σχηματίζουν εικόνες. Πρόκειται για τηλεσκόπιο και κιάλια, μικροσκόπιο και μεγεθυντικό φακό, κάμερα και προβολέα διαφανειών... Η συσκευή προβολής είναι μια από τις πιο χαρακτηριστικές συσκευές που σχηματίζουν εικόνα (Εικ. 1). Εάν ο προβολέας είναι προσαρμοσμένος για προβολή ταινίας, ονομάζεται κάμερα ταινίας. Εάν χρησιμοποιείται για την επίδειξη διαφανειών, τότε πρόκειται για προβολέα διαφανειών. Σε έναν προβολέα διαφανειών, μια διαφανής φωτογραφία - μια διαφάνεια D, που φωτίζεται από το φως ενός συμπυκνωτή Κ, τοποθετείται κοντά στο εστιακό επίπεδο του φακού, έτσι ώστε να λαμβάνεται μια καθαρή εικόνα στην οθόνη. Το μέγεθος της εικόνας εξαρτάται από την απόσταση του προβολέα από την οθόνη. Κατά την αλλαγή αυτής της απόστασης, είναι απαραίτητο να αλλάξετε τη θέση του φακού σε σχέση με τις διαφάνειες. Εάν τοποθετήσετε ένα φωτιζόμενο αντικείμενο αντί για οθόνη, τότε θα εμφανιστεί στη θέση των διαφανειών. Τώρα, αν βάλετε μια μεμβράνη αντί για διαφάνειες και αφαιρέσετε τον συμπυκνωτή, θα έχετε ένα κύκλωμα κάμερας.

Το οπτικό σχήμα του ανθρώπινου ματιού μοιάζει επίσης με αυτό μιας κάμερας. Το μάτι σχηματίζει μια εικόνα στον αμφιβληστροειδή του. Το μέγεθος της εικόνας ενός αντικειμένου στον αμφιβληστροειδή εξαρτάται από τη γωνία με την οποία βλέπουμε το αντικείμενο. Έτσι, η γωνιακή διάμετρος του Ήλιου είναι 32. Αυτή η γωνία καθορίζει το μέγεθος της εικόνας του Ήλιου στον αμφιβληστροειδή. Όταν δύο ακραία σημεία ενός αντικειμένου φαίνονται σε γωνία μικρότερη από 1, συγχωνεύονται στον αμφιβληστροειδή και το αντικείμενο εμφανίζεται στον παρατηρητή ως σημείο. Σε αυτή την περίπτωση, λέμε ότι η ανάλυση του ματιού δεν υπερβαίνει το ένα λεπτό τόξου.

Το τηλεσκόπιο καθιστά δυνατή την αύξηση της γωνίας στην οποία είναι ορατό ένα μακρινό αντικείμενο. Το πρώτο τηλεσκόπιο δημιουργήθηκε στις αρχές του 17ου αιώνα. Γ. Γαλιλαίος. Ας περιγράψουμε τη διαδρομή των ακτίνων από ένα μακρινό αντικείμενο σε ένα σύγχρονο πεδίο εντοπισμού. Από τα ακραία σημεία του αντικειμένου, παράλληλες ακτίνες πέφτουν στον φακό και σκιαγραφούν το περίγραμμα του αντικειμένου στο εστιακό επίπεδο. Μέσω του προσοφθάλμιου φακού, η εικόνα προβάλλεται σε γωνία μεγαλύτερη από , στην οποία το αντικείμενο είναι ορατό με γυμνό μάτι. Γωνιακή μεγέθυνση του τηλεσκοπίου. Το οπτικό σχήμα που φαίνεται στην εικ. 2 είναι ένα διάγραμμα ενός διαθλαστήρα - ενός τηλεσκοπίου με έναν αντικειμενικό φακό. Ένα τηλεσκόπιο με φακό καθρέφτη ονομάζεται ανακλαστήρας ή ανακλαστικό τηλεσκόπιο. Ο πρώτος ανακλαστήρας κατασκευάστηκε από τον I. Newton το 1668 (Εικ. 3).

Ένα τηλεσκόπιο με διάμετρο φακού D σάς επιτρέπει να παρατηρήσετε αντικείμενα ή σημεία ενός αντικειμένου που βρίσκονται σε γωνιακή απόσταση, αν υποθέσουμε ότι το μήκος του κύματος φωτός που εκπέμπεται από το αντικείμενο είναι μm. Αποδεικνύεται ότι όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος του τηλεσκοπίου, οι λεπτότερες λεπτομέρειες του αντικειμένου διακρίνονται με τη βοήθειά του. Για τους μεγαλύτερους διαθλαστές, η αντικειμενική διάμετρος δεν υπερβαίνει το . Είναι τεχνικά ευκολότερο να φτιάξεις έναν καθρέφτη μεγάλης διαμέτρου και να φτιάξεις έναν ανακλαστήρα.

Το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο του κόσμου με καθρέφτη ενός μέτρου κατασκευάστηκε στη Σοβιετική Ένωση. Έχει σχεδιαστεί για να παρατηρεί μεταβλητούς γαλαξίες, πάλσαρ, κβάζαρ και άλλα διαστημικά αντικείμενα.

Για να δείτε ένα μικρό αντικείμενο σε μεγάλη γωνία, το φέρνετε όσο το δυνατόν πιο κοντά στο μάτι. Ωστόσο, ο φακός του ματιού απεικονίζει ξεκάθαρα ένα αντικείμενο στον αμφιβληστροειδή χιτώνα, εάν τοποθετηθεί όχι πιο κοντά από 10 cm από το μάτι. Σε μικρότερες αποστάσεις, η μέγιστη καμπυλότητα του φακού είναι ανεπαρκής για τη λήψη καθαρής εικόνας στον αμφιβληστροειδή. Επομένως, πολύ μικρά αντικείμενα εξετάζονται μέσω μεγεθυντικού φακού ή μικροσκοπίου - συσκευές που αυξάνουν τη γωνία στην οποία είναι ορατό το αντικείμενο.

Μεγεθυντικοί φακοί που εφευρέθηκαν τον 17ο αιώνα ο Ολλανδός φυσιοδίφης A. Leeuwenhoek, ο ανακάλυψες του κόσμου των μικροοργανισμών, έδωσε αύξηση 300 φορές. Ο σχεδιασμός του μικροσκοπίου βελτιώθηκε τη δεκαετία του 1650. Άγγλος επιστήμονας R. Hooke. Αλλά μέχρι τη δεκαετία του '20. 19ος αιώνας τα μικροσκόπια δεν μπορούσαν να ανταγωνιστούν τους πολύ καλούς φακούς. Έχει σημειωθεί πρόοδος μέσω της ανάπτυξης πολύπλοκων φακών πολλαπλών φακών. Οι ελάχιστες διαστάσεις ενός αντικειμένου που μπορεί να διακριθεί σε ένα μικροσκόπιο καθορίζονται από την εξάρτηση: Α. Εδώ το Α είναι μια σταθερά ίση με περίπου 1. Για το πράσινο φως, μm. Για να φανεί ένα αντικείμενο σε γωνία G, αρκεί μια μεγέθυνση 1000 φορές.

Τα φασματικά οπτικά όργανα έχουν σχεδιαστεί για να μελετούν τη φασματική σύνθεση του φωτός. Παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της επιστήμης και χρησιμοποιούνται τόσο για τη μελέτη των διεργασιών που συμβαίνουν στον μικρόκοσμο όσο και για εφαρμοσμένους σκοπούς. Για παράδειγμα, με τη βοήθεια σύγχρονου φασματικού εξοπλισμού, μπορεί κανείς να κρίνει το σχήμα ενός ατομικού πυρήνα και να πραγματοποιήσει μια ακριβή στοιχειακή ανάλυση μιας ουσίας. Ένα παράδειγμα φασματικού οργάνου είναι ένα φασματοσκόπιο (Εικ. 4), στο οποίο το φάσμα εκπομπής μπορεί να παρατηρηθεί οπτικά. Το κύριο μέρος του φασματοσκοπίου είναι ένα πρίσμα ή πλέγμα περίθλασης. Ο φακός συλλέγει τη μελετημένη ακτινοβολία στη σχισμή ενός κολλιματιστή - μιας συσκευής που σχηματίζει μια δέσμη φωτός χαμηλής απόκλισης - μια «παράλληλη» δέσμη. Αφού περάσει από ένα πρίσμα, μια τέτοια δέσμη μετατρέπεται σε n δέσμες που ταξιδεύουν σε διαφορετικές γωνίες εάν η ακτινοβολία αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μήκη . Ο φακός στην οθόνη θα δώσει εικόνες της σχισμής Α, οι οποίες αποτελούν το φάσμα. Όταν απαιτείται να μελετηθεί η «σχεδόν» μονοχρωματική ακτινοβολία, για παράδειγμα, η φασματική σύνθεση μιας γραμμής, ένα όργανο υψηλής ανάλυσης εγκαθίσταται σε σειρά με ένα όργανο φασματοσκοπικού πρίσματος. Οι συσκευές υψηλής ανάλυσης δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς προκαταρκτική αποσύνθεση φωτός, επειδή μπορούν να λειτουργήσουν μόνο σε πολύ στενό εύρος μήκους κύματος.

Η δημιουργία λέιζερ άνοιξε νέους δρόμους στα οπτικά όργανα.

Τα σύγχρονα γυροσκόπια λέιζερ είναι ικανά να λειτουργούν κάτω από υψηλές μηχανικές υπερφορτώσεις· μπορούν να εγκατασταθούν σε πυραύλους και διαστημόπλοια. Έχουν κατασκευαστεί μαγνητόμετρα λέιζερ για τη μέτρηση ασθενών μαγνητικών πεδίων και συσκευές για τη μέτρηση της ταχύτητας των σωματιδίων και της κατανομής μεγέθους. Τα οπτικά ραντάρ λέιζερ χρησιμοποιούνται με επιτυχία για διάφορους σκοπούς (Εικ. 5). Η υψηλή φωτεινότητα της ακτινοβολίας λέιζερ καθιστά δυνατή τη μετάδοσή της σε μεγάλες αποστάσεις και η μικρή διάρκεια του παλμού λέιζερ παρέχει εξαιρετική ακρίβεια μέτρησης απόστασης. Ο μετρητής ταχύτητας λέιζερ είναι ενδιαφέρον (Εικ. 6). Αντανακλά από ένα κινούμενο σωματίδιο, το φως λέιζερ θα αλλάξει τη συχνότητα ταλάντωσής του. Σε κανονικές ταχύτητες, αυτή η αλλαγή λόγω του φαινομένου Doppler είναι αμελητέα. Και όμως, λόγω της υψηλής σταθερότητας φάσης και της μονοχρωματικότητας του φωτός λέιζερ, μπορεί να μετρηθεί και η μετρούμενη τιμή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της ταχύτητας ενός σωματιδίου, για παράδειγμα, που κινείται σε μια τυρβώδη ροή ρευστού (βλ. Αναταράξεις).

Φυσικοί και μηχανικοί αναπτύσσουν έναν οπτικό υπολογιστή. Η σχεδιαστική του ικανότητα είναι πάνω από 1 δισεκατομμύριο λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο, δηλαδή δέκα φορές μεγαλύτερη από αυτή των ταχύτερων υπολογιστών που υπάρχουν αυτή τη στιγμή. Η βάση μιας τέτοιας μηχανής θα είναι συσκευές λέιζερ. Και η μνήμη της θα είναι οπτική, με βάση την καταγραφή ολογραφικών δεδομένων (βλ. Holo-raffia). Σε ένα ολόγραμμα 10 Χ 10, μπορούν να καταγραφούν περισσότερες από 100 εκατομμύρια μονάδες πληροφοριών: για έναν τέτοιο όγκο πληροφοριών, θα απαιτούνταν περίπου 1 εκατομμύριο σελίδες έντυπου κειμένου. Με τη βοήθεια ολογραφικής οπτικής, σύνθετοι μαθηματικοί υπολογισμοί, διαφοροποίηση συναρτήσεων, ολοκληρωτικές πράξεις εκτελούνται σήμερα, λύνονται οι πιο περίπλοκες εξισώσεις. Τα οπτικά στοιχεία αποτελούν αναπόσπαστο μέρος του σχεδιασμού πολλών συσκευών. Έτσι, οι ελεγχόμενες οπτικές διαφάνειες επιτρέπουν μια εικόνα που λαμβάνεται με τη βοήθεια μιας εικόνας που δεν γίνεται αντιληπτή από το μάτι. ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, μετατρέπεται σε ορατή ακτινοβολία.

Οι οπτικές συσκευές που βασίζονται σε οπτικές ίνες σάς επιτρέπουν να βλέπετε εσωτερικά όργαναανθρώπινη και να αποτρέψει σοβαρές ασθένειες.

Άρα, τα σύγχρονα οπτικά όργανα είναι απολύτως απαραίτητα και χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλούς κλάδους της εθνικής οικονομίας, στην επιστημονική έρευνα.

Το περιεχόμενο του άρθρου

ΟΠΤΙΚΑ ΟΡΓΑΝΑ,συσκευές στις οποίες η ακτινοβολία οποιασδήποτε περιοχής του φάσματος (υπεριώδης, ορατή, υπέρυθρη) μετατρέπεται (μεταδίδεται, ανακλάται, διαθλάται, πολώνεται). Αποτίοντας φόρο τιμής στην ιστορική παράδοση, οι οπτικές συσκευές ονομάζονται συνήθως συσκευές που λειτουργούν στο ορατό φως. Κατά την αρχική αξιολόγηση της ποιότητας της συσκευής λαμβάνονται υπόψη μόνο τα κύρια χαρακτηριστικά της: η ικανότητα συγκέντρωσης ακτινοβολίας - φωτεινότητας. την ικανότητα διάκρισης των λεπτομερειών της γειτονικής εικόνας - ισχύς επίλυσης. η αναλογία του μεγέθους ενός αντικειμένου και της εικόνας του είναι μια αύξηση. Για πολλές συσκευές, το καθοριστικό χαρακτηριστικό είναι το οπτικό πεδίο - η γωνία στην οποία τα ακραία σημεία του αντικειμένου είναι ορατά από το κέντρο της συσκευής.

Επίλυση ισχύος.

Η ικανότητα της συσκευής να διακρίνει δύο κοντινά σημεία ή γραμμές οφείλεται στην κυματική φύση του φωτός. Η αριθμητική τιμή της ικανότητας ανάλυσης, για παράδειγμα, ενός συστήματος φακών, εξαρτάται από την ικανότητα του σχεδιαστή να αντιμετωπίσει τις εκτροπές του φακού και να κεντράρει προσεκτικά αυτούς τους φακούς στον ίδιο οπτικό άξονα. Το θεωρητικό όριο ανάλυσης δύο γειτονικών εικονιζόμενων σημείων ορίζεται ως η ισότητα της απόστασης μεταξύ των κέντρων τους στην ακτίνα του πρώτου σκοτεινού δακτυλίου του σχεδίου περίθλασής τους.

Αυξάνουν.

Αν το αντικείμενο είναι μακρύ Hκάθετα στον οπτικό άξονα του συστήματος και το μήκος της εικόνας του H΄, μετά η αύξηση Μκαθορίζεται από τον τύπο Μ = H΄/ H. Η αύξηση εξαρτάται από τις εστιακές αποστάσεις και τη σχετική θέση των φακών. υπάρχουν αντίστοιχοι τύποι για την έκφραση αυτής της εξάρτησης. Σημαντικό χαρακτηριστικόόργανα για οπτική παρατήρηση είναι η φαινομενική μεγέθυνση Μ. Καθορίζεται από την αναλογία του μεγέθους των εικόνων του αντικειμένου που σχηματίζονται στον αμφιβληστροειδή κατά την άμεση παρατήρηση του αντικειμένου και την εξέτασή του μέσω της συσκευής. Συνήθως ορατή αύξηση Μεκφράσουν τη στάση Μ=tg σι/tg ένα, όπου έναείναι η γωνία με την οποία ένας παρατηρητής βλέπει ένα αντικείμενο με γυμνό μάτι, και σι- τη γωνία με την οποία το μάτι του παρατηρητή βλέπει το αντικείμενο μέσω της συσκευής.

Εάν θέλετε να δημιουργήσετε μια οπτική συσκευή υψηλής ποιότητας, θα πρέπει να βελτιστοποιήσετε το σύνολο των κύριων χαρακτηριστικών της - διάφραγμα, ανάλυση και μεγέθυνση. Είναι αδύνατο να φτιάξεις ένα καλό, για παράδειγμα, ένα τηλεσκόπιο, επιτυγχάνοντας μόνο μεγάλη φαινομενική μεγέθυνση και αφήνοντας μια μικρή φωτεινότητα (διάφραγμα). Θα έχει κακή ανάλυση, αφού εξαρτάται άμεσα από το διάφραγμα.

Τα σχέδια των οπτικών συσκευών είναι πολύ διαφορετικά και τα χαρακτηριστικά τους υπαγορεύονται από το σκοπό συγκεκριμένων συσκευών. Αλλά κατά τη μετάφραση οποιουδήποτε σχεδιασμένου οπτικού συστήματος σε μια ολοκληρωμένη οπτικο-μηχανική συσκευή, είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε όλα τα οπτικά στοιχεία σύμφωνα με το αποδεκτό σχήμα, να τα στερεώσετε με ασφάλεια, να εξασφαλίσετε ακριβή ρύθμιση της θέσης των κινούμενων μερών και να τοποθετήσετε διαφράγματα για εξάλειψη το ανεπιθύμητο υπόβαθρο της διάσπαρτης ακτινοβολίας. Συχνά απαιτείται η διατήρηση των καθορισμένων τιμών θερμοκρασίας και υγρασίας στο εσωτερικό της συσκευής, η ελαχιστοποίηση των κραδασμών, η ομαλοποίηση της κατανομής του βάρους, η εξασφάλιση της απομάκρυνσης της θερμότητας από τους λαμπτήρες και άλλο βοηθητικό ηλεκτρικό εξοπλισμό. Συνημμένη τιμή εμφάνισηόργανο και ευκολία στη χρήση.

Μικροσκόπια.

Εάν ένα αντικείμενο παρατηρηθεί μέσω ενός θετικού (συλλεκτικού) φακού, που βρίσκεται πίσω από το φακό όχι μακρύτερα από το εστιακό του σημείο, τότε φαίνεται μια μεγεθυμένη φανταστική εικόνα του αντικειμένου. Ένας τέτοιος φακός είναι ένα απλό μικροσκόπιο και ονομάζεται φακός ή μεγεθυντικός φακός. Από το διάγραμμα στο Σχ. 1 μπορείτε να προσδιορίσετε το μέγεθος της μεγεθυσμένης εικόνας. Όταν το μάτι είναι συντονισμένο σε μια παράλληλη δέσμη φωτός (η εικόνα του αντικειμένου βρίσκεται σε απροσδιόριστη απόσταση, πράγμα που σημαίνει ότι το αντικείμενο βρίσκεται στο εστιακό επίπεδο του φακού), η φαινομενική μεγέθυνση Μμπορεί να προσδιοριστεί από τη σχέση (Εικ. 1):

Μ=tg σι/tg ένα = (H/φά)/(H/v) = v/φά,

τηλεσκόπια.

Το τηλεσκόπιο μεγεθύνει το ορατό μέγεθος των μακρινών αντικειμένων. Το σχήμα του απλούστερου τηλεσκοπίου περιλαμβάνει δύο θετικούς φακούς (Εικ. 2). Ακτίνες από μακρινό αντικείμενο, παράλληλες με τον άξονα του τηλεσκοπίου (ακτίνες ένακαι ντοστο σχ. 2) συλλέγονται στην πίσω εστία του πρώτου φακού (αντικειμενικός). Ο δεύτερος φακός (προσοφθάλμιος φακός) αφαιρείται από το εστιακό επίπεδο του φακού από την εστιακή του απόσταση και οι ακτίνες ένακαι ντοβγείτε ξανά παράλληλα με τον άξονα του συστήματος. Κάποιο δοκάρι σι, που δεν προέρχεται από εκείνα τα σημεία του αντικειμένου από τα οποία προήλθαν οι ακτίνες ένακαι ντο, πέφτει υπό γωνία έναπρος τον άξονα του τηλεσκοπίου, διέρχεται από την μπροστινή εστία του αντικειμενικού φακού και αφού πηγαίνει παράλληλα με τον άξονα του συστήματος. Το προσοφθάλμιο το κατευθύνει στην πίσω εστία του υπό γωνία σι. Δεδομένου ότι η απόσταση από την μπροστινή εστία του φακού στο μάτι του παρατηρητή είναι αμελητέα μικρή σε σύγκριση με την απόσταση από το αντικείμενο, τότε από το σχήμα του Σχ. 2 μπορείτε να πάρετε μια έκφραση για τη φαινομενική αύξηση Μτηλεσκόπιο:

Μ= -tg σι/tg ένα = –φά/φάή φά/φά).

Το αρνητικό πρόσημο δείχνει ότι η εικόνα είναι ανάποδα. Στα αστρονομικά τηλεσκόπια, παραμένει έτσι. Τα επίγεια τηλεσκόπια χρησιμοποιούν ένα σύστημα αναστροφής για την προβολή κανονικών και όχι ανεστραμμένων εικόνων. Το σύστημα αναστροφής μπορεί να περιλαμβάνει πρόσθετους φακούς ή, όπως στα κιάλια, πρίσματα.

Συσκευές φωτισμού και προβολής.

Προβολείς.

Στο οπτικό σχήμα του προβολέα, η πηγή φωτός, όπως ένας κρατήρας ηλεκτρικού τόξου, βρίσκεται στο επίκεντρο ενός παραβολικού ανακλαστήρα. Οι ακτίνες που εκπέμπονται από όλα τα σημεία του τόξου αντανακλώνται από τον παραβολικό καθρέφτη σχεδόν παράλληλα μεταξύ τους. Η δέσμη των ακτίνων αποκλίνει λίγο επειδή η πηγή δεν είναι ένα φωτεινό σημείο, αλλά ένας όγκος πεπερασμένου μεγέθους.

Διασκόπιο.

Το οπτικό σχήμα αυτής της συσκευής, σχεδιασμένο για προβολή διαφανειών και διαφανών έγχρωμων πλαισίων, περιλαμβάνει δύο συστήματα φακών: έναν συμπυκνωτή και έναν φακό προβολής. Ο συμπυκνωτής φωτίζει ομοιόμορφα το διαφανές πρωτότυπο, κατευθύνοντας τις ακτίνες στον φακό προβολής, ο οποίος δημιουργεί την εικόνα του πρωτοτύπου στην οθόνη (Εικ. 4). Ο φακός προβολής παρέχει εστίαση και αντικατάσταση των φακών του, γεγονός που σας επιτρέπει να αλλάξετε την απόσταση από την οθόνη και το μέγεθος της εικόνας σε αυτήν. Το οπτικό σχήμα του προβολέα ταινιών είναι το ίδιο.

Φασματικά όργανα.

Το κύριο στοιχείο μιας φασματικής συσκευής μπορεί να είναι ένα πρίσμα διασποράς ή ένα πλέγμα περίθλασης. Σε μια τέτοια συσκευή, το φως συγκεντρώνεται πρώτα, δηλ. διαμορφώνεται σε μια δέσμη παράλληλων ακτίνων, στη συνέχεια αποσυντίθεται σε φάσμα και, τέλος, η εικόνα της σχισμής εισόδου της συσκευής εστιάζεται στη σχισμή εξόδου της για κάθε μήκος κύματος του φάσματος.

Φασματόμετρο.

Σε αυτήν την περισσότερο ή λιγότερο καθολική εργαστηριακή συσκευή, τα συστήματα ευθυγράμμισης και εστίασης μπορούν να περιστραφούν σε σχέση με το κέντρο του τραπεζιού, στο οποίο βρίσκεται το στοιχείο που αποσυνθέτει το φως σε ένα φάσμα. Η συσκευή διαθέτει κλίμακες για την ανάγνωση των γωνιών περιστροφής, για παράδειγμα, ενός πρίσματος διασποράς, και των γωνιών απόκλισης μετά από αυτό των διαφορετικών χρωματικών συνιστωσών του φάσματος. Με βάση τα αποτελέσματα τέτοιων μετρήσεων, για παράδειγμα, μετρώνται οι δείκτες διάθλασης διαφανών στερεών.

Φασματογράφος.

Αυτό είναι το όνομα μιας συσκευής στην οποία το φάσμα που προκύπτει ή μέρος αυτού καταγράφεται σε φωτογραφικό υλικό. Μπορείτε να πάρετε ένα φάσμα από ένα πρίσμα κατασκευασμένο από χαλαζία (εύρος 210-800 nm), γυαλί (360-2500 nm) ή ορυκτό αλάτι (2500-16000 nm). Σε αυτές τις περιοχές του φάσματος όπου τα πρίσματα απορροφούν ασθενώς το φως, οι εικόνες των φασματικών γραμμών στο φασματογράφο είναι φωτεινές. Σε φασματογράφους με πλέγματα περίθλασης, οι τελευταίοι εκτελούν δύο λειτουργίες: αποσυνθέτουν την ακτινοβολία σε ένα φάσμα και εστιάζουν τα στοιχεία χρώματος στο φωτογραφικό υλικό. Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται επίσης στην υπεριώδη περιοχή.

Οπτικές συσκευές.

Όλες οι οπτικές συσκευές μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες:

1) συσκευές με τη βοήθεια των οποίων λαμβάνονται οπτικές εικόνες στην οθόνη. Αυτά περιλαμβάνουν, κινηματογραφικές μηχανές κ.λπ.

2) συσκευές που λειτουργούν μόνο σε συνδυασμό με ανθρώπινα μάτιακαι μην σχηματίζετε εικόνες στην οθόνη. Αυτά περιλαμβάνουν και διάφορες συσκευές του συστήματος. Τέτοιες συσκευές ονομάζονται οπτικές.

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΜΗΧΑΝΗ.

Οι σύγχρονες κάμερες έχουν μια πολύπλοκη και ποικιλόμορφη δομή, αλλά θα εξετάσουμε ποια βασικά στοιχεία αποτελείται μια κάμερα και πώς λειτουργούν.

Το κύριο μέρος κάθε κάμερας είναι φακός - ένας φακός ή σύστημα φακών που τοποθετείται μπροστά από ένα ελαφρώς στεγανό σώμα κάμερας (εικ. αριστερά). Ο φακός μπορεί να μετακινηθεί ομαλά σε σχέση με το φιλμ για να αποκτήσετε μια καθαρή εικόνα αντικειμένων κοντά ή μακριά από την κάμερα σε αυτό.

Κατά τη φωτογράφιση, ο φακός ανοίγει ελαφρά χρησιμοποιώντας ένα ειδικό κλείστρο, το οποίο μεταδίδει φως στο φιλμ μόνο τη στιγμή της φωτογράφισης. Διάφραγμαρυθμίζει την ποσότητα φωτός που προσπίπτει στο φιλμ. Η κάμερα παράγει μια μειωμένη, αντίστροφη, πραγματική εικόνα, η οποία στερεώνεται σε φιλμ. Κάτω από τη δράση του φωτός, η σύνθεση του φιλμ αλλάζει και η εικόνα αποτυπώνεται σε αυτό. Παραμένει αόρατο έως ότου η ταινία βυθιστεί σε μια ειδική λύση - έναν προγραμματιστή. Κάτω από τη δράση του προγραμματιστή, εκείνα τα μέρη της ταινίας που εκτέθηκαν στο φως σκουραίνουν. Όσο περισσότερο φως έχει ένα σημείο σε μια ταινία, τόσο πιο σκούρο θα είναι μετά την ανάπτυξη. Η εικόνα που προκύπτει ονομάζεται (από το λατ. negativus - αρνητικό), πάνω της οι φωτεινές θέσεις του αντικειμένου βγαίνουν σκοτεινές και οι σκοτεινές θέσεις είναι φωτεινές.

Για να μην αλλάξει αυτή η εικόνα υπό τη δράση του φωτός, η ανεπτυγμένη μεμβράνη βυθίζεται σε μια άλλη λύση - ένα σταθεροποιητή. Διαλύει και ξεπλένει το ευαίσθητο στο φως στρώμα εκείνων των τμημάτων του φιλμ που δεν επηρεάστηκαν από το φως. Η μεμβράνη στη συνέχεια πλένεται και ξηραίνεται.

Παίρνουν από το αρνητικό (από το λατινικό pozitivus - θετικό), δηλαδή μια εικόνα στην οποία βρίσκονται σκοτεινά σημεία με τον ίδιο τρόπο όπως στο φωτογραφημένο αντικείμενο. Για να γίνει αυτό, το αρνητικό εφαρμόζεται με χαρτί επίσης καλυμμένο με φωτοευαίσθητο στρώμα (σε φωτογραφικό χαρτί) και φωτίζεται. Στη συνέχεια, το φωτογραφικό χαρτί βυθίζεται στον προγραμματιστή, μετά στο στερέωσης, πλένεται και στεγνώνει.

Μετά την ανάπτυξη του φιλμ, κατά την εκτύπωση φωτογραφιών, χρησιμοποιείται ένας φωτογραφικός μεγεθυντής, ο οποίος μεγεθύνει την εικόνα του αρνητικού σε φωτογραφικό χαρτί.

Μεγεθυντικός φακός.

Για να δείτε καλύτερα μικρά αντικείμενα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε μεγεθυντικός φακός.

Ένας μεγεθυντικός φακός είναι ένας αμφίκυρτος φακός με μικρή εστιακή απόσταση (από 10 έως 1 cm). Ο μεγεθυντικός φακός είναι η απλούστερη συσκευή που σας επιτρέπει να αυξήσετε τη γωνία θέασης.

Το μάτι μας βλέπει μόνο εκείνα τα αντικείμενα, η εικόνα των οποίων λαμβάνεται στον αμφιβληστροειδή. Όσο μεγαλύτερη είναι η εικόνα του αντικειμένου, τόσο μεγαλύτερη είναι η οπτική γωνία από την οποία το θεωρούμε, τόσο πιο καθαρά το διακρίνουμε. Πολλά αντικείμενα είναι μικρά και ορατά από την καλύτερη απόσταση όρασης σε γωνία θέασης κοντά στο όριο. Ο μεγεθυντικός φακός αυξάνει τη γωνία θέασης, καθώς και την εικόνα του αντικειμένου στον αμφιβληστροειδή, έτσι ώστε το φαινομενικό μέγεθος του αντικειμένου
αύξηση σε σύγκριση με το πραγματικό του μέγεθος.

Θέμα ΑΒτοποθετείται σε απόσταση ελαφρώς μικρότερη από την εστιακή απόσταση από τον μεγεθυντικό φακό (εικ. δεξιά). Σε αυτή την περίπτωση, ο μεγεθυντικός φακός δίνει μια άμεση, διευρυμένη, νοητική εικόνα Α1 Β1.Ο μεγεθυντικός φακός τοποθετείται συνήθως έτσι ώστε η εικόνα του αντικειμένου να βρίσκεται στην απόσταση της καλύτερης όρασης από το μάτι.

Μικροσκόπιο.

Για να αποκτήσετε μεγάλες γωνιακές μεγεθύνσεις (από 20 έως 2000) χρησιμοποιώντας οπτικά μικροσκόπια. Μια μεγεθυμένη εικόνα μικρών αντικειμένων σε μικροσκόπιο λαμβάνεται χρησιμοποιώντας ένα οπτικό σύστημα, το οποίο αποτελείται από έναν αντικειμενικό φακό και έναν προσοφθάλμιο φακό.

Το απλούστερο μικροσκόπιο είναι ένα σύστημα με δύο φακούς: έναν αντικειμενικό και έναν προσοφθάλμιο φακό. Θέμα ΑΒτοποθετείται μπροστά από τον φακό, που είναι ο φακός, σε απόσταση F1< d < 2F 1 και βλέπει μέσω προσοφθάλμιου φακού, το οποίο χρησιμοποιείται ως μεγεθυντικός φακός. Η μεγέθυνση G του μικροσκοπίου είναι ίση με το γινόμενο της μεγέθυνσης του αντικειμενικού φακού G1 και της μεγέθυνσης του προσοφθάλμιου φακού G2:

Η αρχή λειτουργίας του μικροσκοπίου μειώνεται σε μια σταθερή αύξηση της γωνίας θέασης, πρώτα με τον φακό και μετά με τον προσοφθάλμιο φακό.

συσκευή προβολής.

Οι συσκευές προβολής χρησιμοποιούνται για τη λήψη μεγεθυσμένων εικόνων. Οι υπερυψωμένοι προβολείς χρησιμοποιούνται για την παραγωγή στατικών εικόνων, ενώ οι προβολείς ταινιών παράγουν καρέ που αντικαθιστούν γρήγορα το ένα το άλλο. φίλοι και γίνονται αντιληπτές από το ανθρώπινο μάτι ως κινούμενες εικόνες. Στη συσκευή προβολής, μια φωτογραφία σε ένα διαφανές φιλμ τοποθετείται από το φακό σε απόσταση ρε,που ικανοποιεί την προϋπόθεση: φά< d < 2F . Για να φωτίσει το φιλμ, χρησιμοποιείται ένας ηλεκτρικός λαμπτήρας 1. Για να συγκεντρωθεί η ροή φωτός, χρησιμοποιείται ένας συμπυκνωτής 2, ο οποίος αποτελείται από ένα σύστημα φακών που συλλέγουν αποκλίνουσες ακτίνες από την πηγή φωτός στο πλαίσιο του φιλμ 3. Χρησιμοποιώντας τον φακό 4, Μεγεθυμένη, άμεση, πραγματική εικόνα λαμβάνεται στην οθόνη 5

Τηλεσκόπιο.

Τα τηλεσκόπια ή τα σκοπευτήρια κηλίδας χρησιμοποιούνται για την εξέταση απομακρυσμένων αντικειμένων. Ο σκοπός του τηλεσκοπίου είναι να συλλέξει όσο το δυνατόν περισσότερο φως από το αντικείμενο που μελετάμε και να αυξήσει τις φαινομενικές γωνιακές του διαστάσεις.

Το κύριο οπτικό μέρος του τηλεσκοπίου είναι ένας φακός που συλλέγει φως και δημιουργεί μια εικόνα της πηγής.

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι τηλεσκοπίων: διαθλαστές (με βάση φακούς) και ανακλαστήρες (με βάση καθρέφτες).

Το απλούστερο τηλεσκόπιο - ένας διαθλαστής, όπως ένα μικροσκόπιο, έχει φακό και προσοφθάλμιο, αλλά σε αντίθεση με το μικροσκόπιο, ο φακός του τηλεσκοπίου έχει μεγάλη εστιακή απόσταση και ο προσοφθάλμιος φακός έχει ένα μικρό. Δεδομένου ότι τα κοσμικά σώματα βρίσκονται σε πολύ μεγάλες αποστάσεις από εμάς, οι ακτίνες από αυτά πηγαίνουν σε μια παράλληλη δέσμη και συλλέγονται από τον φακό στο εστιακό επίπεδο, όπου λαμβάνεται μια αντίστροφη, μειωμένη, πραγματική εικόνα. Για να γίνει η εικόνα ευθεία, χρησιμοποιείται ένας άλλος φακός.