2018-02-20
1261
Практикада біз осындайй жағдаймен кездесеміз.
Қатынасы –жүйенің оптикалық күші деп аталады. Егер n=n'=1болса, оптикалық күш:φ=1 болады.
Оптикалық күш неғұрлым үлкен болса, соғұрлым заттың кескіні жүйеге жақын орналасады және соғұрлым кескін өлшемі басқа тең жағдайларда кішкентай болады.Егер фокустың қашықтығы мм –мен берсек, оптикалық күш мына формуламен анықталады:
,мысалы,f'1=200мм.φ=5.
Линза-екі сфералық немесе бір сфералық және бір жазық жазықтықпен шектелген мөлдір дене. Линзалар сәуле сындыруына байланысты оң f>0 және теріс f'<0 болып бөлінеді.
Линза заттың немесе нүктенің шын және жалған кескінің береді. Егеркемкін линзадан сынған сәулелердің қиылысуынан алынса, ол шын болады да егерде кескін сәулелердің кері бағытындағы жалғастарының қиылысуынан алынса, жалған болады. Шын кескіндерді экранға спектрлеуге болады, ол жалған кескінді болмайды. Және де линза тура, кері, үлкейтілген, кішрейтілген кескін береді. Тура кескін орлентациясы кеңістікте сақталатын кескін Кері-кескін орлентациясы қарама-қарсыға өзгереді. Үлкейтілген кескін- қарастырылып жатқан объектінің өлшеміне қарасты кескіннің сызықтық өлшемінің үлкен болуы. Кішірейтілген кескін – кескін объектігі қарағанда кіші болады. Геодезиялық және маркшейдерлік құралдарда жеке линзалармен қатар күрделі оптикалық жүйелердің құрамына кіретін линзалар да қолданылады.Оптикалық жүйелердің диафрагмасы.Реалды оптикалық жүйенің кескінінің сапасын жақсарту үшін арнайы диафрагмаларды қолжданады.Кескіннің жарықтығын шектейтін диафрагманы апертуралық немесе жасалып жатқан деп аталса, жүйенің көру өрісін шектейтін диафрагма-өрістік деп аталады.Істегі диафрагма – объектінің опрафасы, өрістік диафрагма объектив пен окуляр арасында тордың жазықтығында орналасады.
Ұсынылатын әдебиеттер
1) П.Н.Кузнецова, И.Ю. Васютинский, Х.К.Ямбаев «Геодезиялық аспаптар».
СӨЖ арналған бақылау тапсырмалары (1.2 такырыптар), (5,14,32)
1) Көру түтіктердің объективлермен окулярлар
2) Көру түтіктер жіп торлар
3) Көру түтіктерін зерттеу
3 Тақырып. Оптикалық жүйелердің сипаттамасы (4 сағ.)
Лекция жоспары:
1)Лупа
2)Микроскоп
3)Көру түтігі
Лупа – жақын орналасқан заттарды үлкейтіп көру үшін арналған қарапайым немесе аберрациясы дұрысталған қысқа фокусты линза.Теодолиттердің верньерлік Құрылғыларында қолданылады.10х теодолит құрылғыларына дейін үлкейтеді.
Микроскоп – обьектив пен окулярдан тұратын күрделі оптикалық жүйе.Ол лупа тәрізді майда заттарды қарауға арналған.
Маркшейдерлік – геодезиялық құралдарда микроскоп, әдетті, микроскоп – бағалаушы, шкалды микроскопты, микроскоп – микрометр т.б. ретінде отчеттік құрылғыларда қолданылады.Жалпы үлкейтілімі 70х (крат), объективтің 3х (Ғоб=3х)үлкейтілімі кезінде окулярдың үлкейтілімі =25х (Ғоб=25х). Көру түтігі - алыстағы заттарды көруге және оларға визирлеу арналған. Көру түтігі келейдей оптикалық бөліктерден тұрады:
өзінің артқыфокальды жазықтығында алыстағы заттың шын, кері кескінін беретін объектив;лупа тәрізді өзінің алдыңғы фокальды жазықтығымен біріктірілген зат кескінін беретін окуляр;окулярдың алдыңғы фокальды жазықтығында орналасқан және қиылысушы сызықтары бар жазық параллель табақшаның жіптер торы. Көру түтігінің ішкі және сыртқы тоғысулы түрлері бар.Сыртқы тоғысулы көру түтігі.
Сурет
Жіптер торымен (диафрагмамен) кескін көру түтігінің оптикалық осі бойынша окуляр мен диафрагманың орын ауыстыру есесінен алынады.Себебі, заттан объективке дейінгі қашықтықтың өзгеруінен объективтен затқа дейінгі қашықтық өзгереді.
Негізгі артықшылықтары: қарапайымдылық және оптикалық бөліктердің аздығы.(минимумы)
Кемшіліктері: көру түтігінің әлсіз герметикалылығы,үлкен көлемі немесе өлшемі, түтіктің қайта фокустауы кезіндегі визирлік осьтің көлденең ығысуының болуы.
Егер көру түтігінде кәдімгі объективті оптикалық ось бойымен орын ауыстыратын телеобъективпен алмастырса, ішкі фокусты түтікті аламыз.
Ішкі тоғысулы көру түтігі
Сурет
Объективтен кескінге дейінгі қашықтық тұрақты.Заттан объективкедейінгі R қашықтық өлшенген кезінде көру көру түтігінің оптикалық осі бойымен тоғысқан линзасының орын ауыстыруы есесінен объективтің фокустың қашықшығы өзгереді.Сөйтіп, окулярдың алдыңғы фокусынан қашықта орналасқан жіптер торы мен кескінінің бірігуі жүзеге асады.
Көру түтігінің негізгі сипаттамалары.Көру түтігінің үлкейтілімі.
Көру түтігінің үлкейтілімі объективтің рұқсат етілген күшіне сәйкес келуі керек,ал нивелирлерде,сонымен қатар деңгейдің бөлік құнына да сәйкес болуы керек.Бұл қатынастарды тексеру үшін көру түтігінің үлкейтілімін анықтау қажет.
Көру түтігінің көрінетін үлкейтілімі:
- объективтің артқы қашықтығының акулярдың артқы фокустық қашықтығына қатысты.
Таңба- көру түтігі кері кескін беретінін білдіреді.КL=A1B1,ал ∆АВҒ21 және КLF11 ұқсас болғандықтан Г = 
, яғни көру түтігінің үлкейтілімі кіру АВ және шығу А1В1 диаметрлерінің қатынасына тең.
Практикада көру түтігінің үлкейтілімінін анықтаудың 2 түрі бар:
1 әдіс:түтікті жарықтандырылған ақшыл фонға бағыттап,оны шексіздікке фокустайды;окулярға апарылатын восковкаға шығу қарашығының шапшаң кескіні алынады және де өлшегіш пен масштабты сызғыштың көмегімен оның d диаметрін анықтайды:объективтің кіру саңылауының (D) диаметрін өлшейді.
2 әдіс – Галилей әдісі: Бұл әдіс бөліктері бар рейканы бір уақытта бақылаумен жүзеге асады: бір көзбен бақылау түтігі арқылы, екіншісімен тура көзбен.Мұнда рейканың n бөліктер саны мен құралсыз көзбен қарастырылатын рейканың n1 бөлік саны саналады.
Бұл жағдайда түтік шекті L қашықтыққа фокусталғандықтан, түтіктің үлкейтілімінің дербес мәні 
алынады. Осы дербес Г1 үлкейтілімінің Г
телескопиялыққа ауысуға болады.
M1N1 – Сәулелердің кері жолында объективпен салынған MN өрістік диафрагмасының шын кескіні.Ол құралсыз көзге көрінетін (окулярдың артқы фокусы) n бөліктері санын шектейді.
L – көзден рейкаға дейінгі қашықтық;
L1 – алдыңғы фокустан рейкаға дейінгі қашықтық;
f1-f1' – объективтің фокустық қашықтығы;
f2-f2' – окулярдың фокустық қашықтығы:
Көру түтігінің өрісі.
Көру түтігінің көру аймағы,түтік шексіздікке тоғысқанда,объективке кіретін шеткі негізгі сәулелердің арасындағы 2 u бұрышпен анықталады.Көру түтігінің объектив жағындағы көру өрісі объективті деп аталады.Окулярдан көрінетін
өрістік MN диафрагмасын көре алатын 2 u бұрышы окулярлық деп аталады.
Көру түтігі объективті көру аймағымен сипатталады.Ол мына формуламен анықталады:
,мұндағы p' радиандағы минут саны (p'=3438)
Бұрыш өлшеуіш құралдар үшін көру түтігінің көру өрісі келесі әдіспен анықталады.Түтікті алыстағы нүктеге 2 рет бағыттайды:1-ші рет өрістік диафрагманың 1 шетімен (жоғарғы немесе оң),2-ші рет қарама-қарсы(төменгі немесе сол жақ).Әр бағыттаудан кейін тік және көлденең лимбадан N1 және N2 есептерін алады.Көру өрісінің бұрышы келесі формуламен есептелінеді: 
50 м қашықтықта нивелирлердің түтігінің көру өрісін анықтау үшін түтіктің визирлік осіне ↓ етіп рейкаорнатылады.Түтіктің тік жібін рейканың осімен біріктіріп,өрістік диафрагманың төменгі b1 және жоғарғы b2 шеттерінен отчеттер алынады.Рейкадан оюъективке дейінгі L қашықтықты өлшеп,көру өрісінің бұрышын мына формуласымен есептейді:
Көру түтігінің рұқсат ету қабілеті.
Рұқсат ету қабілеті немесе рұқсат ету күші дегеніміз екі жақын орналасқан нүктелерді бөлек бейнелейтін (кескіндейтін) оптикалық жүйе.Рұқсат ету қабілетін екі нүктені бөлек көрсететін ең кіші r бұрышы сипаттайды.
Құралсыз көзбен қарағандағы рұсат ету r = 60''
Оптикалық жүйенің рұқсат ету қабілеті:
нормаль үлкейтілім
Көру түтігінің рұқсат ету қабілеті оның объективінің рұқсат ету қабілетімен анықталады.
Жүйенің объективтің рұқсат ету күші толығымн көзбен қолданылатын оптикалық жүйенің үлкейтілімі ΓΗ нормаль үлкейтілім деп аталады.
Көру түтігінің рұқсат ету қабілеті штрихталған мира арқылы тәжірибе жолымен анықталады.
Штрихталған мира өз алдына бір-бірімен 45˚ бұрыш жасайтын 4 түрлі штрихтың тобының кескінін береді.Бір топтың көлемінде штрихтар мен олардың арасындағы кеңістіктердің ендіктері бірдей,ал әр түрдің көлемінде штрихтер өзара параллель.Группадан группаға штрихтің ендігі геометриялық прогрессияда өзгереді.Миралар 16 немесе 25 топты құра алады.Бұрыштың мирада әр топ пен рұқсат ету қабілеті арасында келесідей тәуелсіздік бар:
r=a/L p (11.25)
немесе
r=a/fk p
Біріншіжағдайда мира көру түтігінен L қашықтықта орналасқан таблица түрінде болады.Екінші жағдайда коллимотордың объективінің артқы фокальды жазықтығында орналасқан жақсы жарықтандырылған диапозитив түрінде болады.
Сурет
Көру түтігі визирлік осі коллимотордың визирлік осімен бірігетіндей етіп коллимотордың объективінің алдына орналастырылады.Көру түтігіне төрт еселі үлкейтілімі бар қосымша түтік орнатылады.Көру түтігі арқылы мираны қарастыру кезінде штрихтары айқын көріне топ табылады.Осы топтың штрихтары көрінетін бұрышы көру түтігінің рұқсат ету қабілеті болып табылады.
Жұмыстың тиімділігі үшін әр топ номердің орнында доғаның секунд бойынша рұқсат ету күшінің мәнімен белгіленеді.
Ұсынылатын әдебиеттер
1)П.Н.Кузнецов,И.Ю.Васютинский,Х.К.Ямбаев«Геодезиялық аспаптар»
[ 95,98,102]
СӨЖ арналған бақылау тапсырмалары (1,2,3 тақырыптар) 1)Маркшейдерлік-геодезиялық құралдарда оптикалық бөліктердің классификациясы.
2)Көру түтігінің оптикалық бөліктері мен олардың анықтамалары.
3)Көру түтігінің оптикалық сипаттамаларын зертеу
4)Көру түтігінің габаритті және аберрация есептері туралы түсінік.
4 Тақырып. Геодезиялық аспаптардың оптикалық бөлшектер (4 сағат)
Лекция жоспары:
1.Орталықтандырылған оптикалық жүйе.
2.Линза.
3.Маркшейдерлік – геодезиялық құралдардың оптикалық жүйесі.
4.Оптикалық жүйелердің кемшіліктері. Абераррация түрлері.
Маркшейдерлік – геодезиялық приборлардағы оптикалық жүйелер.
Маркшейдерлік – геодезиялық приборлардағы оптикалық жүйелер – бұл оптикалық бұйымдардың жиынтығы.
Оптикалық жүйелерге лупа,микроскоп,көру түтігі кіреді.Оптикалық жүйелер жарықтық энергияны қабылдау және беру үшін қолданады.
Сәулелік энергияны қабылдауына байланысты оптикалық құралдар қабылдағышы көп болатын визиальді және қабылдағышы химиялық реагент, электронды құрылғы және т.б. болатын визуальді емес болып бөлінеді.Қазіргі электронды құралдарда,мысалы жорықтың қашықтық өлшеуішінде, екі түрлі визуальді және визуальді емес қабылдағыштар қолданылады.
Өзінің оптикалық қасиеттері бойынша визуальді құралдар, жақын орналасқан обьектілерді үлкейту үшін қолданылатын құралдар- бұл лупа микроскоп және алыстағы обьектілерді қарастыратын және оларды визирлейтін құрал-көру құралы.
Микроскоптар мен көру құбырлары-келейдей оптикалық жүйелерден тұратын күрделі жүйелер: обьектив, окуляр, визирлік құрылғы(шкала, жіктер торы).
Оптикалық құралдағы затқа қараған және оның тура кескінің құратын линза және линзалар жүйесі обьектив деп аталады.
Окуляр обьективтен пайда болған нақты кескінді үлкейту қызметін атқарады және лупа ретінде қолданылады.Тек лупадан заттың өзі, ал окулярдан оның кескіні қарастырылады.
Оптикалық жүйелердің кемшіліктері.Аберрация түрлері.
Реалды оптикалық жүйелердің қасиетінің идеалдылықтан ауытқуы аберрация деп аталады.
Аберрацияның жеті түрі бар:Хроматикалық аберрация жағдайы, хромтикалық аберрацияның үлкеюі, сфералық аберрация, қолданылатын кескін қисықтығы, дисторсия, астигматизм.
Бастапқы екі аберрацияның түрі хроматикалыққа жатса, қалғандары монохроматты болады.
Хроматикалық аберрацияның пайда болуы сыну көрсеткіші әр түрлі мөлдір екі ортаның шекарасынан ақ жарықтын сәулесі өткен кезде сынып қана қоймай спектрлерге шашырауымен түсіндіріледі.
Ақ сәуленің спектрлерге бөлінуі сыну көрсеткіші оптикалық шынының физикалық қасиетіне ғана емес, ақ түсті құрайтын түсті сәулелердің толқын ұзындығына да байланысты болады.
Сондықтан 
формуласына сәйкес әр түрлі толқын ұзындығы бар сәулелер үшін фокустың қашықтық: толқын ұзындығы неғұрлым ұзын болса, соғұрлым аз болады.
Оптикалық оське // ақ жарықтың сәулелері (+) линзадан өткен кезде жасыыл-көгілдір Ғ, сары Д, Қызыл С сәулелерге ыдырайды. Түсті сәулелердің фокустық қашықтығы әр түрлі болғандықтан жарқыраған нүктенің кескіні әр түрлі түстерде оптикалық жүйеден әр түрлі қашықтықта орналасады. Нәтижесінде біз контуры боялған шашырау дағын аламыз. Бұл құбылыс хроматикалық аберрация жағдайы деп аталады.
Хроматикалық аберрацияны әр түрлі шыны сорттарынан жасалған оң және теріс линзалар комбинациясынмен жоюға болады.
Жүйенің әр түрлі жарық толқын ұзындықтары әр түрлі, сондықтан түрлі түсті кескіннің үлкеюі де әр түрлі болады.
Осындай құбылыс хроматикалық аберрация үлкеюі деп аталады.
Үлкею хроматизмі жағдай хроматизмімен бірге жөнделеді,
Хроматикалық аберрациясы жөнделген оптикалық жүйелер ахромат деп аталады.
Сфералық аберрация сфералық беттермен шектелген линза. Олар оптиалық осьтен алыс өтетін сәулелерді жақын өтетінджеоге қарағанда жақсы сындырады. Бұл құбылыс сфералық аберрация деп аталады
Сфералық аберрация кезінде А нүктесі r диаметрі дөңгелекше түрінде кескінделеді.
Кома симетриясы бұзылған көлбейген сәулелер шоғырынын сфералық аберрациясы кома деп аталады.
Симметрияемес мазка түріндегі шашырау дағы. Команы жөндеу оң және теріс линзалар, оптика лық шыны сорттары мен кіру қарашығынын орнынын комбенациясымен жүзегеасады
Астигматизм, кескін қисықтығы мен дисторсия көру құбыры беретін кескіннің нашарлауын білінердей әсер етпейді. Сондықтан да қарастырмайды.
Ұсынылатын әдебиеттер:
1)П.Н.Кузнецов,И.Ю.Васютинский,Х.К.Ямбаев«Геодезиялық аспаптар».
СӨЖ арналған бақылау тапсырмалары (1,2,3,4 тақырыптар)(24,41,54,69)
1)Фокустар мен негізгі нүктелеріне қатысты орайлас нүктелердің координаталарын анықтау формулалары.
2)Екі сфералық бетпен сәуленің сынуы.
3)Бірнеше линзалы жүйе.
4)Оптикалық жүйелердің аберрациясы.
5 Тақырып.Сызықтық және айналма шкалалары. Есептеу құралдары (4сағ.)
Лекция жоспары:
1.Шкалалардың қызметі, оларға қойылатын міндеттер (талаптар)
2.Штрихтерді салу кезіндегі қателер туралы түсінік және оларды анықтау тәсілдеі.
3.Верньер, штрихтік микроскоп, бұрандалық микрометр мен микроскоп.
4.Оптикалық микрометрлер
5.Оптикалық микрометрлердің есеп айыру түсінігі (есептеу).
Геодезиялық прибордың сызықтық және айналма шкалалары, олардың қызметі, оларға қойылатын талаптар.
Шкалалар геодезиялық аспаптардың қажетті бөлігі болып табылады.
Олар өлшем ретінде өлшенетін шамалармен салыстырғанда қолданылады.
Шкала кез келген бір жазықтықты дұрыс орналасқан штрихтар жүйесінен тұрады.
Түзудің формасына байланысты шкалаларды бөледі: сызықтық және қисықсызықты. Қисықсызықты шкаланың жеке дербес) жағдайы (түрі) айналма шкалалар болып табылады. Олар геодезиялық бұрышөлшегіш аспаптарда кеңінен қолданылады. Ларды лимбалар деп атайды.
Шкаланың штрихтарының біреуін бастапқы етіп алады. Ол шкаланың шетінде (сызықтық шкалада) және ортада (сызықтық және айналма-үзілмейтін шкалаларда) орналасады.
Лимбадағы шкалалар бір жолды бірдей периодты штрихтар түрінде немесе бірнеше жолды әртүрлі функционалды байланысқан өзара штрихтар периоды түрінде орындалуы мүмкін. Соңғы лимбалар түрінің түрлілігі концентрлік жолдардың нақты сандарының қосылысын көрсететін кодтаушы (кодтық) диеклер (лимбалар) болып табылады.
Геодезиялық аспаптардың шкалаларды ереже бойынша бір кесек ағашта, металлда немесе шыныда салады, ағашты рейкаларды жасағанда қолданылады. Шкалалардың металдық негізіне күмісті-мысты құйма (90%-ке дейін күміс), жез немесе инвар қолданады. Шынылық шкалаларды жіңішке штрихтарды салуға мүмкіндік беретін БК-10 маркалы шыныдан жасайды. Нағыз дәлді (нақты) шкалаларды сызықтық кеңейтілім коэффициентінің аздығымен ерекшелінетін кварцтық шыныдан жасалынады.
Шкалаға штрихтарды бөлгішпен немесе көшіріп алумен салады. Шкалаларды бөлу үшін арнайы машиналарды қолданады, олар қолды, жарты автоматты және автоматты болып бөлінеді. Қолдық бөлгіш машиналарда бөлінетін шкаланы беру және механизмнің орындалуына алып келу үшін қолмен және бөлек орындайды. Жарты автоматты бөлшектік машиналарда беру және штрихтарды салу операциялары бір қолмен орындалса да істейді. Жоғары дәлдікті бөлгіш машиналары темірлі бетондық негізде орнатады, ол жер бетінен 2-3 метр төмен салынған және жоғары жатқан топырақтан бөлектенген болуы керек.
Кепкеннен кейін шкаланы дұрыстап текереді. Бояу тек штрихтарда, цифрларда қалады. Шкаланың бетіне, бір уақытта айна да бола алады, үстін қорғаныс үшін мыспен немесе лакпен жалатылған күміс қабатын салады.
Қалыңдығы 1 мкм-ге дейін штрихтар алдынала шкаланың дайындауына жалатылған лак қабатымен кескішпен штрихтарды кескенненкейін вакуумда хромның изаңдатылуымен салынады. Лакты кетіргеннен кейін шкалада хромдық жабылған қабаттан пайда болған штрихтар қалып қояды. Жіберілетін қате осындай шкалаларда штрихтардың салынуы әдетте 1-2 мкм, сондықтан шкалалардың нақты бөліндісі өтетін үйде тұрақты температура болуы керек.
Лимбадағы штрихтар айналмалы бөлгіш машиналарда жасалынады және ұқсас түрде өңделеді. Шыны шкалаларда кейде қос штрихтар (Т2 теодолиттің лимбалары) салынады, бұл оқығанда дәлдікті жоғартады.
Металдық бақылау сызғыштың және инвардың сымдардың шкалаларының штрихтарын кескішпен жоғары дәлдікті блгіш машиналардың көмегімен салынады. Лупамен қарағандағы шкалалар штрихтарының қалыңдығы 0,05 мм, ал аспапсыз көзбен қарағанда 0,1 – 0,15 мм, жіберілетін бөлінділердің қателігі 5-10 мкм.
Шкалалрды көшіріп алу механикалық, фотомеханикалық және фотографиялық тәсілмен іске асады.
Механикалық тәсілмен штрихтарды шкаланың дайындығына трафареттен (шаблоннан) көшіріп алады. Осылай нивелирлік рейкаларды жасайды. Трафаретті металдық лентадан немесе тығыз бірақ зығыр маймен сіңілген жұқа қағаздан жасайды. Қағаздық трафареттің кемшілігі – рейканың бетіне тығыз жатпайды және дымқылдықтан деформацияланады. Трафарет бойынша 3-метрлік рейкаға бөлінділері 0,05 мм 1 м-ге орташа қателікпен салуға болады.
Жоғары дәлдікті нивелирлік рейкалардың инвардық түзуге бөлінділерді ұзындығы 3 м инвардық кесілетін трафарет арқылы салады. Осында жұмысшы инвардық түзу мен трафареттің сәйкес Көруін қамтамасыздандыратын арнайы құралды қолданады.
Өлшегіш металлдық ленталарда және рулеткалардағы шкалаларды солай сияқты басылым көмегімен келесінде уландырумен (травленнем) салады. Фотомеханикалық тәсіл арқылы жарықты сезгіш қабатпен жабылған дайндыққа трафареттен механикалық тәсілде кескішті алмастыратын жарық саңылау проекциялайды. Кейін дайындықты химиялық реактивтермен өңдейді.
