Optické odečítací pomůcky, měrení délek Experimentální Fyzika I/4 http://cquark.fjfi.cvut.cz/~petracek

Lupa Nejjednodušší optický přístroj složený z jedné či několika spojných čoček Základní parametry – zvětšení, rozlišovací schopnost, zorné pole Pozorování prostým okem velikost předmětu odpovídá jeho úhlové velikosti Rozlišovací schopnost oka 60’’

Lupa – akomodované oko Při akomodaci oka na 25 cm (konvenční zraková vzdálenost) Předmět se musí nacházet blíže k lupě, než její ohnisko

Lupa – neakomodované oko Zvětšení jednoduché lupy až 8 zvětšení lupy složené až 20 Rozlišovací schopnost

Mikroskop Součásti: optická soustava tubus mechanické zařízení Objektiv vytvoří skutečný a převrácaný obraz předmětu ve vzdálenosti  za ohniskem Okulár umožní jej pozorovat neakomodovanám okem

Dalekohled Dalekohled slouží ke zvětšení zorného úhlu vzdálených předmětů obdobně jako mikroskop se skladá z objektivu a okuláru se stejnou funkcí

Kolimátor Kolimátor slouží k vytvoření zdroje světla s rovnoběžnými paprsky odpovídajícímu nekonečně vzdálenému zdroji.

Okuláry Huygensův – dvě ploskovypuklé čočky předmětová ohnisková rovina mezi čočkami Ramsdenův – předmětové ohnisko před okulárem Gaussův – Ramsdenův s osvětlením, polopropustným zrcadlem a nitkovým křížem v ohniskové rovině

Určování zlomků dílku, čtení na stupnici Paralaxa Odstranění paralaxy

Určení zlomku dílku - nonius Délka dílku 9/10 dílku hlavního

Čtecí mikroskop Různé formy čtecí značky v předmětové ohniskové rovině Různé formy měřicího mikroskopu Okulárový mikrometr Šroubový okulárový mikrometr Sáně mikroskopu s mikrometrickým pos. Stolek s mikrometrickým posuvem

Stanovení vodorovné roviny Libela Ohnutá trubice s bublinkou, která se ustálí v nejvyšším bodě Hadicová libela Citlivost libely: Poměr změny polohy bubliny ke změně sklonu 1/citlivost = (čis.)  způsobí posun bubl. o jeden dílek (typ. 2mm) Kulová libela

Stanovení kolmého směru Olovnice Dosažitelná přesnost: L=1m , dx=0.1 mm Přesnost cca 1’ Tlumením lze eliminovat kmity a přesnost zlepšit (ponoření do kapaliny)

Měření délek Mechanický kontakt – měřítko, posuvné měřítko, mikrometr, Abbeův tlouštkoměr, talysurf, STM, AFM Bezdotykově – měřicí mikroskop, katetometr, interferenční metody, radar, sonar

Měřítka a mikrometry

Abbeův tlouštkoměr, katetometr Měření výškových rozdílů dalekohledem Přesnost 0.1 .. 0.01 mm Vodorovná optická lavice

Interferenční měření délky Michelsonův interferometr Přechod od konstruktivní k destruktivní interferenci způsobí dráhová změna /2 = posun zrcadla o /4 Při =500 nm rozlišíme snadno dL=125 nm Fotometricky lze dosáhnout mnohem lepší rozlišení.

Odečítání ze stupnice

Měření délek na atomových rozměrech Rastrovací tunelová mikroskopie

STM – atomové rozlišení Povrch HOPG Manipulace s jednotlivými atomy

Atomic force microscopy AFM

Atomové rozlišení v AFM Povrch orientovaného grafitu v AFM Hrot mikroskopu AFM

Měření velkých vzdáleností odrazem signálu Laserový radar, radar, sonar Měření vzdálenosti Měsíce Odrazem laserového pulzu HeNe laserová trubice