Optické odečítací pomůcky, měrení délek

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

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 0.1 .. 0.01 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