Файл: Оптотехника.doc

3. Построить на одном рисунке эскиз линзы и ее эквивалентную схему.

4. Сделать выводы по работе и оформить отчет.

4. Методические указания к работе

1. Программу ЛИНЗА-ЛАБ загружают из каталога ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ, хранящегося на диске D. Для считывания программы после включения ЭВМ и сообщения о готовности к работе необходимо:

- войти в каталог;

- загрузить интерпретатор BASIC и при помощи команды LOAD загрузить программу;

- запуск программы осуществляется при помощи клавиши F2.

2. Инструкция для пользователя по работе с программой и подсказки выводятся на дисплей после запуска программы и в процессе работы. Имена переменных, используемые в программе, также выводятся на дисплей.

3. При необходимости кратковременной остановки вычислений нажать клавишу PAUSE, для прерывания работы программы необходимо нажать одновременно клавиши CTRL и BREAK.

4. Для возвращения в каталог (после завершения работы) необходимо ввести команду SYSTEM.

5. Исходные данные (марки стекол, фокусное расстояние, диаметр линзы, вынос входного зрачка, угловое поле) задаются преподавателем для каждого члена бригады. Исходные данные внести в отдельную таблицу.

Тип исследуемых линз (положительные или отрицательные) определяется знаками f'  и ^х.

6. Диаметр входного зрачка D_А выбирают на 5…15% меньше диаметра линзы.

7. Если предмет расположен на бесконечности, то в ЭВМ вводится s=0, а в протоколе и отчёте записывается знак «∞».

8. Результаты расчетов представлять в таблицах (см. образцы таблиц в приложении) и на рисунках. При заполнении таблицы с результатами вычислений числа записывать с точностью до одного знака после запятой, но не более четырёх значащих цифр.

5. Контрольные вопросы

1. Какой оптический компонент называют линзой?

2. Что понимают под функциональной моделью линзы?

3. Какие параметры линзы называют «кардинальными элементами»?

4. Какие параметры линз относятся к конструктивным?

5. Какие параметры линз относятся к оптическим?

6. Какую линзу и почему называют оптимальной?

7. Классификация линз.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гавриленков В.А. Геометрическая оптика. – Смоленск: СФМЭИ, 2004. – С. 11; с. 63-74.

2. Бегунов Б.Н. и др. Теория оптических систем. – М.: Машино-строение, 1981. – С. 57-67, 145-171.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Образец таблицы для записи результатов вычислений

Таблица 4.1 - Параметры оптимальной линзы

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 5

ЭЛЕКТРОННАЯ АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Введение

Цель работы – получение навыков практической работы с электронным осциллографом и генератором сигналов.

Электронным осциллографом называют прибор для визуального на­блюдения и регистрации разнообразных электрических сигналов, а также для измерения различных параметров сигналов, определяющих их форму, значение, временные и частотно-фазовые соотношения. Элект­ронный осциллограф чувствителен к напряжению, поэтому он широко применяется для измерения электрических и других физических вели­чин, которые могут быть преобразованы в напряжения электрического сигнала.

Наиболее часто осциллограф используется для измерения и иссле­дования электрических сигналов, появляющихся при изучении переход­ных и установившихся режимов в электрических и электронных цепях. В этих областях измерительной техники осциллограф является единст­венным измерительным прибором, с помощью которого можно получить наиболее точные сведения об исследуемых сигналах. Широко использу­ется осциллограф и для измерения неэлектрических величин в оптике, механике и химии.

▪ Генераторы импульсов различаются по форме выходных импульсов, которая может быть прямоугольной, пилообразной, колоколообразной, треугольной и т.д. Наиболее распространены генераторы синусоида­льных сигналов и генераторы импульсов прямоугольной формы. Совре­менные генераторы перекрывают широкий спектр частот от сотых долей герца до частот СВЧ-диапазона. Для получения широкого диапазона частот генератор обычно выполняются с несколькими поддиапазонами.

▪ Генераторы применяют для преобразования амплитуды сигнала в цифровую форму, управления электрооптическими затворами накачки полупроводниковых инжекционных лазерных диодов, светодиодов и т.п. Генераторы широко используют в измерительной технике при настройке и проверке приборов, определении характеристик схем, сложных сис­тем и т.д.

2. Описание установки

Установка включает в себя осциллограф и генератор, смонтированные на передней панели лабораторного стенда.

Передняя панель осциллографа С1-73 показана на рис. 5.1. В правом верхнем углу панели расположен сетевой выключатель, возле него — световой индикатор включения. В центре расположен экран, перекрытый стеклом с нанесенной сеткой из 6 вертикальных и 10 горизонтальных делений, на осевых линиях сетки каждое деление разбито штрихами ещё на 5 отрезков по 0,2 дел. Слева и справа от экрана расположены ручки смещения вверх-вниз («») и влево-вправо («»), в крайних положениях этих ручек луча на экране может не быть. Под экраном расположены 4 ручки, из которых две левых фокусируют луч («ФОКУС») и регулируют его яркость («ЯРКОСТЬ», в левом положении луча на экране нет – он погашен); две правых ручки («СТАБ» и «УРОВЕНЬ») устанавливают режим развертки: непрерывный – ждущий.

Режим развертки (ждущий или автоматический) в осциллографе С1-73 устанавливается регулятором «СТАБ» (стабильность). В крайнем правом положении регулятора (т.е. повернутом по часовой стрелке) осциллограф работает в непрерывном режиме развертки, но развертку при этом не удается синхронизировать с исследуемым сигналом. Наилучшая, наиболее устойчивая синхронизация получается при переводе осциллографа в режим ждущей развертки. Для этого регулятор «СТАБ» вращают влево (против часовой стрелки) до срыва развертки, после чего ручкой «УРОВЕНЬ» (а при необ-ходимости и подрегулировкой ручки «СТАБ») добиваются появления ста-бильной развертки с запуском ее в момент времени с желаемым уровнем сиг-нала. Стабильная синхронизация обеспечивается только при достаточном уров-не исследуемого сигнала (размер изображения от 2/3 дел, но не более 7 дел).

Рисунок 5.1 - Передняя панель осциллографа

Слева от экрана соосно расположены две ручки изменения коэффициента отклонения канала Y: снаружи – ручка ступенчатого переключателя, в центре – ручка плавного регулятора. 11 положений ступенчатого переключателя меняют калиброванный коэффициент отклонения от 0,01 до 20 В/дел (на осциллографе использовано международное обозначение вольта – V), в двенадцатом положении переключателя усилитель Y переключается с входа осциллографа на калибратор вертикальной и горизонтальной развертки.

Плавный регулятор коэффициента отклонения меняет его относительно калиброванного. Калиброванное значение коэффициента отклонения обязательно для правильного измерения напряжений, оно обеспечивается в одном положении, фиксируемом отчётливо ощущаемым щелчком. При работе с осциллографом рекомендуется не сдвигать ручку плавного регулятора из зафиксированного положения.

В левом нижнем углу передней панели расположен переключатель входа канала Y с тремя положениями: открытый вход (знак «»), закрытый (знак «~»), вход усилителя Y отключен от входа Y осциллографа и замкнут на корпус (знак «», это положение используется для проверки положения линии нулевого напряжения на экране и перемещения её ручкой «» в нужное место).

Справа от экрана расположены соосно две ручки изменения развертки канала Х: снаружи – ручка ступенчатого переключения на 19 положений (от 0,5 мкс/дел до 50 мс/дел, на осциллографе использовано международное обозначение – μS и mS), в центре – ручка плавного регулятора. Калиброванное значение коэффициента развертки получается в зафиксированном положении ручки плавного регулятора, при работе с осциллографом ее так же (как и ручку плавного регулятора канала Y) не рекомендуется сдвигать из зафиксированного положения.

Генератор звуковой частоты ГРН-1 является источником сигналов синусоидальной формы. Диапазон генерируемых частот 20 Гц…200 кГц с фиксированной установкой частоты, погрешность установленной частоты до 6%.

Весь диапазон генерируемых частот разбит на 4 поддиапазона (множители 1, 10, 100 и 1000). Каждый поддиапазон имеет 10 фиксированных частот (от 20 до 200 Гц), получаемых умножением установленной частоты на множитель. Выходное напряжение регулируется плавно от 0 до максимального значения ручкой «ВЫХОД». Для расширения возможностей генератор дополнен выключателем питания (возле надписи «СЕТЬ ВКЛ» и светового индикатора включения), выходными клеммами (надписи «ВЫХОД» и «») и ступенчатым 10-кратным ослабителем – аттенюатором – выходного напряжения (надписи «1:1» и «1:10»). Внешний вид генератора ГРН-1 с дополнениями показан на рис. 5.2.

Нулевой провод исследуемого устройства соединяется с клеммой «» генератора, входной провод устройства – с выходом генератора (клемма «ВЫХОД»). Выбирают нужный поддиапазон частот (диапазон 20…200 Гц с множителем 1, диапазон 20…200 кГц с множителем 1000), затем устанавливают частоту переключателем фиксированных частот (положения от 20 до 200Гц); установленная частота определяется произведением множителя на частоту переключателя частот (в большинстве генераторов звуковой частоты с плавной регулировкой сохраняется такой же принцип: 10-кратное изменение плавным регулятором и декадный умножитель частот).