Optické odečítací pomůcky, měrení délek

Prezentace na téma: "Optické odečítací pomůcky, měrení délek"— Transkript prezentace:

1 Optické odečítací pomůcky, měrení délek
Experimentální Fyzika I/4

2 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’’

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

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

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

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

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

8 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

9 Určování zlomků dílku, čtení na stupnici
Paralaxa Odstranění paralaxy

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

11 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

12 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

13 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)

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

15 Měřítka a mikrometry

16 Abbeův tlouštkoměr, katetometr
Měření výškových rozdílů dalekohledem Přesnost mm Vodorovná optická lavice

17 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.

18 Odečítání ze stupnice

19 Měření délek na atomových rozměrech
Rastrovací tunelová mikroskopie

20 STM – atomové rozlišení
Povrch HOPG Manipulace s jednotlivými atomy

21 Atomic force microscopy AFM

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

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