Оптикалық приборлар

I.Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
II. Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
2.1. Лупа ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
2.2. Микроскоп ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.3. Көру трубалары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
2.4. Фотоаппарат ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8
2.5.Проекциялық фонарь ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
2.6. Эпидиаскоп ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
2.7. Телескоптың ажырату күші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
2.8. Микроскоптың ажырату күші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
III. Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .14
IV. Пайдаланған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15

Негізгі бөлімінің бірі оптикалық система болып келген приборлар оптикалық приборлар деп аталады. Кейбір оптикалық приборлар нәрсенің кескінін арнап орнатылған экран бетіне түсіреді. Ал кейбіреулері көзбен қосылып біртұтас оптикалық система түзеді, осындай күрделі система беретін нәрсенің кескіні көздің тор қабықшасына түседі. Мұндай приборлар көзге ұсталатын приборлар немесе визуаль приборлар деп аталады.
Проекциялық аппарат линза арқылы нәрселердің шын кескінін алу оптика техникасында кең қолданылады. Экранда нәрсенің үлкейтілген шын кескінін алуға арналған оптикалық аспаптарды проекциялық аспаптар немесе аппараттар дейді.
Бұл курстық жұмыстағы менің басты мақсатым – оптикалық приборлардың түрлерімен танысып, ғылымның қандай облыстарында қолданылатынын анықтау.

1. Полатбеков П. Оптика. Алматы: Мектеп, 1981.
2. Жұманов К. Б. Оптика негіздері. Алматы, 2004.
3. Абдулаев. Ж. Жалпы физика курсы. Алматы: Ана тілі, 1991.
4. Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука, 1976.
5. Саржевский. Оптика. Полный курс. М.: Едиториал УРСС, 2004.
6. Сивухин Д. В. Общий курс физики: Оптика. М.: Наука, 1980.
7. Матвеев. А. Н. Оптика. М.: Высшая школа, 1985.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім және ғылымминистрлігі
Құдайберген Жұбанов атындағы Ақтөбе мемлекеттік университеті

Кафедрасы: конденсияланған күй физикасы
Факультеті: Физика - математика

Курстық жұмыс

Тақырыбы: Оптикалық приборлар

Орындаған: 2фқб тобы студенті Жағыпарова Ш. Б.
Тексерген: Кулшыкова А.

Ақтөбе 2013жыл.

Жоспар:
I.Кіріспе ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
II. Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1. Лупа ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4
2.2. Микроскоп ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
2.3. Көру трубалары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
2.4. Фотоаппарат ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..8
2.5.Проекциялық фонарь ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
2.6. Эпидиаскоп ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
2.7. Телескоптың ажырату күші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
2.8. Микроскоптың ажырату күші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .12
III. Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .14
IV. Пайдаланған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15

Негізгі бөлімінің бірі оптикалық система болып келген приборлар оптикалық приборлар деп аталады. Кейбір оптикалық приборлар нәрсенің кескінін арнап орнатылған экран бетіне түсіреді. Ал кейбіреулері көзбен қосылып біртұтас оптикалық система түзеді, осындай күрделі система беретін нәрсенің кескіні көздің тор қабықшасына түседі. Мұндай приборлар көзге ұсталатын приборлар немесе визуаль приборлар деп аталады.
Проекциялық аппарат линза арқылы нәрселердің шын кескінін алу оптика техникасында кең қолданылады. Экранда нәрсенің үлкейтілген шын кескінін алуға арналған оптикалық аспаптарды проекциялық аспаптар немесе аппараттар дейді.
Бұл курстық жұмыстағы менің басты мақсатым - оптикалық приборлардың түрлерімен танысып, ғылымның қандай облыстарында қолданылатынын анықтау.

Лупа. Ұсақ нәрсені үлкейтіп көру үшін қолданылатын жинағыш линза лупа деп аталады. Бақыланатын нәрсе линза мен оның фокус жазықтығы аралығына қойылады. Сонда нәрсенің кескіні жорамал, үлкен және тура болады. 2.1.1 - суретте кішкене АВ стрелка түрінде алынған нәрсені лупамен қарағандағы жарық сәулелер жолдары көрсетілген. Мұнда А нүктесінен шыққан сәулелер әуелі лупадан өткенде сынады, одан соң көзге еніп, оның сындырғыш орталарынан өтіп, тағы да сынып, ақыры тор қабықшаның А1`нүктесіне келіп тоғысады. А1 нүктесі А нүктесінің шын кескіні. Егер лупа жоқ болып, көз тиісті қашықтықтағы үлкейген А1В1 нәрсені тікелей көрген болса, яғни А нүктесі А1 нүктесі орнында тұрса, бұл жағдайда да оның кескіні сол А1 нүктесінде болған болар еді. Сөйтіп лупадан өтіп сынған сәулелер көзге түскенде А1В1 жорамал кескін нақты нәрседей болып түседі.

2.1.1 - сурет. Лупа.
Лупаның γ бұрыштық ұлғайтуы шамамен анық көру аралығының линзаның алдыңғы фокус аралығы f - қа қатынасына тең болады:
γ= Df( 2.1.1)
Қалыпты көз үшін D = 250мм, лупа ретінде қолданылатын линзалардың фокус аралығы f= 100 - 10мм болады. Сонда лупаның ұлғайтуы 2,5 еседен 25 есеге дейін болады. Лупа аберрацияларын жөндеу үшін көбінесе ол екі линзадан жасалады.
Микроскоп. Жақындағы ұсақ нәрселерді өте үлкейті көру үшін түрліше микроскоптар қолданылады. Әрбір микроскоптың оптикалық системасы объектив және окуляр делінетін екі бөліктен құралады. Қарапайым микроскоптардың бұл бөліктері жеке линзалардан жасалады, ал осы күнгі микроскоптардың объективтері мен окулярлары центрленген күрделі оптикалық системалар болып келеді. 2.2.1 - суретте нәрсені микроскоппен қарағандағы жарық сәулелері жолы көрсетілген, мұнда объектив және окуляр ретінде L1және L2 линзалары алынған. Қаралатын кішкентай АВ нәрсе қысқа фокусты L1 объективтің алдына, алдыңғы фокустан сәл алыстау қойылады. Сонда оның кескіні А`B`шын, үлкен, бірақ кері болады. Ол окуляр мен оның алдыңғы фокусы аралығында жатады. Бұл кескін, лупамен қарағандағыдай, окуляр арқылы қаралады. Сонда нәрсенің өзімен салыстырғанда кері орналасқан A``B``жорамал, ұлғайған кескін пайда болады. Егер объектив беретін А`B` кескін шамамен окулярдың алдыңғы фокус жазықтығында жатса, қалыпты көздің микроскоппен көруіне ең жақсы жағдай жасалады.

2.2.1 - сурет. Микроскоп схемасы.

Микроскоптың ұлғайтуы (Г) оның объективінің сызықтық ұлғайтуы (β) мен окулярының бұрыштық ұлғайтуы (γ) көбейтіндісіне тең болады:
Г = β ∙γ(2.2.1 )
Мұндағы
β= А`B`AB= a`a(2.2.2 )
Мұндағы a - нәрсенің, a`- оныңкескінініңобъективтенқашықтықта ры. Нәрсешамамен, объективтің фокус жазықтығындатұратындықтан a ≈ f1; f1 - объективтің алдыңғы фокус аралығы a`= f1 +l, мұндағы l - объективтің артқы фокусы мен окулярдың алдыңғы фокусы арақашықтығы. Әдетте f1 ≪lболады, сондықтан a1 ≈l. Сонда, окуляр лупа қызметін атқаратын болғандықтан, оның бұрыштық ұлғайтуы ( 2.1.1) формула бойынша былай өрнектеледі:
γ= Df2
Мұндағы f2 - окулярдың алдыңғы фокус аралығы. Ендеше микроскоптың ұлғайтуын
Г = β ∙γ= lDf1f2( 2.2.3)
деп жазуға болады.
Микроскоптың объективі мен окулярында олардың неше есе ұлғайта алатындығы жазылып қойылады. Әдетте микроскоптың объективі мен окуляры алмалы болады, оларды алмастырып микроскоптың ұлғайту дәрежесін өзгертіп отыруға болады.
Осы күнгі микроскоптар 1500 - 2000 есеге дейін ұлғайта алады. Бірақ іс жүзінде 1000 еседен артық ұлғайтатын микроскоптар қолданылмайды, өйткені бұдан артық ұлғайтылса, кескін айқын болмайды.
Микоскоп қолданылу облыстарына және бақылау әдістеріне байланысты типтерге бөлінеді. Биологиялық микроскоп микробиологияда, гистологияда, ботаникада, медицинада зерттеулер жүргізуге, ал физикада, химияда мөлдір денелерге бақылау жүргізуге арналған. Биологиялық зерттеулерде сонымен қатар люминесценттік және инвертирленген микроскоптар қолданылады. Металлографиялық микроскоп металдар мен қорытпалардың микроқұрылымын зерттеуге, поляризациялық микроскоп минералдар мен кендердің шлифтерін зерттеуге, стереомикроскоптар бақыланатын заттардың көлемді кескінін алу үшін, өлшеуіш микроскоптар машина жасау саласында дәл өлшеулер жүргізуге арналалған. Аталғандардан басқа арнайы микроскоптар да бар: фотоэмульсиядағы ядролық бөлшектердің іздерін анықтайтын микроскоп; 2000℃ - қа дейінгі қыздырылған нысандарды зерттейтін микроскоп; операцияларда қолданылатын хирургиялық микроскоп, интерференциялық микроскоп.
Көру трубалары. Өте алыстағы нәрселерді бақылау үшін көру трубалары қолданылады.
Көру трубасының оптикасы да, микроскоптікі сияқты, объектив пен окуляр делінетін күрделі системалардан құралады. Бірақ мұнда объективтің фокусы қашық, окулярдың фокусы жақын болады. Сонымен қатар көру трубаларының окуляры жинағыш немесе шашыратқыш системалар болуы да мүмкін. 2.3.1 - суретте окуляры жинағыш система болып келген көру трубасының ( Кеплер трубасы) схемасы көрсетілген.

2.3.1 - сурет. Көру трубасы схемасы.

Мұнда объектив пен окуляр орнына L1және L2 линзалары алынған, олар L1 линзаның артқы бас фокусы мен L2 линзаның алдыңғы фокусын бір - біріне дәл келтіріп орналастырылған ( бұл - телескоптық система делінеді). Егер бақыланған нәрсе алыс болса, онда оның L1 объектив беретін А`B` кескіні шын, кішірейген және кері болып объективтің фокустық жазықтығында жатады. Бұл кескін окуляр арқылы қаралады, сонда нәрсенің өзімен салыстырғанда кері орналасқан A``B`` жорамал кескіні пайда болады. Көздің тор қабықшасындағы кескін, осы A``B`` кескін нақты нәрсе екендей болып түседі.
Кеплер трубасын телескоп ретінде пайдаланып, аспан шырақтарын бақылағанда кескіннің кері болып түсуінің ешбір зияны жоқ. Ал труба жер бетіндегі нәрселерді бақылауға қолданылса, бұл қолайсыздық туғызады. Сондықтан бұл жағдайда Кеплер трубасының оптикасында қосымша линза немесе призмалар ендіріледі, олар объектив берген кескінді 180° - қа бұрады да, кескін тура болып көрінеді. Мысалы, кәдімгі, призмалы дүрбі бұрғыш призмалар қосылған Кеплердің екі трубасынан жасалады.
Көру трубасының бұрыштық ұлғайтуын былайша анықтауға болады. Өте алыстағы нәрсенің объектив центрінен көріну бұрышы 2u1болса, құралсыз көзге де ол дәл сондай 2u0 бұрышпен көрінеді. Кескіннің окулярдың оптикалық центрінен көріну бұрышы 2u2 болса, көзді окулярға тақап қарағанда да кескін дәл осындай бұрышпен көрінеді. Сонда көру трубасының бұрыштық ұлғайтуы γ жуықтап алғанда мынаған тең болады:
γ= 2u22u1= f1`f2(2.3.1 )
Мұндағы f1` объективтің артқы, f2 - окулярдың алдыңғы фокус арақашықтықтары. Сөйтіп, көру трубасының бұрыштық ұлғайтуы оның объективі мен окулярының фокус қашықтықтарының қатынасына тең.
Аспан денелерін бақылау үшін оптикалық системасы линзалардан құралған телескоптармен ( рефракторлармен) қатар, объективі ойыс айнадан жасалған телескоптар(рефлекторлар) да қолданылады.
Айналы телескоптың линзалы телескоптан бір артықшылығы, мұнда хроматикалық аберрация жоқ. Қазіргі кезде ең үлкен телескоптардың объективтері ойыс айнадан жасалады, олардың айнасының диаметрі 5м - ге дейін болады, ал ең үлкен рефрактор линзасының диаметрі 1м - ден аспайды.
Қазіргі кезде линза мен айна аралас системалар, яғни менискілі системалар пайдаланылған телескоптар бар. Осныдай менискілі телескопты ең алғаш (1941ж.) совет ғалымы Д. Д. Максутов ойлап шығарған. 2.3.2 - суретте Максутов телескопының біреуінің схемасы келтірілген. Алыстағы нәрседен келген жарық шоғы L дөңес - ойыс линзадан өтіп М айнаға түседі, одан шағылған соң линзаның алюминий жалатылған орта бөлігіне (m - ге) түседі, тағы шағылып М айнаның орта жеріндегі кішкене тесікке түседі де трубадан сыртқа шығып, F` нүктеде қиылысады. Пайда болған кескін О окуляры арқылы бақыланады. Бұл кескінде хроматикалық және сфералық аберрациялар салдарынан болатын кемістіктер болмайды. Өйткені бұл телескоптың оптикалық системасын құрайтын дөңес - ойыс линза мен айнаның сфералық аберрациялары кері таңбалы, шамалары бірдей етілгендіктен олар бірін - бірі жойып жібереді. Айнаның хроматикалық аберрациясы жоқ, дөңес - ойыс линзаның хроматикалық аберрациясы мұқият жөнделген болады. Сөйтіп Максутов телескопы оптикасының іс жүзінде сфералық және хроматикалық аберрациялары жоқ.

2.3.2 - сурет. Максутов телескопының схемасы.

Адам баласы аспан әлемінің, алыс әлемнің талай таңғажайып жұмбақтарын, құпиясын білуге құмарта ден қоюда. Бұл жолда үлкен міндет атқарып жатқан оптикалық аспаптар телескоптар. Телескоптар өзінің жұмыс принципіне, ішкі құрылысына байланысты екі топқа бөлінеді. Олардың бір тобында призмалар немесе линзалар пайдаланылады да, олардың жұмыс принципі жарықтың сыну заңына негізделеді. Телескоптардың мұндай түрлері сондықтан да кейде рефракторлар деп те аталады. Ондай телескоптардың жұмыс принципі суретте көрсетілген. Ал телескоптардың ендігі бір тобында айналар пайдаланылады, және мұндай телескоптардың жұмыс принципі аспан әлемінен келген жарықтың сәулесінің шағылу құбылысына негізделген. Сондықтан мұндай телескоптар түрін рефлекторлар деп те атайды.телескоптарды пайдалануда кездесетін қиыншылықтарыдң бірі, аспан денелерінен, алыс планеталардан келген сәулелердің көріну бұрыштары өте кішкене болады.

Міне сондықтан да телескоптарды жасағанда бұл аспаптар көру бұрышын үлкейтуге көмектесетіндей болып және алыстан келген сәулелерді күшейтетіндей күй тура алатындай болып жасалады.
Микроскоп сияқты телескоптар да линзалар жинтығынан тұрады. Және бұл линзалар түрі екі түрлі болып жасалады. Атап айтқанда ол линзалардың жиынтығының біреуі өте үлкен, ал екіншісі кішірек болып жасалады. Бұл үлкен линзалар жиыны телескоптық аспан денелерін бақылауға бағытталған объектив жағына орналастырылады да, ал кіші линзалар жиыны бақылаушы жағына, яғни окуляр жағына орналасады.
Біріншіден, телескоп аспан денелерін үлкейтіп көрсете алмаса да оларды өте жақын аралықтан, яғни тікелей телескоптан бақылау мүмкіндігін береді.
Екіншіден, телескоптың көмегімен аспан денелері көрінетін көру бұрышы жәй көзбен қарағандағы көру бұышынан әлдеқайда көп үлкен.
Жалпы телескоптың тиімділігі осы көру бұрышының үлкендігімен анықталады.
Телескоп, сыңардүрбі (теле және грекше skopeo - қараймын) - аспан шырақтарын электр-магниттік сәуле арқылы бақылауға арналған астрономиялық құрал. Телескоп гаммалық телескоп, рентген, ультракүлгін, оптикалық, инфрақызыл және радиотелескоп; оптикалық сұлбасы бойынша айналы (рефлектор), линзалы (рефрактор) және айналы-линзалы телескоп болып бөлінеді. Телескоптардың көмегімен фотографиялық, теледидарлық, электронды-оптикалық, т.б. сәуле қабылдағыштарды пайдалану арқылы фотографиялық, спектрлік, т.б. бақылаулар жүргізіледі. Телескоптар пайдалану ретіне қарай: астрофизикалық (жұлдыздарды, планеталарды, тұмандықтарды зерттейтін) телескоп, Күн телескопы, астрометрикалық телескоп, серіктік фотокамералар (Жердің жасанды серіктерін бақылайтын), сондай-ақ метеорларды бақылайтын метеор патрульдері мен кометаларды бақылайтын телескоп, т.б. болып бөлінеді. Телескоптың (оптикалық рефрактордың) көмегімен алғашқы астрономиялық бақылауды Г.Галилей жүргізді.

Фотоаппарат.Нәрсенің фотографиялық суретін түсіріп алуға арналған оптикалық прибор фотоаппарат делінеді. Оның негізгі бөлімдері объективі, диафрагма, фотопластинка салынатын кассетасы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.