Файл: Белорусский национальный технический университет приборостроительный факультет.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.01.2024

Просмотров: 50

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Для фиксации положения установки объективов на бесконечность и величины расфокусировок, трубы снабжены фокусировочными отсчётными шкалами 5,12. Наклон коллиматора и зрительной трубы к горизонтальной оси изменяется юстировочными винтами 6 и 11 соответственно. На верхней части вертикальной оси гониометра установлен предметный столик 8, свободно вращающийся вручную, а после закрепления зажимным винтом 31, он может вращаться вместе с лимбом при неподвижной зрительной трубе, либо совместно с лимбом и зрительной трубой при закреплении зажимного винта 29. С помощью двух винтов 9 столик может быть наклонён или приведен в горизонтальное положение.
На вертикальную ось прибора посажен стеклянный лимб с ценой деления 20΄ оцифрованный через каждый градус от 0 до 359°. При включении рычажком 26 и выключении рычажком 27 специального механизма, помещённого в корпусе алидады, лимб может вращаться вместе с алидадой и вместе со столиком соответственно, а также самостоятельно относительно алидады и столика - маховичком 21
Шкалу лимба можно наблюдать через окуляр отсчётного устройства 17 при включённом освещении прибора. Выключатель 25 расположен в нижней части основания. Резкость изображения шкалы регулируется вращением оправы окуляра 17.
Оптическая схема отсчётного устройства собрана так, что через окуляр можно наблюдать изображение штрихов двух диаметрально противоположных участков лимба, причём одно изображение прямое, а другое обратное (рис.12). Кроме того оптическая схема позволяет перемещать эти изображения друг относительно друга, оставляя в покое как лимб, так и алидаду со зрительной трубой. Это перемещение измеряется при помощи оптического микрометра, цена деления шкалы которого равна 1 ".



Общий вид гониометра Г5 (зрительная труба справа)



Общий вид гониометра Г5 (зрительная труба слева)

Рис. 9.
3.5. Правила снятия отсчёта на гониометре



Рис.10. Поле зрения отсчетного микроскопа

В левом окне наблюдаются изображения диаметрально противоположных участков лимба и вертикальный индекс для отсчета градусов
, в правом окне — деления шкалы оптического микрометра и горизонтальный индекс для отсчета минут и секунд.

Чтобы снять отсчет по лимбу, необходимо повернуть маховичок 49 оптического микрометра (рис. 6) настолько, чтобы верхние и нижние изображения штрихов лимба в левом окне точно совместились.

Число градусов будет равно видимой ближайшей левой от вертикального индекса цифре. Число десятков минут равно числу интервалов, заключенных между верхним штрихом, который соответствует отсчитанному числу градусов, и нижним оцифрованным штрихом, отличающимся от верхнего на 180°.

Число единиц минут отсчитывается по шкале микрометра в правом окне по левому ряду чисел.

Число десятков секунд — в том же окне по правому ряду чисел.

Число единиц секунд равно числу делений между штрихами, соответствующими отсчету десятков секунд, и неподвижным горизонтальным индексом. Положение, показанное на рис. 3, соответствует отсчету 00 15' 57".

4. ПОДГОТОВКА ГОНИОМЕТРА К РАБОТЕ
4.1. Установка зрительной трубы на бесконечность
4.1.1. Включите гониометр тумблером "сеть" 25 (рис.9).

4.1.2. Вращением оправы окуляра 16 (рис.11) добейтесь резкого изображения отсчётного креста в поле зрения окуляра (рис. 4, вид Б).

4.1.3. Установите зрительную трубу маховичком 13 по фокусировочной шкале 5 на отметку ∞. Затем приложите к оправе объектива плоскопараллельную стеклянную пластинку. Медленно вращая маховичок 13 влево-вправо, добейтесь максимальной резкости изображения светящегося креста автоколлимационной сетки (см. рис. 4, вид А).

4.2. Установка визирной оси зрительной трубы и плоскости

предметного столика перпендикулярно оси вращения прибора
4.2.1. На столик гониометра установите торцевой гранью контрольную плоскопараллельную стеклянную пластинку так, чтобы её плоскость была перпендикулярна оси одного из винтов 9 (рис.9,11).

4.2.2. Застопорите зрительную трубу винтом 23 и, отключив зажимной винт 29,поверните предметный столик так, чтобы ось зрительной трубы была перпендикулярна плоскости пластинки. Медленно поворачивая столик вправо и влево относительно выбранного положения, найдите светящийся автоколлимационный крест. Если креста нет, поверните на пол-оборота тот винт 9, ось которого перпендикулярна плоскости пластинки, и вновь повторите поиск автоколлимационного креста до его появления.

4.2.3. Совместите светящийся автоколлимационный крест с отсчётным крестом окуляра (винт 9 смещает этот крест вверх-вниз, поворот столика смещает крест вправо-влево). Снимите отсчёт по отсчётному микроскопу 17 (смотри пункт 3.5).



4.2.4. Поверните столик на 1800 . Контролируйте поворот по отсчётному микроскопу. Показания должны измениться на 180°

4.2.5. Проверьте совпадение по вертикали перекрестия сетки окуляра с автоколлимационным изображением, полученным от другой поверхности пластинки. Несовпадение перекрестия исправьте так: половину интервала выберите наклоном трубы 11, а другую половину наклоном столика (винт 9, перпендикулярный плоскости пластинки, см. рис. 11).

4.2.б. Повторите п.п. 4.2.4….4.2.5. до точного совмещения автоколлимационных крестов, получаемых от обеих поверхностей пластинки с горизонтальной нитью перекрестия.

Установка зрительной трубы перпендикулярно оси вращения гониометра


7 - плоскопараллельная пластина, 8 - предметный столик,

9 - винт наклона столика, 11 - юстировочный винт наклона зрительной трубы. Все позиции соответствуют рис.9.

Рис.11.
4.2.7. Поверните пластинку на столике на 900 ,по отношению к первоначальному положению и снова найдите изображение автоколлимационного креста. Несовпадение исправьте только наклоном столика, винтом 9,ось которого перпендикулярна плоскости пластинки.
4.3. Установка коллиматора
4.3.1. Включите ртутную лампу и соедините ее с помощью световода со щелью коллиматора.

4.3.2. Поворачивая алидаду направьте зрительную трубу на коллиматор и, вращая маховичок 4 (рис.9), добейтесь наиболее четкого изображения щели.

4.3.3. Винтом 2 (рис.9) установите ширину щели равную ширине биштриха отсчетного креста окуляра.

4.3.4. Вращая винт б (рис.9), наклоняйте коллиматор до тех пор, пока изображение щели не расположится симметрично относительно отсчетного креста. При этом оптическая ось коллиматора установится перпендикулярно оси прибора.
5. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Измерение углов призмы автоколлимационньм методом

5.1.1. Застопорите зрительную трубу в произвольном положении винтом 23. Верхний столик застопорите винтом 31. Отпустите винт 29 (рис.9). При этом предметный столик вместе с лимбом должен свободно вращаться относительно алидады.

5.1.2. Установите в центр столика исследуемую призму. Столик с призмой поверните так, чтобы одна из граней призмы стала перпендикулярна оси зрительной трубы.


5.1.3. Медленно вращая столик, найдите автоколлимационное изображение перекрестия и совместите его с вертикальной нитью отсчётного креста окуляра. Снимите отсчёт A1 В случае, если столик гониометра был ранее отгоризонтирован относительно визирной оси зрительной трубы, то смещение изображения автоколлимационного креста по высоте свидетельствует о наличии пирамидальности призмы. Убирать это смещение наклоном столика или зрительной трубы не следует, т.к. это приведёт к разъюстировке прибора.

5.1.4. Проделайте п. 5.1.3. для второй и третьей грани призмы и снимите отсчёты А2 и A3 соответственно.

5.1.5. Проделайте измерение углов призмы три раза, каждый раз предварительно переставляя призму на столике. Сохраняйте соответствие отсчётов А1.А2,АЗ отражающим граням призмы.

5.1.6. Вычислите по формулам (2) и (3) углы призмы. Найдите сумму () углов призмы. Оцените точность ваших измерений. Отклонение от номинального значения не должно превышать точности прибора равную 5".
5.2. Измерение углов призмы методом отражения.
5.2.1. Перед измерением углов призмы данным методом установите или проверьте установку коллиматора по пункту 4.3. данной инструкции.

5.2.2. Поворачивая алидаду подведите зрительную трубу близко к коллиматору, образуя между их осями острый угол (см. рис.7), и оставьте алидаду неподвижной в процессе измерений. Для этого застопорите винт 23.

5.2.3. Установите на столике исследуемую призму (рис.7). Зажмите винт 31 и отпустите винт 29 (рис.9). При этом столик должен вращаться свободно. Поворачивая столик с призмой и наблюдая в зрительную трубу, найдите изображение щели коллиматора, полученное отражением от грани призмы. Совместите это изображение с вертикальной нитью перекрестия сетки окуляра. Точную наводку проводите микрометренным винтом 22 (рис.9) или винтом 30 при зажатом винте 29.

5.2.4. Снимите отсчёт А1 по отсчётному микроскопу 17 и занесите показания в таблицу.

5.2.5. Поворачивая столик с призмой, найдите изображение щели коллиматора, отражённое от второй грани призмы. Совместите его с перекрестием окуляра. Снимите отсчёт А2 и занесите его в таблицу. Проделайте тоже самое для третьей грани призмы и запишите в таблицу отсчёт A3.

5.2.6. Проделайте измерения углов призмы три раза, каждый раз переставляя призму на столике. Сохраняйте соответствие отсчётов А1, А2,АЗ отражающим граням.

5.2.7. Вычислите по формулам (2) и (3) утлы призмы. Найдите сумму

( ) углов призмы. Отклонение от номинального значения не должно превышать точность прибора равную 5".


5.2.8. Закончив измерения, выключите прибор, поставив тумблер 25 в положение " Выкл."

Выключать ртутную лампу можно только после окончания работ на соседних установках, связанных с лампой световодами.


Таблица 1.



призмы



Метод измерений

номер

опыта

Измеряемые величины

Результаты вычислений

А1


А2

А3

α12

α23

α31

Σ





отражение

1

2

3























автоколлима-ционный

1

2

3

















Среднее значение:














6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
6.1. Сформулируйте законы геометрической оптики.

6.2. Что такое фокусы и фокальные плоскости оптических систем?

6.3. Для чего предназначен гониометр?

6.4. Объясните принцип работы и назначение коллиматора и зрительной трубы.

6.5. Нарисуйте ход лучей в зрительной трубе и в автоколлиматоре.

6.6. Объясните принцип измерения углов на гониометре.
7. ЛИТЕРАТУРА


  1. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Оптика.- М. Наука, 1985, с. 64-180

  2. Трофимова Т. И. Курс физики. - М. Высшая школа, 1986, с.241-250

  3. Афанасьев В.А. Оптические измерения. - М. 1981.

ПРИЛОЖЕНИЕ



ИЗМЕРЕНИЕ ОШИБКИ ПРЯМОГО УГЛА ПРИЗМЫ
При установке призмы на предметном столике гониометра гипотенуз-ной гранью нормально к визирной оси трубы в поле зрения появляются три (или пять) автоколлимационных изображения перекрестия сетки окуляра (рис. П 2), одно из которых образуется от гипотенузной грани А ( луч 1 ), второе - после отражения от катетных граней В и С (луч 2 ) и третье - от катетных граней С и В ( луч 3 ) (см. рис. П 1).


Ход лучей при нормальном падении света на гипотенузную грань

Поле зрения автоколлимационного окуляра