Материал: Отчет по лабораторной работе 5 По дисциплине

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации



Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Санкт-Петербургский горный университет

Кафедра общей и технической физики

Отчет по лабораторной работе №5

По дисциплине: Физика

(наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)

Тема работы: Измерение разрешающей способности объектива

Выполнил: студент: ТХО-21-2 Красикова А.С

(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О)

Оценка:

Дата: 20.04.22

Проверил

руководитель работы: _________________

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

Санкт-Петербург

2022

Цель работы: измерить разрешающую способность объектива

Краткое теоретическое содержание:

Явление, изучаемое в работе: дифракция света

Разрешающая способность объектива - свойство фотографического объектива раздельно передавать на оптическом изображении мелкие детали.

Дифракция света - отклонение световых волн от прямолинейного распространения, огибание встречающихся препятствий..

Мира – испытательная таблица для определения разрешающей силы объектива.

Аберрации – искаженные изображения, даваемые оптической системой в силу ее несовершенности.

Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых, получены расчётные формулы:

Критерий Релея. Изображения двух близлежащих одинаковых точечных источников разрешимы, если центральный максимум дифракционной картины от одного источника совпадает с первым минимумом дифракционной картины от другого.

Схема установки:

1 – осветитель 2 – револьверная насадка с эталонными штриховыми мирами 3 – коллиматор 4 – исследуемый объектив 5 - микроскоп

Основные расчетные формулы:



L – расстояние между штрихами миры, [L] = мм; F – фокусное расстояние объектива коллиматора [F] = см; – длина волны [ ] = .

F = 160 см.

Погрешность косвенных измерений:



т. е. = * ( )

Погрешности прямых измерений

ΔL = 0,1* м

ΔF = 0,01 м

Разрешающая способность R

_R = 

Исходные данные:

Фокусное расстояние объектива коллиматора - F = 1,6 м

Таблица 1.

Красный светофильтр
D, мм	Номер миры			Номер разрешающего поля
	4	3	2		4		3		2
46,7	22	10	-		29,5		29,5		-		16,98
37,5	25	10	-		25,0		29,5		-		21,15
26,7	22	9	-		29,5		31,5		-		29,70
19,1	17	5	-		39,5		39,5		-		41,52
13,1	9	-	-		63,0		-		-		60,53
9,5	5	-	-		79,0		-		-		83,47
6,6	-	-	-		-		-		-		12,01
Зеленый светофильтр
D, мм	Номер миры			Номер разрешающего поля
	4	3	2		4	3		2
46,7	16	4	1		42	42		23,63		14,36
37,5	16	5	-		42	39,5		-		17,89
26,7	14	6	-		47,5	37,25		-		25,13
19,1	15	7	-		43,5	35,25		-		35,13
13,1	12	2	-		52,5	47,25		-		51,22
9,5	7	-	-		70,5	-		-		70,63
6,6	-	-	-		-	-		-		10,16

Таблица 2.

Фиолетовый светофильтр
D, мм	Номер миры			Номер разрешающего поля
	4	3	2		4	3	2
46,7	16	7	1		42	35,25	25	10,97
37,5	17	7	1		39,5	35,25	25	14,35
26,7	14	6	-		47,5	37,25	-	13,96
19,1	15	6	-		43,5	37,25	-	26,82
13,1	12	1	-		52,5	50	-	39,11
9,5	7	-	-		70,5	-	-	53,93
6,6	-	-	-		-	-	-	77,63

Примеры вычислений:

1. 
   Вычисления для красного светофильтра (1-ый опыт):
   

2. 
   Вычисления для зеленого светофильтра (1-ый опыт):
   

3. 
   Вычисления для фиолетового светофильтра (1-ый опыт):
   

Погрешность косвенных измерений угловой разрешающей способности объектива:

= * ( )

Погрешность в процентах:

Графический материал:

Рисунок 2. Красный фильтр (_эксп = f(D) и _теор = f(D))



Рисунок 3. Зеленый фильтр (_эксп = f(D) и _теор = f(D))

Рисунок 4. Фиолетовый фильтр (_эксп = f(D) и _теор = f(D))



Вывод:

Полученная экспериментально угловая разрешающая способность объектива не сильно отличается от разрешающей способности того же объектива, полученной теоретически, что видно на графиках (Рис.2 – Рис.4).

Погрешность угловой разрешающей способности объектива для светофильтров:

красный — 0,4%; зеленый — 0,65%; фиолетовый — 0,7%

Следовательно, все измерения и вычисления, проведенные в лабораторной работе, верны.

Также было определено, что для максимального диаметра наибольшей разрешающей способностью обладает фиолетовый фильтр, наименьшей – красный.