OPTYKA W INSTRUMENTACH GEODEZYJNYCH

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "OPTYKA W INSTRUMENTACH GEODEZYJNYCH"

Bronisława Jakubowska
8 lat temu
Przeglądów:

1 OPTYKA W INSTRUMENTACH GEODEZYJNYCH

2 Prawa Euklidesa: 1. Promień padający i odbity znajdują się w jednej płaszczyźnie przechodzącej przez prostopadłą wystawioną do powierzchni zwierciadła w punkcie odbicia. 2. Kąt padania jest równy kątowi odbicia. α = β

3 Prawa załamania: Promienie świetlne przechodząc z jednego ośrodka przezroczystego do drugiego ulegają załamaniu wg prawa Snelliusa: 1. Promień padający i załamany znajdują w jednej płaszczyźnie przechodzącej przez prostopadłą wystawioną do powierzchni granicznej w punkcie padania. 2. Przy przejściu z ośrodka rzadszego do gęstszego promień załamuje się i zbliża do prostopadłej i odwrotnie przy przejściu z gęstszego do rzadszego odchyla się od prostopadłej. 3. Stosunek sinusa kąta padania α do sinusa kąta załamania β jest wartością stałą to tzw. współczynnik załamania światła drugiego ośrodka względem pierwszego, n = sin α / sin β. Kąty padania i załamania są liczone od normalnej do powierzchni, a nie od samej powierzchni.

Przy przejściu z ośrodka rzadszego do gęstszego promień załamuje się i zbliża do prostopadłej i odwrotnie przy przejściu z gęstszego do rzadszego odchyla się od prostopadłej. 3.

4 Podstawowe elementy i urządzenia optyczne: Pryzmaty Soczewki Lupa Mikroskop Luneta geodezyjna

5 Pryzmaty - ośrodki optyczne wykonane ze szkła optycznego i ograniczone płaszczyznami załamującymi, pozwalają na kierowanie wiązki promieni świetlnych w żądanym kierunku i obracanie obrazów. Zjawiska optyczne w pryzmatach: - załamanie, - odbicie od srebrzonej powierzchni pryzmatu, - zjawisko całkowitego odbicia. Warianty przedstawiające zastosowanie pryzmatu achromatycznego, czyli takiego, który pozbawiony jest zjawisk: częściowego odbicia, rozszczepienia, w którym kąt padania promieni równoległych jest równy kątowi wyjścia tej wiązki. układy pryzmatów, pryzmaty przesuwane, pryzmaty obrotowe

Zjawiska optyczne w pryzmatach: - załamanie, - odbicie od srebrzonej powierzchni pryzmatu, - zjawisko całkowitego odbicia.

6 Klin optyczny- to pryzmat o małym kącie wierzchołkowym γ, następuje w nim dwukrotne załamanie promienia. Kąt pomiędzy kierunkiem padania i kierunkiem wyjścia δ nazywa się kątem odchylenia. Kąt ten jest wprost proporcjonalny do kąta wierzchołkowego, łamiącego γ. Zastosowanie klinów optycznych: w mikrometrach optycznych i dalmierzach dwuobrazowych.

Kąt pomiędzy kierunkiem padania i kierunkiem wyjścia δ nazywa się kątem odchylenia.

7 Płytka płaskorównolegla - szczególny przypadek klina optycznego, kąt łamiący γ równa się zero. To płytka szklana o dwu przeciwległych ścianach równoległych. Promień świetlny po przejściu przez płytkę nie zmienia kierunku, lecz tylko ulega równoległemu przesunięciu o pewną wielkość x. To przesunięcie wykorzystywane jest do pomiarów niewielkich odstępów liniowych i kątowych. Przy obrocie takiej płytki wartość przesunięcia zmienia się. Wzór przybliżony x h n 1 tg n Zastosowanie: w mikrometrach optycznych (dokładne teodolity i niwelatory precyzyjne), w dalmierzach dwuobrazowych.

Promień świetlny po przejściu przez płytkę nie zmienia kierunku, lecz tylko ulega równoległemu przesunięciu o pewną wielkość x.

8 Soczewka - to bryła z materiału przezroczystego (zwykle szkła) ograniczona dwoma powierzchniami najczęściej kulistymi lub jedną kulistą a drugą płaską. Powierzchnie kuliste mogą mieć różną krzywiznę jednak oś obrotowa je tworząca jest wspólna. Podział ze względu na kształt: wypukłe (skupiające), wklęsłe (rozpraszające). Soczewkę można też rozpatrywać jako zbiór pryzmatów. a b c d skupiające: a dwuwypukła, b płasko-wypukła, c- wklęsło-wypukła, d - zerowa a b c rozpraszające: a dwu-wklęsła, b płasko-wklęsła, c wypukło-wklęsła

Podział ze względu na kształt: wypukłe (skupiające), wklęsłe (rozpraszające). Soczewkę można też rozpatrywać jako zbiór pryzmatów.

9 Konstrukcja obrazów wytwarzanych przez soczewkę dodatnią opiera się na 3 promieniach głównych.

10 Wady soczewek- aberracje optyczne: aberracja optyczna, aberracja sferyczna, aberracja chromatyczna, wada koma, dystorsja, astygmatyzm, krzywizna pola.

11 Lupa - to najczęściej soczewka skupiająca ustawiona tuż przed okiem. Otrzymujemy obraz pozorny, prosty, powiększony. Lupa: powstawanie obrazu pozornego

12 Mikroskop: obiektyw to soczewka skupiająca lub układ soczewek, który skupia, okular pełni rolę lupy. Otrzymujemy obraz pozorny, odwrócony, powiększony. Zasada powstawania obrazu w lunecie

13 Luneta geodezyjna Obiektyw tworzy obraz rzeczywisty, pomniejszony, odwrócony natomiast ten oglądany przez okular (działanie lupy) tworzy się jako pozorny, prosty, powiększony.

14 Przekrój lunety z soczewką ogniskującą Lunetę charakteryzują 3 parametry podstawowe: 1. powiększenie, 2. pole widzenia, 3. jasność.

15 Siatki celownicze w lunetach:

16 Metody celowania: 1. symetrii, 2. koincydencji, 3. bisekcji.

17 Literatura Tatarczyk J., Wybrane zagadnienia z instrumentoznawstwa geodezyjnego, Wyd. AGH, Kraków, Wanic A., Instrumentoznawstwo geodezyjne i elementy technik pomiarowych, Wyd. UWM, Olsztyn, Szymoński J.: Instrumentoznawstwo geodezyjne, cz. 2. PPWK, Warszawa (dostęp dn )

Wanic A., Instrumentoznawstwo geodezyjne i elementy technik pomiarowych, Wyd.

Podobne dokumenty

35 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 2

Włodzimierz Wolczyński Załamanie światła 35 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 2 ZAŁAMANIE ŚWIATŁA. SOCZEWKI sin sin Gdy v 1 > v 2, więc gdy n 2 >n 1, czyli gdy światło wchodzi do ośrodka gęstszego optycznie,