TELESKOPİK ŞUALARI OLAN OPTİK ALƏTLƏR: KEPLER BORUSU VƏ QALILEO BORUSU

Bu işin məqsədi iki optik alətin - Kepler borusunun və Qaliley borusunun quruluşunu öyrənmək və onların böyüdülməsini ölçməkdir.

Kepler borusu ən sadə teleskopik sistemdir. O, quraşdırılmış iki müsbət (toplayıcı) linzadan ibarətdir ki, birinci lensə daxil olan paralel şüa ikinci lensdən də paralel olaraq çıxır (şək. 1).

1-ci linza obyektiv, 2-ci obyektiv isə göz qapağı adlanır. Obyektivin arxa fokusu göz qapağının ön fokusu ilə eynidir. Şüaların belə bir kursu teleskopik adlanır və optik sistem afokal olacaqdır.

Şəkil 2-də cismin oxundan kənarda yerləşən nöqtəsindən gələn şüaların yolu göstərilir.

AF ok seqmenti sonsuz uzaqdakı obyektin real tərsinə çevrilmiş təsviridir. Beləliklə, Kepler borusu tərs bir görüntü verir. Okuyar böyüdücü şüşə rolunu oynayaraq, ən yaxşı görmə məsafəsi D-də obyektin virtual böyüdülmüş görüntüsünü yarada bilər (bax. Şəkil 3).

Kepler borusunun artımını müəyyən etmək üçün Şəkil 4-ə nəzər salın.

Sonsuz uzaq cisimdən gələn şüalar optik oxa -u bucaq altında paralel şüada linzaya düşsün və u' bucaq altında oxuyardan çıxsın. Böyütmə şəklin ölçüsünün obyektin ölçüsünə nisbətinə bərabərdir və bu nisbət müvafiq baxış bucaqlarının tangenslərinin nisbətinə bərabərdir. Beləliklə, Kepler borusunda artım:

γ = - tgu′/ tgu (1)

Mənfi böyütmə işarəsi Kepler borusunun tərsinə çevrilmiş bir görüntü yaratdığını bildirir. Şəkil 4-dən görünən həndəsi əlaqələrdən (üçbucaqların oxşarlığından) istifadə edərək, əlaqəni əldə edə bilərik:

γ = - fob′/fok′ = -d/d′ , (2)

burada d - linza lüləsinin diametri, d' - göz qapağının yaratdığı obyektiv lüləsinin həqiqi təsvirinin diametri.

Qalileonun teleskopu Şəkil 5-də sxematik şəkildə göstərilmişdir.

Okulyar mənfi (diversiya edən) linzadır 2. Obyektivin 1 və 2-nin fokusları bir nöqtədə üst-üstə düşür, ona görə də buradakı şüaların yolu da teleskopikdir. Obyektiv və göz qapağı arasındakı məsafə onların fokus uzunluqları arasındakı fərqə bərabərdir. Kepler borusundan fərqli olaraq, göz qapağının yaratdığı linza lüləsinin təsviri xəyali olacaq. Oxdan kənarda yerləşən bir cismin nöqtəsindən şüaların gedişini nəzərə alsaq (şək. 6), Qaliley borusunun obyektin birbaşa (ters çevrilməmiş) təsvirini yaratdığını qeyd edirik.

Yuxarıdakı Kepler borusu üçün edildiyi kimi həndəsi əlaqələrdən istifadə edərək, Qaliley borusundakı artımı hesablamaq olar. Sonsuz uzaq cisimdən gələn şüalar optik oxa -u bucaq altında paralel şüada linzaya düşürsə və u' bucaq altında okulyardan çıxırsa, onda böyütmə belədir:

γ = tgu / tgu (3)

Bunu da göstərmək olar

γ = fob′/fok′, (4)

Müsbət böyütmə işarəsi Qaliley borusundan görünən şəklin dik (ters çevrilməmiş) olduğunu göstərir.

ƏMƏLİYYAT PROSEDURU

Cihazlar və materiallar: sürücülərdə quraşdırılmış aşağıdakı optik elementləri olan optik dəzgah: işıqlandırıcılar (yarımkeçirici lazer və közərmə lampası), biprizma, iki müsbət linza, mənfi lens və ekran.

ÇALIŞMA 1. Kepler borularının böyüdülməsinin ölçülməsi.

1. Optik skamyada yarımkeçirici lazer və biprizma quraşdırın. Lazer şüası biprizmanın kənarına düşməlidir. Sonra biprizmadan paralel olaraq iki şüa çıxacaq. Kepler borusu çox uzaq obyektləri müşahidə etmək üçün istifadə olunur, ona görə də ona paralel şüalar daxil olur. Belə bir paralel şüanın analoqu bir-birinə paralel biprizmadan çıxan iki şüa olacaqdır. Bu şüalar arasındakı d məsafəsini ölçün və qeyd edin.

2. Sonra obyektiv olaraq yüksək fokuslu müsbət linzadan və göz qapağı kimi aşağı fokuslu müsbət linzadan istifadə edərək Kepler borusunu yığın. Yaranan optik sxemin eskizini çəkin. Göz qapağından bir-birinə paralel olaraq iki şüa çıxmalıdır. Aralarındakı d" məsafəni ölçün və qeyd edin.

3. Kepler borusunda artımı d və d" məsafələrinin nisbəti kimi, artım işarəsini nəzərə alaraq hesablayın. Ölçmə xətasını hesablayın və nəticəni xəta ilə qeyd edin.

4. Artımı başqa bir şəkildə ölçə bilərsiniz. Bunun üçün lensi başqa bir işıq mənbəyi ilə - közərmə lampası ilə işıqlandırmaq və göz qapağının arxasındakı linza lüləsinin real görüntüsünü əldə etmək lazımdır. Lens lüləsinin diametri d və təsvirin diametri d" ölçün. Böyütməni hesablayın və ölçmə xətasını nəzərə alaraq qeyd edin.

5. Obyektivin və okulyarın fokus uzunluqlarının nisbəti kimi düsturdan (2) istifadə edərək böyütməni hesablayın. 3-cü bənddə və 4-cü bənddə hesablanmış artımla müqayisə edin.

TASK 2. Galileo borusunun böyüdülməsinin ölçülməsi.

1. Optik skamyada yarımkeçirici lazer və biprizma quraşdırın. Biprizmadan iki paralel şüa çıxmalıdır. Aralarındakı d məsafəsini ölçün və qeyd edin.

2. Sonra, obyektiv olaraq müsbət linzadan və oxuyar kimi mənfi linzadan istifadə edərək Qaliley borusunu yığın. Yaranan optik sxemin eskizini çəkin. Göz qapağından bir-birinə paralel olaraq iki şüa çıxmalıdır. Aralarındakı d" məsafəni ölçün və qeyd edin.

3. Qaliley borusunun böyüdülməsini d və d" məsafələrinin nisbəti kimi hesablayın. Ölçmə xətasını hesablayın və nəticəni xəta ilə qeyd edin.

4. Okulyar lensin fokus uzunluqlarına nisbəti kimi düsturdan (4) istifadə edərək böyütməni hesablayın. 3-cü addımda hesablanmış artımla müqayisə edin.

NƏZARƏT SUALLARI

1. Teleskopik şüa yolu nədir?

2. Kepler borusu ilə Qaliley borusunun fərqi nədir?

3. Hansı optik sistemlərə afokal deyilir?

Bir çubuqla bir ləkə sahəsinin böyüdülməsinin təyin edilməsi. Əgər borunu yaxınlıqdakı relsə yönəltsəniz, o zaman çılpaq gözlə görünən N relsinin neçə bölməsinin borudan görünən n bölməsinə uyğun olduğunu hesablaya bilərsiniz. Bunu etmək üçün, borunun görünüş sahəsindən relsin bölmələrini çılpaq gözlə görünən relsə proyeksiya edərək, növbə ilə boruya və relsə baxmaq lazımdır.

Yüksək dəqiqlikli geodeziya alətlərində müxtəlif fokus uzunluqlarına malik bir-birini əvəz edə bilən göz qapaqları var və okulyarın dəyişdirilməsi müşahidə şəraitindən asılı olaraq borunun böyüdülməsini dəyişməyə imkan verir.

Kepler borusunun böyüdülməsi obyektiv fokus uzunluğunun göz qapağının fokus uzunluğuna nisbətinə bərabərdir.

Boruda n bölmənin və borusuz N bölmənin göründüyü bucağı γ ilə işarə edək (şək. 3.8). Sonra relsin bir bölməsi boruya bucaq altında görünür:

α = γ / n,

və boru olmadan - bucaq altında:

β = γ / N.

Şəkil 3.8

Beləliklə: V = N / n.

Borudakı artım təxminən düsturla hesablana bilər:

V = D / d, (3.11)

burada D lensin giriş diametridir;

d - borunun çıxışının diametri (lakin okulyarın diametri deyil).

Borunun görünüş sahəsi. Borunun görmə sahəsi, stasionar olduqda borudan görünən boşluq sahəsidir. Görünüş sahəsi ε bucağı ilə ölçülür, zirvəsi linzanın optik mərkəzində yerləşir və tərəflər diafraqma açılışının kənarlarına toxunur (şək. 3.9). Tüpün içərisində linzanın fokus müstəvisində diametri d1 olan diyafram quraşdırılmışdır.Şəkil 3.11-də göstərilir ki:

harada

Şəkil 3.9.

Adətən, geodeziya alətlərində d1 = 0,7 * fok alınır, sonra radian ölçüdə:

ε = 0,7 / V.

Əgər ε dərəcə ilə ifadə edilirsə, onda:

ε = 40o / V. (3.12)

Borunun böyüdülməsi nə qədər böyük olarsa, onun baxış bucağı da bir o qədər kiçik olar. Beləliklə, məsələn, V = 20x ε = 2o-da və V = 80x ε = 0.5o-da.

Borunun həlli düsturla qiymətləndirilir:

Məsələn, V = 20x ψ = 3″-də; belə bir açıda 5 sm ölçülü bir obyekt 3,3 km məsafədə görünür; insan gözü bu obyekti cəmi 170 m məsafədən görə bilir.

İplər şəbəkəsi. Teleskopun obyektə düzgün yönəldilməsi o zaman hesab edilir ki, obyektin təsviri teleskopun baxış sahəsinin tam mərkəzində yerləşir. Görünüş sahəsinin mərkəzini taparkən subyektiv amili aradan qaldırmaq üçün iplər şəbəkəsi ilə təyin olunur. İplər şəbəkəsi, ən sadə halda, boru diafraqmasına bərkidilmiş bir şüşə lövhəyə tətbiq olunan iki qarşılıqlı perpendikulyar vuruşdur. İplərin torlanması bir çox formada olur; Şəkil 3.10-da onlardan bəziləri göstərilir.

İplərin şəbəkəsində düzəldici vintlər var: iki yanal (üfüqi) və iki şaquli. Retikulun mərkəzini və linzanın optik mərkəzini birləşdirən xətt görmə xətti və ya borunun görmə xətti adlanır.

Şəkil 3.10

Borunun gözə və mövzuya yerləşdirilməsi. Boru bir obyektə yönəldərkən, eyni zamanda yivlərin şəbəkəsini və obyektin təsvirini göz qapağında aydın görməlisiniz. Gözün üzərində bir boru quraşdıraraq, iplər şəbəkəsinin aydın bir görüntüsü əldə edilir; Bunu etmək üçün, göz qapağının üzərindəki büzməli halqanı fırladaraq, göz qapağını iplər şəbəkəsinə nisbətən hərəkət etdirin. Mövzu üzrə borunun qurulması borunun fokuslanması adlanır. Nəzərdən keçirilən obyektlərə olan məsafə dəyişir və (3.6) düsturuna görə a dəyişdikdə onun təsvirinə olan məsafə b də dəyişir. Obyektin təsvirinin göz qapağından baxanda aydın olması üçün o, saplar şəbəkəsinin müstəvisində yerləşməlidir. Borunun göz hissəsini əsas optik ox boyunca hərəkət etdirərək, retikuladan obyektivədək olan məsafə b-ə bərabər olana qədər dəyişdirilir.

Fokusun linza ilə retikul arasındakı məsafəni dəyişdirərək həyata keçirildiyi borulara xarici fokuslu borular deyilir. Belə borular böyük və üstəlik, dəyişən uzunluğa malikdir; onlar sızdırırlar, buna görə toz və nəm onların içərisinə daxil olur; yaxın obyektlərə ümumiyyətlə diqqət yetirmirlər. Müasir ölçü alətlərində xarici fokuslu ləkə dürbünləri istifadə edilmir.

Daxili fokuslu borular daha mükəmməldir (Şəkil 3.11); onlar L1 linzası ilə birlikdə L2 ekvivalent linzasını əmələ gətirən əlavə daşınan diverging linzadan L2 istifadə edirlər. L2 linzası köçürüldükdə linzalar arasındakı məsafə l dəyişir və nəticədə ekvivalent lensin fokus uzunluğu f dəyişir. L lensin fokus müstəvisində yerləşən obyektin təsviri də optik ox boyunca hərəkət edir və o, retikulun müstəvisinə dəydikdə borunun göz qapağında aydın görünür. Daxili fokuslu borular daha qısadır; onlar möhürlənir və yaxın obyektləri müşahidə etməyə imkan verir, müasir ölçmə alətlərində əsasən bu cür ləkə dürbünlərindən istifadə olunur.

Ləkələmə sahəsi çox uzaq obyektləri gözlə görmək üçün nəzərdə tutulmuş optik alətdir. Mikroskop kimi, obyektiv və göz qapaqlarından ibarətdir; hər ikisi mikroskopdakı kimi mürəkkəb olmasa da, az-çox mürəkkəb optik sistemlərdir; lakin biz onları nazik linzalarla sxematik şəkildə təqdim edəcəyik. Teleskoplarda linza və okulyar elə düzülür ki, linzanın arxa fokusu, demək olar ki, göz qapağının ön fokusu ilə üst-üstə düşsün (şək. 253). Lens, arxa fokus müstəvisində sonsuz uzaqda olan obyektin əsl azaldılmış tərs təsvirini yaradır; bu görüntüyə böyüdücü şüşə vasitəsilə olduğu kimi göz qapağı vasitəsilə baxılır. Okayarın ön fokusu obyektivin arxa fokusu ilə üst-üstə düşürsə, o zaman uzaq obyektə baxarkən göz qapaqlarından paralel şüaların şüaları çıxır ki, bu da sakit vəziyyətdə (yerləşdirmə olmadan) normal gözlə müşahidə etmək üçün əlverişlidir ( bax § 114). Ancaq müşahidəçinin görmə qabiliyyəti normaldan bir qədər fərqlidirsə, o zaman göz qapağı "gözlərə uyğun" təyin edərək hərəkətə gətirilir. Göz qapağını hərəkət etdirərək, teleskop da müşahidəçidən çox da böyük olmayan müxtəlif məsafələrdə yerləşən obyektlərə baxarkən "ucludur".

düyü. 253. Teleskopda linza və okulyarın yeri: arxa fokus. Obyektiv göz qapağının ön fokusu ilə üst-üstə düşür

Teleskopun obyekti həmişə yaxınlaşan sistem olmalıdır, göz qapağı isə ya birləşən və ya ayrılan sistem ola bilər. Toplayıcı (müsbət) göz qapaqları olan ləkə skalası Kepler borusu adlanır (şək. 254, a), bir-birindən ayrılan (mənfi) göz qapağı olan boru Qaliley borusu adlanır (şək. 254, b). Teleskopun obyektiv 1, fokus müstəvisində uzaq obyektin həqiqi tərs təsvirini verir. Nöqtədən ayrılan şüalar şüası 2-ci okulyarın üzərinə düşür; bu şüalar oxuyarın fokus müstəvisindəki bir nöqtədən gəldiyi üçün ondan əsas oxa bucaq altında oxuyarın ikinci dərəcəli optik oxuna paralel şüa çıxır. Gözə daxil olduqdan sonra bu şüalar onun tor qişasında birləşir və mənbənin real görüntüsünü verir.

düyü. 254. Teleskopda şüaların gedişi: a) Kepler borusu; b) Qaliley borusu

düyü. 255. Dürbün prizma sahəsində şüaların yolu (a) və onun görünüşü (b). Ox istiqamətinin dəyişməsi şüalar sistemin bir hissəsindən keçdikdən sonra təsvirin “ters çevrilməsini” göstərir.

(Qaliley borusunun (b) vəziyyətində, şəkli qarışdırmamaq üçün göz göstərilmir.) Bucaq - linzaya düşən şüaların ox ilə etdiyi bucaq.

Tez-tez adi teatr durbinlərində istifadə olunan Galileo borusu obyektin birbaşa təsvirini verir, Kepler borusu - tərs. Nəticədə, Kepler borusu yer üzərində müşahidələr üçün xidmət etməlidirsə, o zaman o, dönmə sistemi (əlavə lens və ya prizmalar sistemi) ilə təchiz edilmişdir, nəticədə təsvir düz olur. Belə qurğulara misal olaraq prizma durbinlərini göstərmək olar (şək. 255). Kepler borusunun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, real aralıq təsvirə malikdir, onun müstəvisində ölçü şkalası, şəkil çəkmək üçün foto lövhə və s. yerləşdirilə bilər.Nəticədə astronomiyada və ölçmə ilə bağlı bütün hallarda , Kepler borusu istifadə olunur.

USE kodifikatorunun mövzuları: optik cihazlar.

Əvvəlki mövzudan bildiyimiz kimi, obyekti daha ətraflı araşdırmaq üçün baxış bucağını artırmaq lazımdır. Sonra torlu qişadakı obyektin təsviri daha böyük olacaq və bu, optik sinirin daha çox sayda sinir uclarının qıcıqlanmasına səbəb olacaq; beyinə daha çox vizual məlumat göndəriləcək və biz söz mövzusu obyektin yeni detallarını görə biləcəyik.

Niyə baxış bucağı kiçikdir? Bunun iki səbəbi var: 1) obyektin özü kiçikdir; 2) obyekt ölçüsünə görə kifayət qədər böyük olsa da, uzaqda yerləşir.

Optik cihazlar - Bunlar baxış bucağını artırmaq üçün cihazlardır. Kiçik obyektləri araşdırmaq üçün böyüdücü şüşə və mikroskopdan istifadə olunur. Uzaqdakı obyektləri görmək üçün aşkarlama dürbünlərindən (həmçinin durbin, teleskop və s.) istifadə olunur.

çılpaq göz.

Kiçik obyektlərə çılpaq gözlə baxaraq başlayırıq. Bundan sonra göz normal sayılır. Xatırladaq ki, stresssiz vəziyyətdə olan normal bir göz tor qişaya paralel işıq şüası yönəldir və normal bir göz üçün ən yaxşı görmə məsafəsi sm-dir.

Ölçüdə kiçik bir obyekt gözdən ən yaxşı görmə məsafəsində olsun (şək. 1). Torlu qişada obyektin tərsinə çevrilmiş şəkli görünür, lakin xatırladığınız kimi, bu görüntü daha sonra beyin qabığında yenidən çevrilir və nəticədə biz obyekti normal görürük - alt-üst deyil.

Obyektin kiçikliyinə görə baxış bucağı da kiçik olur. Xatırladaq ki, kiçik bir bucaq (radianla) onun tangensi ilə demək olar ki, eynidir: . Buna görə də:

. (1)

Əgər r gözün optik mərkəzindən retinaya qədər olan məsafə, o zaman tor qişadakı təsvirin ölçüsü bərabər olacaq:

. (2)

(1) və (2)-dən bizdə də var:

. (3)

Bildiyiniz kimi, gözün diametri təxminən 2,5 sm-dir, yəni. Buna görə də (3)-dən belə nəticə çıxır ki, kiçik bir obyektə adi gözlə baxıldıqda cismin tor qişadakı təsviri obyektin özündən təxminən 10 dəfə kiçik olur.

böyüdücü.

Siz lupadan (böyüdücü şüşə) istifadə edərək tor qişadakı obyektin şəklini böyüdə bilərsiniz.

böyüdücü şüşə - bu sadəcə birləşən lensdir (və ya linza sistemi); Bir böyüdücü şüşənin fokus uzunluğu adətən 5 mm-dən 125 mm-ə qədərdir. Böyüdücü şüşə vasitəsilə baxılan obyekt onun fokus müstəvisində yerləşdirilir (şək. 2). Bu zaman obyektin hər bir nöqtəsindən çıxan şüalar böyüdücü şüşədən keçdikdən sonra paralel olur və göz onları gərginlik yaşamadan tor qişaya yönəldir.

İndi gördüyümüz kimi baxış bucağı . Həm də kiçikdir və təqribən onun tangensinə bərabərdir:

. (4)

Ölçü l retinada təsvirlər indi bərabərdir:

. (5)

və ya (4) nəzərə alınmaqla:

. (6)

Şəkildə olduğu kimi. 1, tor qişadakı qırmızı ox da aşağıya işarə edir. Bu o deməkdir ki, (şəklin şüurumuz tərəfindən ikincil tərsinə çevrilməsini nəzərə alaraq) böyüdücü şüşə vasitəsilə obyektin tərsinə çevrilməmiş görüntüsünü görürük.

Böyüdücü şüşə obyektə adi gözlə baxarkən böyüdücü şüşədən istifadə edərkən təsvir ölçüsünün təsvirin ölçüsünə nisbətidir:

. (7)

Burada (6) və (3) ifadələrini əvəz etsək, əldə edirik:

. (8)

Məsələn, böyüdücü şüşənin fokus məsafəsi 5 sm-dirsə, onun böyüdülməsi . Belə böyüdücü şüşədən baxanda obyekt adi gözlə baxıldığından beş dəfə böyük görünür.
Biz həmçinin (5) və (2) münasibətlərini (7) düsturla əvəz edirik:

Beləliklə, böyüdücü şüşənin böyüdülməsi bucaq böyüdücüdür: obyektə böyüdücü şüşə vasitəsilə baxarkən baxış bucağının bu obyektə adi gözlə baxarkən baxış bucağına nisbətinə bərabərdir.

Qeyd edək ki, böyüdücü şüşənin böyüdülməsi subyektiv dəyərdir - axırda (8) düsturdakı dəyər normal bir göz üçün ən yaxşı görmə məsafəsidir. Yaxından və ya uzaqdan görən bir göz vəziyyətində, ən yaxşı görmə məsafəsi müvafiq olaraq daha kiçik və ya daha böyük olacaqdır.

(8) düsturundan belə çıxır ki, böyüdücü şüşənin böyüdülməsi nə qədər böyükdürsə, onun fokus uzunluğu da bir o qədər kiçikdir. Konversion lensin fokus uzunluğunun azaldılması refraktiv səthlərin əyriliyini artırmaqla əldə edilir: lensi daha qabarıq etmək və bununla da ölçüsünü azaltmaq lazımdır. Böyütmə 40-50-yə çatdıqda böyüdücünün ölçüsü bir neçə millimetrə bərabər olur. Böyüdücü şüşənin daha kiçik ölçüsü ilə onu istifadə etmək qeyri-mümkün olacaq, buna görə də böyüdücü şüşənin yuxarı həddi hesab olunur.

Mikroskop.

Bir çox hallarda (məsələn, biologiyada, tibbdə və s.) bir neçə yüz böyütmə ilə kiçik obyektləri müşahidə etmək lazımdır. Siz böyüdücü şüşə ilə məşğul ola bilməzsiniz və insanlar mikroskopdan istifadə edirlər.

Mikroskopda iki yaxınlaşan linza (və ya belə linzaların iki sistemi) var - obyektiv və göz qapağı. Yadda saxlamaq asandır: linza obyektə, göz qapağı isə gözə (gözə) baxır.

Mikroskopun ideyası sadədir. Sözügedən obyekt obyektiv fokus və ikiqat fokus arasındadır, buna görə də obyektiv obyektin böyüdülmüş (əslində ters çevrilmiş) görüntüsünü verir. Bu şəkil göz qapağının fokus müstəvisində yerləşir və sonra sanki böyüdücü şüşə vasitəsilə oxuyar vasitəsilə baxılır. Nəticədə, 50-dən çox olan yekun artıma nail olmaq mümkündür.

Mikroskopdakı şüaların yolu Şəkildə göstərilmişdir. 3 .

Şəkildəki təyinatlar aydındır: - linzaların fokus uzunluğu - okulyar fokus uzunluğu - obyektin ölçüsü; - obyektiv tərəfindən verilən obyektin təsvirinin ölçüsü. Obyektivin fokus müstəviləri ilə okulyar arasındakı məsafə deyilir boru optik uzunluğu mikroskop.

Qeyd edək ki, retinada qırmızı ox yuxarıya baxır. Beyin onu yenidən çevirəcək və nəticədə mikroskopla baxdıqda cisim tərs görünəcək. Bunun qarşısını almaq üçün mikroskop təsviri əlavə olaraq çevirən ara linzalardan istifadə edir.

Mikroskopun böyüdülməsi lupa ilə eyni şəkildə müəyyən edilir: . Burada, yuxarıda olduğu kimi, torlu qişadakı təsvirin ölçüsü və obyektə mikroskopla baxıldıqda baxış bucağıdır və obyektə çılpaq gözlə baxıldığında eyni dəyərlərdir.

Bizdə hələ də var və bucaq Şəkildən göründüyü kimi. 3 bərabərdir:

-ə bölmək, mikroskopu böyütməyə nail oluruq:

. (9)

Bu, əlbəttə ki, son düstur deyil: o və (obyektlə əlaqəli dəyərlər) ehtiva edir, amma mikroskopun xüsusiyyətlərini görmək istərdim. Lens formulundan istifadə edərək ehtiyacımız olmayan əlaqəni aradan qaldıracağıq.
Əvvəlcə şəklə nəzər salaq. 3 və qırmızı ayaqları olan düzbucaqlı üçbucaqların oxşarlığından istifadə edin və:

Budur görüntüdən obyektivə qədər olan məsafə, - a- obyektdən məsafə h linzaya. İndi obyektiv üçün linza düsturundan istifadə edirik:

ondan alırıq:

və bu ifadəni (9) ilə əvəz edirik:

. (10)

Bu, mikroskop tərəfindən verilən böyütmənin son ifadəsidir. Məsələn, linzanın fokus uzunluğu sm, göz qapağının fokus uzunluğu sm, borunun optik uzunluğu sm-dirsə, (10) düsturuna uyğun olaraq.

Bunu düstur (8) ilə hesablanan tək lensin böyüdülməsi ilə müqayisə edin:

Mikroskopun böyüdülməsi 10 dəfə çoxdur!

İndi kifayət qədər böyük, lakin bizdən çox uzaq olan obyektlərə keçirik. Onları daha yaxşı görmək üçün skoplar istifadə olunur - gözlüklər, durbinlər, teleskoplar və s.

Teleskopun məqsədi kifayət qədər böyük fokus uzunluğuna malik yaxınlaşan linzadır (və ya linza sistemi). Ancaq göz qapağı həm yaxınlaşan, həm də ayrılan obyektiv ola bilər. Müvafiq olaraq, iki növ aşkarlama sahəsi var:

Kepler borusu - göz qapağı birləşən lensdirsə;
- Galileo borusu - əgər göz qapağı bir-birindən ayrılan lensdirsə.

Gəlin bu aşkarlama dairələrinin necə işlədiyinə daha yaxından nəzər salaq.

Kepler borusu.

Kepler borusunun iş prinsipi çox sadədir: obyektiv onun fokus müstəvisində uzaq obyektin təsvirini verir və sonra bu görüntüyə sanki böyüdücü şüşə vasitəsilə göz qapaqları vasitəsilə baxılır. Beləliklə, obyektivin arxa fokus müstəvisi okulyarın ön fokus müstəvisi ilə üst-üstə düşür.

Kepler borusunda şüaların gedişi Şəkildə göstərilmişdir. 4 .

düyü. 4

Obyekt şaquli olaraq yuxarıya doğru yönəlmiş uzaq oxdur; şəkildə göstərilməyib. Nöqtədən gələn şüa obyektiv və okulyarın əsas optik oxu boyunca gedir. Nöqtədən iki şüa var ki, cismin uzaqlığına görə paralel hesab edilə bilər.

Nəticə etibarı ilə obyektimizin obyektiv tərəfindən verilən təsviri linzanın fokus müstəvisində yerləşir və real, tərsinə çevrilmiş və azaldılmışdır. Şəklin ölçüsünü qeyd edək.

Bir obyekt bucaq altında çılpaq gözlə görünür. Şəkilə görə. 4 :

, (11)

lensin fokus uzunluğu haradadır.

Obyektin şəklini bucaq altında görürük ki, bu da ona bərabərdir:

, (12)

göz qapağının fokus uzunluğu haradadır.

Teleskopun böyüdülməsi boru vasitəsilə baxılan baxış bucağının adi gözlə baxılan baxış bucağına nisbətidir:

(12) və (11) düsturlarına görə alırıq:

(13)

Məsələn, obyektivin fokus məsafəsi 1 m, göz qapağının fokus məsafəsi isə 2 sm olarsa, teleskopun böyüdülməsi belə olacaqdır: .

Kepler borusundakı şüaların yolu əsasən mikroskopdakı ilə eynidir. Obyektin tor qişadakı təsviri də yuxarıya doğru yönəlmiş bir ox olacaq və buna görə də Kepler borusunda obyekti tərs görəcəyik. Bunun qarşısını almaq üçün linzaların və ya prizmaların xüsusi inverting sistemləri linza və göz qapağı arasındakı boşluğa yerləşdirilir ki, bu da təsviri bir daha tərsinə çevirir.

Qaliley trubası.

Galileo teleskopunu 1609-cu ildə icad etdi və onun astronomik kəşfləri müasirlərini şoka saldı. O, Yupiterin peyklərini və Veneranın fazalarını kəşf etdi, Ay relyefini (dağlar, çökəkliklər, dərələr) və Günəşdəki ləkələri müəyyənləşdirdi və zahirən möhkəm görünən Süd Yolu ulduzlar dəstəsi oldu.

Qalileo borusunun göz qapağı fərqli obyektivdir; lensin arxa fokus müstəvisi göz qapağının arxa fokus müstəvisi ilə üst-üstə düşür (şək. 5).

düyü. 5.

Göz qapaqları olmasaydı, o zaman uzaq oxun təsviri içəridə olardı
lensin fokus müstəvisi. Şəkildə bu şəkil nöqtəli xətt ilə göstərilib - axı əslində orada yoxdur!

Amma o, ona görə yoxdur ki, linzadan keçdikdən sonra nöqtəyə yaxınlaşan nöqtədən gələn şüalar göz qapağına çatmır və ona düşür. Okayardan sonra onlar yenidən paralel olurlar və buna görə də gərginlik olmadan göz tərəfindən qəbul edilirlər. Amma indi biz obyektin görüntüsünü çılpaq gözlə baxarkən baxış bucağından daha böyük olan bucaq altında görürük.

Əncirdən. 5 bizdə var

və Qaliley borusunu artırmaq üçün Kepler borusunda olduğu kimi eyni düstur (13) alırıq:

Qeyd edək ki, eyni böyütmədə Qaliley borusu Kepler borusundan kiçikdir. Buna görə də Galileo borusunun əsas istifadələrindən biri teatr durbinidir.

Mikroskop və Kepler borusundan fərqli olaraq, Qaliley borusunda biz cisimləri tərs görürük. Niyə?