Файл: Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 96
Скачиваний: 0
тельное смещение оси системы, оборачивание изображений и це лый ряд других задач требуют применения в оптической системе призм и зеркал.
На рис. 1.4 изображена призма Дове, |
являющаяся |
прямо |
|
угольной призмой со срезанной нерабочей частью. Лучи |
света |
Si |
|
и So параллельные гипотеиузной грани ВС, |
преломляются на |
ка- |
|
тетных гранях, отражаются от гипотенузной и выходят из призмы, не меняя первоначального направления. Если луч не параллелен
|
грани |
ВС (луч S |
3 |
) , |
то он |
|
/ V |
выйдет из призмы |
под уг |
||||
|
лом преломления, |
равным |
||||
|
углу |
падения |
луча |
на |
||
|
входной грани. Призма не |
|||||
|
отклоняет лучей и не сме |
|||||
|
щает их; она дает зер |
|||||
|
кальное изображение. |
|||||
|
|
В оборачивающих |
сис |
|||
Рис. 1.4. Призма Дове |
темах, известных |
|
под на |
|||
|
званием призм Порро, ход |
|||||
пучка не сохраняется в одной |
и той же плоскости (рис. 1.5). Си |
|||||
стема призм Порро I рода состоит из двух прямоугольных призм |
||||||
I и 2 с двумя отражениями, развернутых |
относительно друг |
дру |
||||
га на 90°. Такая система используется |
для |
смещения |
оси |
луча |
||
по высоте и в горизонтальной |
плоскости. Система призм Порро |
|||||
I I рода может рассматриваться как система |
из четырех |
призм с |
||||
Рис. 1.5. Системы призм Порро:
а — система I рода; б — система I I рода
одним отражением в каждой, или же как система -трех призм, в которой две призмы — первая 1 и последняя 2 имеют одно отра жение, а средняя 3 — прямоугольная — два отражения. Сис тема используется большей частью для отклонения оптической оси в горизонтальной плоскости. В совокупности с объективом она дает прямое изображение. Призмы системы Порро применя ются в нивелирах НС.
16
К л и н ь я . Призма с малым преломляющим углом называется оптическим клином. Луч, проходящий через клин в плоскости главного сечения, отклоняется клином к его основанию. Клинья применяются для получения и измерения малых углов отклоне ния луча. Система из двух клиньев называется компенсатором и применяется в оптических теодолитах и точных нивелирах.
П л о с к о п а р а л л е л ь н ы е п л а с т и н к и. Прозрачное тело, ограниченное двумя параллельными гранями, называется плоско-
параллельной пластинкой (рис. 1.6). |
|||||||||
В оптической |
системе |
они |
распола |
||||||
гаются |
плоскими |
гранями |
перпенди |
||||||
кулярно к оптической оси линзы. |
|
||||||||
Пучок света, падающий на грань |
|||||||||
плоскопараллелы-юй пластинки под |
|||||||||
углом |
/, изменяет |
свое |
направление |
||||||
дважды: сначала |
преломившись |
на |
|||||||
грани |
/—/, |
а |
затем |
— |
на |
грани |
|||
// — // . |
В однородной |
среде |
такая |
||||||
пластинка сместит пучок света отно |
|||||||||
сительно первоначального |
направле |
||||||||
ния |
на величину h и |
параллельно |
|||||||
ему. |
Величина |
смещения |
пучка |
за |
|||||
висит от толщины d пластинки и уг |
|
|
ла падения I. |
Рис. 1.6. Ход лучей в пло |
|
Плоскопараллельная пластинка |
||
скопараллельной пластинке |
||
не искажает изображения, если на |
|
|
ходится на пути параллельных лу |
|
чей. В сходящемся пучке пластинка вызывает аберрации. Плос копараллельные пластинки применяются в точных нивелирах и оптических дальномерах.
С в е т о ф и л ь т р ы . Плоскопараллельный слон какой-либо среды, обладающий избирательным пропусканием света, называ ется светофильтром. Светофильтры бывают из окрашенного в массе стекла, из окрашенных пластмасс, желатиновые, жидкие, газовые, поляризационные и интерференционные. Они изменяют как яркостные, так и цветовые соотношения между видимыми объектами, уменьшают хроматическую аберрацию. Светофильт ры используются в светодальномерах для выделения полезного
светового сигнала на фоне дневной освещенности. |
|
|
|
З о н н ы е |
п л а с т и н ы . Если между источником |
света |
и |
наблюдателем |
поместить поверхность произвольной |
формы |
и |
создать на ней прозрачные полосы, выбрав границы прозрачных зон таким образом, чтобы для точек, расположенных внутри этих зон, суммы расстояний до источника и наблюдателя отличались между собою на целое число длин волн (см. рис. 1.1), то в точке наблюдения, в силу сложения амплитуд колебаний, будет видно яркое изображение источника света. Зонная пластина может соз давать изображение подобно линзе илизе^калу. Для получения
изображения хорошего качества необходимо, чтобы оптические пути лучей отличались от целого числа воли не более, чем на ('Д) Я,. Разность хода между волнами, пришедшими от двух соседних прозрачных зон, в обычной зонной пластине должна со ставлять длину волны света.
1
расстоянием от источника света и изображе нием до зонной пластины
Зонная пластина в отличие от линзы, имеющей одно опреде ленное значение фокусного расстояния, имеет целый ряд фокус
ных расстояний. Если источник Q (рис. 1.7) расположен |
далеко |
от зонной пластины (параллельные лучи света), то яркое |
пятно |
света сформируется на расстоянии f = rn/n% (гп — радиус м-ой зо ны), где находится один из фокусов. При использовании источ ника, расположенного вблизи зонной пластины (расходящийся световой поток), соотношение между расстояниями Si и 5г анало гично соотношению для линз и составляет
1//= 1/Si4- i/sa .
Зонная пластина имеет свойство формировать на расстоя нии S2 изображение точечного источника света Q строго сим мет-
1
Рис. 1.8. Смещение изображения источника света при смещении зонной пластины в на правлении, перпендикулярном линии створа
рнчно относительно ли нии QO, соединяющей источник и ось симмет рии зонной пластины. Если переместить зон ную пластину в направ лении нормальном к линии створа QO на ве
личину |
d=00' |
(рис. |
|
1.8), то |
изображение |
||
источника |
света |
смес |
|
тится |
на |
величину |
|
A = d [(Si+SO/Sj , |
в ту |
||
же сторону.
Зонная пластина с круговыми зонами дает подобное изображение точечного источника
18
Зонные пластины находят применение в лазерных створофиксаторах с дистанционным съемом информации о положении тех нологического оборудования.
§ I. 6. Глаз как оптическая система
Глаз (рис. 1.10) имеет шарообразную форму и заключен в су хожильную оболочку (склеру), передняя часть которой (рогови ца), прозрачна и имеет форму, близкую к сфере. К склере приле
|
|
|
|
|
|
|
|
гает сосудистая |
оболоч |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ка, образующая |
вблизи |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
перехода |
склеры |
в |
ро |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
говицу |
утолщение |
в |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
форме |
кольца |
(реснич |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ное |
|
тело). Сосудистая |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
оболочка |
не |
прилегает |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
к роговице, |
а |
отходит |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
от |
нее, |
образуя |
радуж |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ную оболочку |
с отверс |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тием |
(зрачком). |
|
В |
ра |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
дужной |
оболочке |
име |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ются |
мышечные волок |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
на, |
|
сокращение |
|
кото |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
рых |
изменяет размеры |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
зрачка. |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В кольце |
реснично |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
го тела |
находится |
хрус |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
талик, |
прикрепленный |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
к нему волокнами |
|
тон |
||||||
|
Рис. |
1.10. Глаз |
человека: |
3 — р а д у ж н а я |
чайшей |
перепонки, |
ко |
|||||||||
/ — роговица; |
2 — передняя |
камера; |
торой |
он |
окружен. |
|||||||||||
оболочка; |
4 — хрусталик; 5 — захрусталнковое |
про |
||||||||||||||
странство; |
6 — зрительная |
ось; |
7 — оптическая |
ось; |
Хрусталик |
представля |
||||||||||
8 — стекловидное тело; 9 — центральная |
ямка; 10 — |
ет |
собой |
двояковыпук |
||||||||||||
желтое пятно; / / — зрительный |
нерв; 12—слепое |
пят |
||||||||||||||
но; 13 — ретина: |
14 — сосудистая |
оболочка; 15 — скле |
лую линзу |
с различны |
||||||||||||
|
|
ра |
|
|
|
|
|
ми |
радиусами |
кривиз |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ны. |
|
С задней |
стороны |
|||||
глаза до ресничного тела |
к поверхности |
сосудистой |
оболочки |
|||||||||||||
примыкает |
сетчатая |
оболочка, или |
ретина, |
очень сложная |
по |
|||||||||||
строению, состоящая из десяти слоев, один из которых световоспринимающий. Попадая на нервные элементы (колбочки и па лочки), свет вызывает раздражение их, и зрительное восприятие по зрительному нерву передается в головной мозг.
Глаз имеет две особые области: в одной из них — желтом пят не, получается наибольшая острота зрения; в другой — слепом пятне, зрительного восприятия нет. Передняя камера глаза (меж ду роговицей и хрусталиком), заполнена водянистой влагой, а задняя (между хрусталиком и сетчаткой) —стекловидным телом.
20
