Dispositivi per misure ottiche e optofisiche. Dispositivi ottici (3) - Abstract

ASTRATTO

" Dispositivi ottici"

1. Filtri luminosi

Con l'aiuto dei filtri luminosi, una parte dello spettro viene solitamente separata dalle altre. Ciò significa che stanno cercando un filtro della luce con un bordo di assorbimento netto sia dal lato della parte dello spettro a onde lunghe, sia dal lato delle onde corte. I filtri gialli o rossi hanno una curva di assorbimento che cade bruscamente nella parte dello spettro a lunghezza d'onda corta. Con il loro aiuto, puoi tagliare la parte dello spettro a lunghezza d'onda corta da quasi tutte le posizioni desiderate. Filtri di questo tipo sono disponibili in commercio; è possibile ordinare la caratteristica di assorbimento desiderata e ottenere un filtro con le proprietà appropriate. È molto più difficile ottenere, utilizzando filtri di vetro colorato, una curva di assorbimento che decada bruscamente nella parte dello spettro a lunga lunghezza d'onda, se si pongono requisiti elevati all'omogeneità del vetro. In questo caso vengono utilizzati filtri di gelatina tinti con coloranti organici. Di seguito vengono fornite alcune linee guida per la produzione di tali filtri.

Una regione ristretta dello spettro può essere isolata utilizzando una combinazione di filtri Schott. A questo scopo è molto vantaggioso utilizzare filtri interferenziali. Si distinguono per un elevato grado di trasparenza e un'area di trasmissione ristretta. Utilizzando i filtri interferenziali, è molto conveniente isolare determinate linee dagli spettri di linea delle lampade spettrali. Applicando successivamente due o più filtri interferenziali dello stesso tipo è possibile attenuare notevolmente il fondo trasmesso. I filtri interferenti sono prodotti con una trasmissione massima da n = 225 leghe nella regione dell'infrarosso. La produzione di filtri per la parte ultravioletta dello spettro è ancora associata a numerose difficoltà. Recentemente sono comparsi sul mercato filtri interferenti per i bordi dello spettro e le singole linee. Mediante varie combinazioni di tali filtri, è possibile ottenere qualsiasi data larghezza di banda spettrale.

È meglio acquistare filtri anti-interferenza. Cercare di creare da soli un filtro del genere non ha senso.

Quando si utilizzano filtri interferenti è necessario tenere presente che la loro permeabilità cambia al variare della direzione dei raggi incidenti. I filtri interferenti nel flusso del fascio si riscaldano poco poiché hanno un assorbimento minimo. L'energia che non passa attraverso il filtro viene riflessa. Pertanto, è necessario adottare misure per escludere gli effetti dannosi dei raggi riflessi. I filtri di vetro, che hanno un assorbimento elevato, diventano molto caldi durante l'irradiazione intensa e la loro curva di assorbimento cambia. Il confine spettrale dei filtri rossi si sposta nella regione rossa dello spettro con l'aumentare della temperatura. A questo proposito ricordiamo che il limite dello spettro di trasmissione di un bulbo di quarzo caldo di una lampada al mercurio ad alta pressione si trova nella regione delle lunghezze d'onda > 254 mmk.

I coloranti vengono introdotti in soluzioni di gelatina, che vengono essiccate su lastre di vetro. Ricette per 41 filtri di gelatina pubblicate da Hodgman. Di seguito ne riportiamo alcuni. Le lastre di vetro devono essere preventivamente pulite con soluzioni di soda caustica in acqua e bicromato di potassio in acido solforico; la gelatina viene pesata, lavata per un'ora in un focolare freddo e impastata. Poi prendine 20 G. gelatina secca 300 cm 3 acqua, scioglierla alla temperatura di 40°C e filtrare. Questa soluzione di gelatina viene riscaldata a 45°C, mescolata con la vernice, e versata con una pipetta su una lastra di vetro, pulita come indicato; la piastra è preinstallata orizzontalmente e protetta dalla polvere. Due piastre così preparate, dopo l'essiccazione, vengono incollate insieme con balsamo canadese.

Una soluzione di gelatina, se viene aggiunto zucchero, aderirà ancora meglio al vetro. Il timolo è adatto per disinfettare una soluzione di gelatina: un pezzettino di questa sostanza, simile alla canfora, viene gettato nella soluzione. Come substrato principale è possibile utilizzare la "gelatina al cromo": fino a 100 cm 3 Viene aggiunta una soluzione di gelatina all'1% 5 cm 3 Soluzione al 5% di allume cromico.

Tuttavia, la produzione di un buon filtro richiede ancora una certa conoscenza delle proprietà speciali dei coloranti e la conoscenza di alcuni metodi di lavorazione con essi; bisogna pensare che E.J. Wall aveva ragione quando ha smesso di produrre da solo questi filtri colorati. Pertanto, in ogni caso, è necessario prima di tutto familiarizzare in dettaglio con le monografie su questo argomento dell'autore indicato o con la monografia di Weigert. Con tutti i filtri colorati in cui il colorante è sciolto in gelatina, c'è il pericolo che il loro colore cambi nel giro di diversi mesi o anni, soprattutto se lo strato è incollato con balsamo del Canada e se il filtro è rimasto a lungo alla luce tempo. Le pellicole di gelatina colorata sono disponibili in commercio da numerose aziende.

Possiamo anche consigliare il cosiddetto filtri monocromatici, bande quasi della stessa larghezza adiacenti tra loro e separate dallo spettro. Esistono due tipi di filtri monocromatici: per regioni spettrali più ampie e per regioni più strette. Se la zona di trasmissione si restringe, anche il valore di trasmissione massimo diminuisce di diversi punti percentuali. I filtri monocromatici possono essere utilizzati con successo per eliminare la luce diffusa in semplici monocromatori.

Per i vetri grigi, la curva di trasmissione, in generale, non mostra alcuna dipendenza dalla lunghezza d'onda. Al di là della parte rossa, il grado di trasparenza nella maggior parte dei casi aumenta notevolmente. Questa proprietà deve essere tenuta presente quando si utilizzano tali vetri, ad esempio, sotto forma di cuneo, come attenuatore in un apparato spettrale. La selettività del filtro grigio diventa molto importante con filtri molto densi. I filtri grigi ottenuti fotograficamente sono relativamente non selettivi. Sfortunatamente, nella maggior parte dei casi tendono a disperdere leggermente la luce, quindi quando si utilizzano questi filtri, i raggi diffusi possono causare un effetto luminoso aggiuntivo.

È molto più semplice realizzare filtri per liquidi. La soluzione colorante viene versata in una vasca a pareti piano-parallele. Molto adatti a questo scopo sono i recipienti cilindrici di vetro citati a pagina 111, alle cui estremità sono fuse piastre piano-parallele; a lato, nel recipiente è saldato un processo per riempirlo di liquido. Largamente risaputo navi di Leybold; per essi, nonché per la fabbricazione di piccole cuvette, vedere Weigert. Filtri per liquidi costituiti da diversi strati ben definiti posti uno dietro l'altro possono essere composti in modo relativamente semplice utilizzando cuvette appropriate.

I sali inorganici colorati sono particolarmente adatti per il riempimento di filtri liquidi, poiché presentano una completa resistenza alla luce.

Le seguenti indicazioni sono tratte dal lavoro di Gibson,

4400 A: soluzione acquosa al 5% di ferricianuro di potassio,

5000 A: soluzione acquosa al 6% di bicromato di potassio, "

6000 A: lastre di ossido rameoso o vetro sfregiato,

780: iodio in solfuro di carbonio,

8200 A: ebanite; permeabilità di una piastra con uno spessore di 0,3 mm a 1 lux 37%, a 2 mk 61%.

Di seguito sono riportati i dati su vari filtri infrarossi. Questi filtri, così come numerosi coloranti, sono stati studiati da Merkelbach nell'intervallo da 0,6 a 2,8 mk.

Seconda classe

Filtri con limite definito di permeabilità alla lunghezza d'onda lunga: 1 strato d'acqua cm. Permeabilità a l=1 mk 80%, a l= 1,5 lek 0%.

57 G. solfato di rame attivo. 1 litro d'acqua, spessore strato 1 cm. La soluzione passa a l = 5800 A 80%, a partire da l = 7500 A nella direzione delle onde lunghe è opaca.

Una soluzione acquosa semisatura di cloruro ferrico passa con uno spessore di strato pari a 10 mm: a l=0,7 mk 40%, a l=0,8 scemo 5%, a n=0, e mk 0%. Purtroppo la soluzione è instabile. Vetro BG 19 di Schott a spessore 2 mm passa: a l=0,55 mk 90%, a l=0,7 mk 50% e al l da 0,9 a 2,8 juk meno del 5% della luce cade su di esso.

La luce rossa viene assorbita in modo più forte rispetto al filtro blu-verde a lunghezza d'onda corta della suddetta azienda e al blu di Prussia.

Filtri per scopi speciali

Se, secondo il metodo proposto da Pfund, le pellicole di celluloide vengono trattate con vapori di selenio, si ottiene uno strato nero che, come hanno mostrato Barnes e Bonner, insieme ad una lastra di quarzo con uno spessore di 0,7 mm trasmette raggi solo con lunghezze d'onda superiori a 40 leghe. Il documento presenta curve di assorbimento comprese tra 1 e 120 scemo.

Gli strati d'oro, trasparenti al 73% alla luce verde, escludono, secondo Kisfaludi, i raggi rossi e infrarossi.

Nella maggior parte dei casi, i tre filtri proposti da R.V. Legno: uno strato di malta successivo

Formazione: 10 mg nitrosodimetilanilina per 100 ml di acqua, spessore 5 mm; questo filtro è impermeabile ai raggi con lunghezza d'onda compresa tra 5000 e 3700 A e permeabile alle lunghezze d'onda comprese tra 3700 e 2000 A. Durante la conservazione a lungo termine, la soluzione diventa impermeabile ai raggi ultravioletti senza cambiare colore. Un sottile strato d'argento è trasparente ai raggi con una lunghezza d'onda compresa tra 3400 e 3100 A. La curva di permeabilità di questo strato è un'immagine speculare della sua curva di riflessione della luce. Per realizzare un tale filtro, una lastra di quarzo viene argentata, ottenendo uno strato di tale spessore che, se visto attraverso di esso, il Sole appare come un disco blu, e i contorni delle case sullo sfondo di un cielo luminoso non sarebbero più visibili . Sullo strato d'argento viene posto un anello di carta da filtro impregnata di acetato di piombo; poi a questo anello viene sovrapposta una lastra di quarzo. In questa forma, il filtro viene conservato per molti mesi.

Woodnish notò anche che strati molto sottili di metalli alcalini, già completamente opachi alla luce visibile, trasmettono luce a onde corte. Tale strato può essere ottenuto per evaporazione di un metallo alcalino molto accuratamente purificato; i vapori si depositano sulla parete di un pallone di quarzo raffreddato da aria liquida; Wood descrisse la tecnica per preparare tali strati, ma non può essere considerata semplice. O'Brien, così come Watstone e Hurst, continuarono a lavorare su questo filtro. I limiti di permeabilità si trovano per

Cs a 4400 Rb 3600 K 3150 Na 2100 Li rimane opaco fino a 1400 A.

Dressler e Rikk hanno descritto un filtro di luce che consente alla sensibilità spettrale relativa della fotocellula al selenio di avvicinarsi quasi completamente alla sensibilità del nostro occhio.

Non è consigliabile realizzare da soli un filtro di luce del genere, dovrebbe essere acquistato già pronto, poiché ogni fotocellula richiede una selezione speciale speciale di un filtro di luce. Inoltre, si consiglia di verificare periodicamente la precisione dell'installazione.

Una regione relativamente stretta vicino a qualsiasi lunghezza d'onda può essere isolata mediante il noto filtro Christiapsen. Uno di questi filtri per lunghezze d'onda da 3 a 90 mk brevemente descritto da Barnes e Bonner. In precedenza, per isolare l'intervallo di lunghezze d'onda richiesto, veniva utilizzata una variazione della temperatura della cuvetta con una soluzione; Aye utilizza una soluzione di bromuro di potassio e bario e composti di iodortato, che è relativamente insensibile ai cambiamenti di temperatura. Secondo i dati dell'autore, è possibile modificare la regione selezionata dello spettro selezionando una concentrazione adeguata della soluzione. Se si utilizzano filtri liquidi autocomposti per isolare le singole linee nello spettro di una lampada al mercurio, si possono consigliare le seguenti combinazioni di filtri. Queste combinazioni sono applicabili allo stesso modo dei filtri, in aggiunta a quelli anti-interferenza. ■

Farsetto giallo 5790/69 A può essere distinto se lo spettro di una lampada al mercurio viene fatto passare attraverso uno strato di una soluzione quasi satura di bicromato di potassio dello spessore di 5 cm.

Linea verde 5461 A. Sciogliere in una cuvetta piena d'acqua la quantità di tartrazina necessaria a far scomparire le linee blu; per il controllo utilizzare uno spettroscopio tascabile. Il doppietto giallo viene rimosso aggiungendo nitrato di neodimio disponibile in commercio. La soluzione è quasi indefinitamente stabile. Il filtro è eccellente per studi spettroscopici e polarimetrici, nonché per microfotografia. È anche possibile utilizzare il vetro al didimio, che però è piuttosto costoso poiché è necessario uno strato spesso fino a 2 mm. cm.

Gruppo di linee 4358–4347 Miscela 8 G chinino solfato con 100 cm 3 si aggiunge goccia a goccia acqua distillata e acido solforico diluito fino a sciogliere lo strato rigonfio di precipitato bianco precipitato inizialmente; la sua dissoluzione avviene all'improvviso. Uno strato di questo liquido con uno spessore di 2 cm in abbinamento al normale vetro al cobalto trasmette, oltre al gruppo di linee sopra indicato, solo tracce della linea verde. Se quest'ultima non è desiderata, alla soluzione viene aggiunta la pemporodamina B. Poiché la soluzione di chinino solfato diventa marrone dopo una lunga esposizione alla luce, Pfund consiglia una soluzione di nitrato di sodio con uno spessore dello strato di 12 mm; la sua trasparenza è del 65% per 4358 A e dell'1% per 4047 A.

Ancora più adatta allo scopo, forse, recentemente proposta da Sunny e dai suoi collaboratori è una miscela di una soluzione di nitrobenzene al 6% in alcool con "rosamina 56 extra" allo 0,01%; il suo strato è spesso 1 cm salta la linea 4358 A, ma indebolisce le linee vicine allo 0,1%; è da precisare che questo filtro è poco sensibile all'azione della luce.

Per linea 3125 A Backström descrisse brevemente il seguente filtro: una soluzione di 14 G. solfato di nichel e 10 g di solfato di cobalto ogni 100 cm* acqua distillata; questo filtro luminoso trasmette con uno spessore di strato di 3 cm il 3,5% della linea 3342 A, ma il 96% della linea 3125 A; è trasparente fino ad un minimo di 2300 A. Se altri 45 G. ftalato di potassio acido anidro, che assorbe bene le onde corte, l'intensità della già vicina linea 3023 A viene attenuata allo 0,1%, mentre la linea 3125 A mantiene un'elevata permeabilità. Un assorbitore semplice ma non molto efficace è una piastra al quarzo argentata.

Per evidenziare una linea 2536 E secondo Oldenberg si può usare una fiaschetta di quarzo con un diametro di 40 mm, riempito con cloro ad una pressione di circa 6 ATM. La linea 4358 A sarà ancora molto indebolita, ma le linee a onde lunghe sono improbabili.

Utilizzando filtri di vetro e lampade spettrali convenzionali disponibili in commercio, è possibile isolare linee distanziate quasi uniformemente in tutto lo spettro. A differenza dei filtri liquidi, il filtro in vetro ha il vantaggio di essere quasi infinitamente stabile. Nel libro di consultazione di fisica e chimica, D "Ans e Lax, vengono fornite combinazioni di filtri e le corrispondenti lampade spettrali.

Per la luce visibile e ultravioletta danno buoni risultati strati metallici trasparenti di platino, rodio, antimonio depositati per evaporazione su lastre di quarzo.

Teysing e Göbert realizzarono, con una tecnica elegante, un filtro grigio il cui assorbimento nell'intervallo di lunghezze d'onda compreso tra 3000 A e 2,3 mkè praticamente costante. Per fare ciò, hanno depositato un secondo strato su uno strato, il cui assorbimento diminuisce al diminuire delle lunghezze d'onda, il cui assorbimento cambia nella direzione opposta.

Le pellicole polarizzanti, ora prodotte da varie aziende, possono essere utilizzate come filtro a densità neutra variabile quando incrociate. In molti casi, al posto dei prismi polarizzanti, vengono utilizzate con grande successo pellicole polarizzanti. Quando vengono incrociati, i migliori riducono la luminosità della luce centinaia di volte. Rispetto ai prismi polarizzanti hanno il vantaggio di un campo visivo più ampio. I film possono essere realizzati in dimensioni quasi illimitate. A volte sorgono difficoltà dovute alla necessità di garantirne la stabilità termica. I polarizzatori possono essere protetti in modo affidabile dall'umidità, se necessario, incollandoli tra dischi di vetro.

Da un lato la produzione di filtri polarizzatori di questo tipo, dall'altro la produzione di film con birifrangenza incoraggiano la progettazione di filtri dispersivi rotazionali. Questo tipo di filtro fu descritto molti anni fa da R.V. In ud quando si separano i componenti della linea del sodio; filtri di questo tipo furono poi sviluppati da Layot, Ehman, Regius e Haase. Un filtro con foro di Lyot faceva passare una striscia di 2 A di larghezza con una trasparenza del 13% nella parte verde e di 3 A al 24% nella parte rossa.

2. Superfici a specchio

A) metalli

I risultati di numerosissimi studi sperimentali in questo settore portano alle seguenti conclusioni qualitative. A lunghe lunghezze d'onda, pochi micron, la maggior parte dei metalli riflette dal 90 a quasi il 100% della luce incidente. Dalle 15 mk fino a quasi 4000 A l'argento supera tutti gli altri metalli in riflettività; nella regione degli infrarossi fino a 8500 A l'oro riflette allo stesso modo dell'argento. L'ottone è anche un ottimo riflettore nella regione delle lunghezze d'onda lunghe. I risultati di tale lavoro sono presentati graficamente nelle Figg.

Riflettività dell'argento e dell'alluminio

È noto che al diminuire delle lunghezze d'onda, la riflettività di tutti i metalli diminuisce notevolmente, ad eccezione del silicio. metallo a specchio, oppure la cosiddetta lega di Brashear, utilizzata soprattutto per i reticoli di diffrazione riflettente, è composta per il 68% da rame e per il 32% da stagno. Secondo i dati di Pfund, nella regione di Lyman, il quarzo riflette meglio e il metallo speculare è il peggiore.

B) Strati che riducono la riflessione

Gli strati che eliminano o riducono la riflessione sono attualmente ampiamente utilizzati nell'ottica. I metodi per depositare strati sottili, come fluoruro di magnesio, calcio o litio, sono diventati tecnicamente molto avanzati. Nell'ottica tecnica stanno già iniziando ad essere utilizzati rivestimenti multistrato che eliminano la riflessione. Anche la resistenza degli strati è stata notevolmente aumentata. Innanzitutto gli strati depositati dalla fase gassosa hanno praticamente la durezza del vetro, sono quasi indistruttibili. Le tecniche di deposizione tramite vapore sono state sviluppate da Geffken. La diminuzione della riflessione su tali strati è piuttosto significativa. Il coefficiente di riflessione da essi dipende in piccola parte dalla lunghezza d'onda e ha valori​​da 0,2 a 1% . Quando si utilizzano rivestimenti multistrato, la dipendenza della riflessione dalla lunghezza d'onda diminuisce. Si possono ottenere anche specchi ad alta riflettività e basso assorbimento. Tuttavia, ciò richiede un numero pari di livelli.

Nella tabella. sono indicate la trasparenza e la diffusione della luce da parte di un sistema ottico costituito da un certo numero di superfici, assumendo che c, = 5% o Q 1 = I% della luce incidente su di esso sia riflessa su ciascuna superficie. Come previsto, il guadagno dovuto alla diminuzione della riflessione con due superfici è insignificante, ma con l'aumento del loro numero diventa così grande che, ad esempio, su 30 superfici, la luce diffusa dannosa viene ridotta di quasi sei volte a causa di un relativo aumento del grado di trasmissione di un fattore tre.

3. Microscopio e suoi accessori, in particolare per lavori termici

Microscopio, ad es. il dispositivo di illuminazione, l'oculare e l'obiettivo, è uno degli strumenti ampiamente utilizzati. Segnaliamo anche alcune attrezzature aggiuntive, ad esempio una camera per il funzionamento a basse temperature; in questo caso l'oggetto si trova in una camera piana, attraverso la quale scorre il gas secco che è passato attraverso il bagno di refrigerazione. Per funzionamento a temperature comprese tra - 130 e - e cristalli.

Nell'osservazione microscopica delle transizioni di fase, dei processi di fusione o della formazione di cristalli singoli ad alte temperature, piccoli campioni di una sostanza possono in alcuni casi essere posizionati su un nastro metallico a forma di U riscaldato elettricamente. Questo nastro, realizzato in lega 60% Pt -) - 40% Rh, funge da microforno. Il nastro ha dimensioni: spessore 0,01 mm, larghezza 8 mm, lunghezza lato 10 mm, distanza tra loro 1.2 mm; l'aria in questo forno viene riscaldata ad una temperatura di oltre 1800°C; questa temperatura può essere mantenuta a lungo. La temperatura può essere determinata da un grafico della sua dipendenza dalla corrente del filamento, i cui punti sono ottenuti come punti di fusione noti di alcune sostanze. Di seguito vengono elencate le sostanze adatte a questo scopo e vengono indicati i loro punti di fusione:

K 2 SO 4, CaO -MgO -2Si 0 2, BaO -2Si 0 2, CaO Al 2 O s ^ SiO 2, una miscela di 15% MgO e 85% SiO 2. Nel metodo proposto da Ordway, una goccia di materiale fuso viene trattenuta da forze capillari sulla superficie di un termoelemento Pt-PtRh riscaldato da corrente alternata ad alta frequenza. La tensione costante attraverso la termocoppia riscaldata viene utilizzata per misurare la temperatura. Il circuito di misurazione della temperatura deve essere protetto dagli effetti della tensione alternata mediante filtri lungo l'intera lunghezza del termoelemento. L'errore assoluto nella misurazione della temperatura a 1420°C è 5°. Nel metodo Velx il circuito di misurazione della temperatura e il circuito del riscaldatore sono completamente separati. Il termoelemento viene riscaldato da una semionda di corrente alternata di 50 periodi. Durante la seconda semionda, il termoelemento è collegato al circuito di compensazione per determinare la termo-EMF.

Per la microscopia dei metalli ad alte temperature esistono "tavoli riscaldanti di fabbrica". Sono dotati di recipienti a tenuta di vuoto in cui un piccolo pezzo lucido del metallo in studio viene riscaldato in alto vuoto o in atmosfera protettiva e il processo di modifica della sua superficie con la temperatura è osservato.

Installazione per ricerche con microscopio polarizzatore a basse temperature. Schema della fotocamera attaccata al microscopio polarizzatore.J- obiettivo del microscopio, 2 - anello di sughero,3 - piastra cava con tubo in ottone saldato4, abbassato nel recipiente 6 con aria liquida 5.7 - termoelemento,S- specchio in metallo argentato9 - camera d'aria freddaSì - tubo in ottone a pareti spesse,E- tubo di vetro12 - involucro per il tubosì, 13– riscaldatore aggiuntivo,14 - tubo di porcellana,15 - piastra con tubo in ottone saldato16, immerso in un recipiente pieno di aria liquida17, 18 - stufa, 19 - caro, 20 – anello di sughero,21 - una piastra anulare supportata da un tavolino per microscopio22.

Condizioni dell'obiettivo: l'oggetto non può essere inferiore a 2,5-3 mm, poi con obiettivi normali l'ingrandimento massimo ottenibile non supera i 250–300. Una panoramica dello sviluppo dei metodi metallografici e dei risultati da essi ottenuti è fornita da Reinacher 18). Pfeiffer descrive un tavolo riscaldante fatto in casa per esaminare al microscopio le leghe facilmente ossidabili. Il riscaldatore è posto su un supporto cavo di quarzo racchiuso in una teca di vetro raffreddata ad acqua; il supporto è chiuso con una sezione di quarzo fuso su cui è fusa una rondella di quarzo. Il forno di riscaldamento è costituito da due tubi Al Oz fusi insieme attraverso i quali passano fili di platino. . Un termoelemento viene utilizzato per misurare la temperatura del campione posto nel forno. I fili che trasportano corrente e i fili del termoelemento sono fusi nel vetro per garantire la tenuta della connessione.

I metodi di attenuazione della riflessione stanno rapidamente migliorando. L'indebolimento della riflessione si ottiene modificando la composizione chimica dello strato limite delle lenti oppure depositando su di esse uno strato con un indice di rifrazione diverso.

Recentemente, la microscopia a infrarossi, nella quale vengono utilizzati microscopi riflettenti, ha fatto progressi molto rapidi. Grandi progressi nella valutazione delle irregolarità sulle superfici sono stati fatti con i microscopi a contrasto di fase. Nel microscopio ultravioletto viene utilizzato con successo anche il metodo del contrasto di fase.

Un semplice micromanipolatore è costituito da un telaio con due stecche di legno poste ad angolo retto, che sono collegate al microscopio e consentono il movimento di microaghi, micropipette e microelettrodi ad essi collegati.

Tavolo riscaldante sottovuoto Pfeiffer

I dispositivi che forniscono l'osservazione visiva del terreno e degli oggetti che si trovano su di esso, nonché la loro distinzione rispetto agli sfondi di accompagnamento per l'identificazione e il processo decisionale sull'impatto su di essi con i mezzi disponibili, includono: - dispositivi per la visione notturna che utilizzano il principio di conversione del immagine del terreno e obiettivi invisibili ad occhio nudo di notte nell'immagine visibile; - dispositivi per la visione notturna basati sull'uso di tubi trasmittenti televisivi funzionanti a bassi livelli di illuminazione notturna naturale; - dispositivi di imaging termico che utilizzano il principio di conversione della radiazione termica del terreno e dei bersagli (immagine termica) in un'immagine osservata dall'occhio umano, anche in condizioni di nebbia, pioggia, nevicata e interferenze artificiali - fumo e uso di mascheramento di formazioni di aerosol giorno e notte; - dispositivi per la visione notturna che utilizzano l'illuminazione laser di bersagli per l'osservazione in condizioni di visibilità limitata diurna e notturna, causate da fattori meteorologici o dall'uso di mimetizzazione artificiale e contromisure da parte del nemico.

Sensibilità spettrale dell'occhio umano Nello spettro delle onde elettromagnetiche, che va dalla radiazione gamma con una lunghezza d'onda inferiore a un centesimo di nanometro all'emissione radio con lunghezze d'onda di decine di chilometri, la sensibilità spettrale dell'occhio umano è una stretta striscia da Da 0,4 a 0,76 micron nella regione visibile. La quantità di informazioni provenienti dagli organi visivi, secondo la scienza, rappresenta il 90% di tutte le informazioni provenienti dai sensi umani.

Nome della banda Lunghezze d'onda, Frequenze λ, Sorgenti ν Onde radio Extra lunghe oltre 10 km meno di 30 kHz Fenomeni atmosferici. Correnti alternate nei conduttori e flussi elettronici (circuiti oscillatori). Lungo 10 km - 1 km Da 30 k Hz a Hz Medio 1 km m 300 k Hz - 3 MHz Corto 100 m - 10 m 3 MHz - 30 MHz Ultracorto 10 m -1 mm 30 MHz GHz IR 1 mm nm 300 GHz THz Radiazione di molecole e atomi sotto influenze termiche ed elettriche. Radiazione visibile (ottica) nm 429 THz -750 THz Ultravioletta nm 7,5×10 14 Hz - 3×10 16 Hz Radiazione di atomi sotto l'influenza di elettroni accelerati. Raggi X 10 nm -17:00 3× ×10 19 Hz Processi atomici sotto l'influenza di particelle cariche accelerate. Gamma inferiore a 17:00 superiore a 6×10 19 Hz Processi nucleari e spaziali, decadimento radioattivo.

Un breve concetto del processo visivo 1. Un'immagine focalizzata dal cristallino dell'occhio viene percepita dal ricevitore oculare fotosensibile della retina, che consiste di due tipi di fotorecettori: bastoncelli e coni, dove la luce viene assorbita e la luce l'energia ricevuta viene convertita in segnali elettrici trasmessi al cervello. Tutte le percezioni visive vengono effettuate con l'aiuto di bastoncelli e coni, tuttavia, la discriminazione dei colori è inerente solo ai coni, mentre la discriminazione tra luce e buio viene effettuata sia dai bastoncelli che dai coni. 2. Il potere risolutivo dell'occhio alla luce del sole è fornito dai coni ed è 0,5 -1 arco. min, e al crepuscolo cade, trasferendo le sue funzioni all'apparato dei bastoncini. In questo caso la sensibilità spettrale dell'occhio si sposta verso lunghezze d'onda più corte, e il suo massimo passa da una lunghezza d'onda di 0,55 μm a una lunghezza d'onda di 0,51 μm. Curve della sensibilità spettrale dell'occhio: 1 - di giorno; 2 - al buio

La capacità di adattarsi a un cambiamento di sensibilità a seconda dell'illuminazione della pupilla. È noto, ad esempio, che al crepuscolo l'occhio è in grado di percepire una luminosità 100 volte inferiore a quella diurna. L'adattamento al buio, cioè l'adattamento dell'occhio all'oscurità, procede in due periodi: il primo, della durata di circa 2 minuti, in cui la sensibilità dell'occhio aumenta di 10 volte, e il secondo, della durata di 8 minuti, in cui la sensibilità aumenta di altre 6 volte. volte. L'adattamento alla luce avviene quando l'oscurità viene improvvisamente disturbata. Nel primo momento, la vista è completamente paralizzata e la persona smette di vedere. Quindi l'apparato di adattamento inizia a funzionare. Allo stesso tempo, la pupilla si riduce drasticamente, la sensibilità dei bastoncelli diminuisce e le funzioni visive vengono trasferite ai coni, che rallentano l'apparato dei bastoncelli e dopo un po' lo spengono. Inizia la ristrutturazione dell'intero apparato visivo dalla retina al cervello, che aiuta a far fronte all'abbagliamento e consente di vedere in condizioni di elevata luminosità.

Illuminazione tipica, esempi Illuminazione, lux Dove 10 5 Luce di Sirio, la stella più luminosa nel cielo notturno 0.0003 Cielo stellato senza luna 0.01 Quarto di luna 0.27 Luna piena in un cielo limpido 1 Luna piena ai tropici fino a 20 Nel mare a una profondità di ~50 m 50 Soggiorno 80 Ingresso/WC 100 Giornata molto nuvolosa Ufficio 350±150 Alba o tramonto su Venere 400 Alba o tramonto in una giornata limpida. 1000 Giornata nuvolosa; illuminazione in uno studio televisivo 1-3 mila mezzogiorno su Venere 4-5 mila mezzogiorno in dicembre gennaio mille Giornata limpida e soleggiata (all'ombra) mille Sotto il sole diretto

Livelli di illuminazione naturale (a), visione e processo di adattamento all'oscurità Per calcolare la portata di un dispositivo di visione notturna passivo con un intensificatore di immagine delle generazioni I e II, si presuppone che l'illuminazione sia di 0,1 lux alla luce della luna e lux in un cielo stellato senza nuvole. Allo stesso tempo, la caratteristica spettrale della luce stellare in intensità tende ad aumentare nella regione del vicino IR, per cui l'osservazione in queste condizioni ad occhio nudo, anche adattato, è praticamente impossibile, poiché l'occhio non è più ha sensibilità in questa regione spettrale.

Fattori che influenzano la soluzione dei problemi di osservazione 1. La probabilità di rilevare un oggetto dipende dalle dimensioni angolari dell'oggetto stesso e dal suo contrasto con lo sfondo. Quanto più grande è l'oggetto e maggiore è il contrasto, tanto prima verrà rilevato l'oggetto. In questo caso l'identificazione dell'oggetto può essere effettuata dalla regione centrale dell'occhio, la fovea, che ha un'elevata risoluzione. Quando si cerca un oggetto, la sua forma non gioca un ruolo importante, ma conta solo la sua area all'interno delle proporzioni da 1: 1 a 1: 10. Un aumento delle dimensioni angolari di un oggetto di 2 volte riduce il tempo necessario per rilevarlo per 8 volte. 2. Il valore del contrasto determina il tempo necessario per cercare un oggetto. Il contrasto in qualsiasi punto è determinato dal rapporto tra la differenza tra la luminosità dell'oggetto e dello sfondo L circa L f e la loro somma L circa + L f. (media K=0,32). 3. Il tempo necessario per rilevare oggetti più chiari e più scuri dello sfondo con gli stessi valori assoluti di contrasti positivi e negativi è lo stesso. 4. Con l'aumento del campo visivo aumenta anche il tempo necessario per la ricerca di un oggetto. Un duplice aumento del campo visivo aumenta il tempo di ricerca di 4 volte, mentre il tempo di ricerca non è determinato dalla forma del campo, ma dalla sua area angolare. 5. Gli oggetti che si muovono a bassa velocità sono più facili da rilevare rispetto a quelli fermi, mentre quelli che si muovono ad alta velocità sono più difficili a causa del deterioramento del contrasto visibile. Un ulteriore aumento della velocità può portare alla perdita di visibilità dell'oggetto. Il movimento peggiora il contrasto visibile dell'oggetto, il cui valore dipende non solo dalla velocità angolare, ma anche dalla dimensione angolare dell'oggetto osservato.

In base alla qualità della visione (4:3), che offre la possibilità di osservare oggetti su diversi sfondi durante il giorno, nonché alle caratteristiche degli strumenti ottici che determinano la possibilità di osservare oggetti fermi e in movimento sul campo (ingrandimento, campi visivi, coefficiente di trasmissione della luce, diametri delle pupille di ingresso (E) e di uscita (d)) se osservato attraverso un dispositivo ottico, la probabilità di rilevare un oggetto è quasi 3 volte maggiore della probabilità di rilevarlo ad occhio nudo .

Influenza delle condizioni meteorologiche (stato dell'atmosfera) sull'efficienza dell'osservazione Regioni di trasmissione della radiazione: (intervalli di lunghezza d'onda) regione visibile da 0,4 a 0,7 µm; vicino infrarosso da 0,7 a 3,0 µm; infrarosso medio e lontano rispettivamente da 3 a 6 e da 8 a 14 micron. Caratteristiche di trasmissione atmosferica (temp.+15º, umidità 40%). Gli ultimi tre costituiscono la base per la realizzazione di sistemi di visione in condizioni di visibilità limitata

Illuminazione notturna naturale Il sole è allo zenit: l'illuminazione della superficie terrestre raggiunge il massimo e supera i lux con un coefficiente di trasparenza dell'atmosfera di circa il 70%. Con lo spostamento verso l'orizzonte, l'illuminazione creata dal Sole è di soli 10 lux. (la composizione della luce solare cambia, quando attraversano l'atmosfera, i raggi blu e viola vengono attenuati più dell'arancione e del rosso, per cui la radiazione massima del Sole si sposta nella regione rossa dello spettro). Con l'inizio del crepuscolo, l'illuminazione creata dalla luce del cielo diminuisce fino all'inizio del crepuscolo astronomico, seguito dal momento più buio del giorno, la notte (0,3-0,002 lux). Radiazione spettrale del firmamento notturno Variazione di ENO creata dalla Luna A seconda della sua fase

EFFETTO DEL VALORE DI CONTRASTO Nella regione del vicino IR, si osserva l'effetto di aumento del contrasto a causa delle nette gradazioni nella riflettività di numerosi materiali diversi che compongono lo sfondo naturale della Terra. Caratteristiche di riflessione spettrale dei materiali naturali: 1-foglie degli alberi; 2 erba, 3 ghiaia; Corteccia di 4 alberi Riflettività del serbatoio e del fondo: 1-cf. riflessione riflettività dello sfondo; riflettività a 2 serbatoi La riflettività di numerosi sfondi naturali, come l'erba e il fogliame degli alberi, aumenta notevolmente con lo spostamento verso lunghezze d'onda più lunghe, mentre la corteccia degli alberi e la ghiaia mantengono costante il valore di riflettività. Ciò crea un contrasto che consente di osservare l'immagine in un'area inaccessibile alla visione umana. Il coefficiente di riflessione di un serbatoio, come quello di un altro oggetto realizzato dall'uomo, mantiene il suo valore in un ampio intervallo di lunghezze d'onda, mentre aumenta la riflettività dello sfondo, raggiungendo così il contrasto richiesto per il rilevamento in questo intervallo spettrale.

Conclusioni: 1. Poiché il massimo spettrale della sensibilità dell'occhio umano cade su una lunghezza d'onda di 0,55 μm sotto la luce del sole e con scarsa illuminazione al crepuscolo si sposta verso lunghezze d'onda più corte fino a 0,51 μm, mentre il massimo EHO nello spettro tende per spostarsi verso le onde lunghe, è stato necessario trovare i mezzi per vedere nell'oscurità. (nel 1869 ai raggi termici fu dato il nome "infrarossi", in contrasto con un'altra radiazione anch'essa invisibile: i raggi ultravioletti (UV), scoperti nel 1801). 2. Lo spettro ultravioletto non viene utilizzato per la visione notturna a causa del forte assorbimento della radiazione UV da parte dell'atmosfera e di molti altri mezzi ottici, mentre i raggi IR sono abbastanza ben trasmessi dall'atmosfera e hanno una serie di proprietà fisiche che consentono loro di essere utilizzato come mezzo di illuminazione del bersaglio (proiettori IR) nei dispositivi di visione notturna attivi e per creare convertitori per l'osservazione delle immagini dei bersagli nei raggi IR. 3. Con tempo nuvoloso, di notte, quando il cielo è coperto da uno spesso strato di nuvole, irradiare il bersaglio con raggi IR aiuterebbe a rilevare il bersaglio a causa di un forte aumento del contrasto nella regione IR, ma la sensibilità spettrale dell'occhio, limitato da una lunghezza d'onda di 0,76 μm, non risolve questo problema. 4. La soluzione al problema della visione notturna è sempre stata quella di creare un dispositivo sensibile nell'ordine di 0,75-0,9 micron, con la successiva trasformazione dell'immagine in questo intervallo nella gamma di lunghezze d'onda accessibili all'occhio.

Tubi intensificatori d'immagine dei dispositivi per la visione notturna (NVD) I ricevitori fotoelettrici, il cui principio si basa sul distacco di un elettrone sotto l'influenza della radiazione (effetto fotoelettrico interno), alla fine hanno permesso di procedere alla creazione di un tubo intensificatore d'immagine e poi un dispositivo per la visione notturna. Vetro tela: 1-fotocatodo; Schermo luminescente a 2 metallizzati; Cilindro a 3 vetri; 4-flusso di elettroni; Strato di fosforo del fotocatodo d'argento di ossigeno-cesio a 5 elettroni che non hanno ricevuto un'accelerazione sufficiente, con uno schermo metallizzato traslucido Principio di funzionamento: - un flusso di raggi IR o un'immagine di un oggetto in raggi IR focalizzato da una lente viene diretto al fotocatodo di un tale convertitore, chiamato vetro Holst; - i suoi quanti estraggono elettroni dal fotocatodo che, sotto l'azione di un campo accelerato creato da un'alta tensione, vengono inviati allo schermo; - nel punto di collisione degli elettroni con il fosforo appare un bagliore, che viene osservato dall'occhio. Svantaggi: -non c'è focalizzazione degli elettroni; - Immagine sfocata sullo schermo. fotone elettrone fotone hν 1>е >hν 2, dove hν 1 e hν 2 sono le energie dei fotoni incidenti ed emessi con frequenze ν 1 e ν 2 ; h Costante di Planck, pari a 6.626 10 34 J s. e >hν 2, dove hν 1 e hν 2 sono le energie dei fotoni incidenti ed emessi con frequenze ν 1 e ν 2 ; h Costante di Planck pari a 6.626 10 34 J s.">

Il principio di funzionamento del tubo intensificatore di immagine con messa a fuoco elettrostatica 1 fotocatodo; 2 anelli di messa a fuoco; 3 - immagine simbolica di una lente elettronica; Traiettorie a 4 elettroni; schermo a 5 luminescenti; 6-anodo; Divisore a 7 tensioni In questo tubo intensificatore di immagine, il fascio di elettroni veniva focalizzato mediante anelli di focalizzazione, ai quali veniva applicata una tensione costante da una sorgente di corrente ad alta tensione attraverso un divisore di tensione. Gli anelli di messa a fuoco formavano campi equipotenziali, somiglianti a una lente in termini di distribuzione della tensione al loro interno, a seguito della quale questo tipo di messa a fuoco cominciò a essere chiamato lente elettronica, in contrasto con un altro metodo di messa a fuoco, effettuato utilizzando un campo magnetico che formava una lente magnetica (utilizzando magneti ad anello permanenti o induttori.

SCHEMA DI LAVORO NVD ZERO GENERATION (ATTIVO) 1-oggetto di radiazione; 2 flussi di raggi IR; illuminatore 3-IR; 4 lampade; Filtro 5-IR; 6-el.opz. dispositivo; 7 lenti; 8- oculare; 9-EOP; 10-fotocatodo; Schermo a 11 luminescenti Aspetti positivi: i tubi di generazione zero sono diventati la base per la creazione di dispositivi di visione notturna attivi, la cui qualità positiva è l'indipendenza dal valore ENO, che rende possibile l'utilizzo in completa oscurità: all'interno, in profondità trincee, strutture sotterranee. Svantaggi: 1. In condizioni di visibilità degradata - pioggia, nebbia, nevicata - il raggio di osservazione nei dispositivi di visione notturna attivi è drasticamente ridotto, poiché gocce di pioggia, fiocchi di neve e particelle di nebbia riflettono la radiazione dell'illuminatore IR, creando la cosiddetta retroilluminazione il fotocatodo del tubo intensificatore di immagine del dispositivo. 2. Sono escluse la furtività e l'improvvisa apertura del fuoco, poiché i dispositivi di visione notturna attivi con l'inclusione di un illuminatore IR vengono facilmente rilevati dal nemico.

Caratteristiche dei fotocatodi utilizzati nei dispositivi per la visione notturna Fotocatodo di ossigeno-cesio-argento S1 Un valore insignificante di sensibilità alle radiazioni - poco più di 2 mA/W - e una bassa resa quantica - circa 0,4% - non fornivano la possibilità di osservare oggetti nella notte naturale illuminazione. Di conseguenza, un tubo intensificatore di immagine con questo fotocatodo ha trovato applicazione nei dispositivi di visione notturna attivi utilizzando un metodo attivo di illuminazione del bersaglio. S11 a base di metalli alcalino terrosi - potassio, sodio e cesio con l'aggiunta di antimonio È stato possibile aumentare la resa quantica rispetto a S 1 di quasi 3 volte. Ha un valore insignificante di emissione termoionica. S11 non ha trovato applicazione nel tubo intensificatore di immagini, poiché la sua caratteristica spettrale ha un massimo nella regione della lunghezza d'onda di 0,4 0,6 μm, che non è interessante per la visione notturna. S20 è un tipo multialcalino che non richiede raffreddamento e allo stesso tempo ha un'elevata resa quantica nella regione spettrale, che rende possibile il funzionamento dell'NVG in condizioni ENO. Caratteristiche dei fotocatodi utilizzati nei tubi intensificatori per la visione notturna Fotocatodi multialcalini - S20ER e S20 Sulla base di essi è cresciuta una nuova generazione di tubi intensificatori di immagine che soddisfa le condizioni operative nella regione spettrale che si trova oltre la lunghezza d'onda di 0,7 μm, al fine di utilizzare questa regione più efficiente per la visione notturna con immagini di miglioramento della luminosità che offrono la possibilità di creare dispositivi passivi che operano in condizioni EHO senza illuminazione.

Tubo intensificatore d'immagine modulare di generazione zero con piastre in fibra ottica (FOP) al posto delle finestre di ingresso e uscita in vetro nel tubo intensificatore d'immagine. I FOP sono costituiti da microscopiche guide luminose in fibra di vetro in grado di trasmettere un'immagine con elevata chiarezza e hanno consentito l'utilizzo di catodi e schermi sferici, che hanno semplificato significativamente gli elementi dei sistemi di messa a fuoco e hanno garantito una trasmissione di immagini ad alta risoluzione. Di conseguenza, sono stati creati tubi ICT dal design modulare con fotocatodi e schermi con un diametro di 18, 25 e 40 mm. I nuovi telefoni rappresentano una transizione dai dispositivi di visione notturna attivi ai dispositivi di visione notturna passivi che utilizzano il miglioramento dell'immagine. Il tubo è un trasduttore a camera singola o un tubo a camera singola. La tensione di accelerazione di tale tubo è di 15 kV. Radiazione 1-IR; 2 finestre di ingresso in fibra ottica; Elettrodi a 3 focalizzazioni; 4- finestra di uscita in fibra ottica; 5-radiazione visibile; 6- schermo ai fosfori; 7-fotocatodo; Raggi a 8 elettroni Svantaggi Il tubo fornisce un guadagno di circa 80, che consente di osservare nei dispositivi di visione notturna basati su di esso solo in una notte illuminata dalla luna, e anche nel caso in cui l'oggetto in esame si trovi in ​​un luogo aperto. In condizioni meno favorevoli, un dispositivo con tale tubo non risolve i problemi di visione notturna.

Tubo intensificatore di immagine a tre camere di tre amplificatori collegati tramite fibra ottica Il collegamento dello schermo di uscita di un tubo modulare con il fotocatodo di ingresso dell'altro fornisce un aumento significativo della luminosità di un'immagine scarsamente illuminata proiettata sul fotocatodo di ingresso del primo tubo . Un tubo intensificatore di immagine di questo tipo è chiamato tubo intensificatore di immagine a due camere o a stadio singolo, poiché la prima telecamera è un convertitore di immagini da IR a visibile e la seconda è una cascata di amplificazione della luminosità dell'immagine. Un convertitore a tre camere è chiamato convertitore a due stadi, poiché ha due stadi di amplificazione. Il guadagno aumenta con il numero degli stadi: -convertitore valvolare monocamera circa 80; -bicamerale - già 4000; -tre camere - dell'ordine Ciò ha permesso di creare sulla base dispositivi di visione notturna per l'osservazione notturna in condizioni ENO senza illuminare bersagli con un proiettore IR, cioè un'osservazione assolutamente passiva che non si smaschera in alcun modo. Svantaggi: una quantità limitata di fluttuazione dei fotoni, che impedisce un ulteriore aumento del guadagno aumentando la tensione di accelerazione negli stadi di amplificazione; - riduzione della risoluzione da cascata a cascata (in uscita è circa la metà; - elevata sensibilità degli amplificatori di luminosità in cascata all'abbagliamento. I dispositivi di visione notturna di prima generazione con elevata sensibilità e basso livello di rumore hanno trovato applicazione come mirini per armi pesanti e lunghe dispositivi di osservazione della portata e sono in servizio con gli eserciti di molti paesi del mondo.1-radiazione IR; finestra di ingresso a 2 fibre ottiche; 3 elettrodi di focalizzazione; scheda di collegamento a 4 fibre ottiche; finestra di uscita a 5 fibre ottiche; 6 -luce; 7- fotocatodo; schermo a 8 fosfori; I-primo stadio; II-secondo stadio; III-terzo stadio

Amplificatori di II generazione (un metodo per moltiplicare il fascio di elettroni formato dall'azione della radiazione esterna sul fotocatodo, invece del metodo utilizzato nell'UYaI della I generazione del metodo per impartire accelerazione ai fotoelettroni applicando alta tensione) a disco con un numero enorme di canali microscopici, che sono moltiplicatori di fotoelettroni, mediante eccitazione nei canali per effetto dell'emissione di elettroni secondari. (il flusso elettronico non è soggetto a focalizzazione e proiezione su uno schermo al fosforo) Piastra a microcanali, contiene 1 milione 760mila canali microscopici (5000 per 1 mm 2) con un diametro di 12 micron ciascuno. La dimensione e il numero di microcanali variano a seconda dello scopo. La lunghezza del canale MCP è di circa 45 dei suoi diametri. I canali hanno una pendenza tale che l'elettrone emesso dal fotocatodo non vola in profondità, ma, colpendo il bordo, viene riflesso da esso sotto forma di un insieme, formando un processo a valanga. Vantaggi: 1. Come risultato dell'emissione di elettroni secondari, la luminosità del bagliore è decine di migliaia di volte superiore alla luminosità della radiazione infrarossa sul fotocatodo del tubo. 2. L'alta tensione applicata (circa 1 kV) è dieci volte inferiore alla tensione richiesta per alimentare le telecamere di prima generazione. 3. Fornisce la riproduzione dell'immagine dopo MCP senza messa a fuoco, riducendo significativamente la lunghezza assiale del tubo. Per aumentare la risoluzione, davanti all'MCP viene utilizzata un'ottica elettronica di ingrandimento. 1-elettrone primario; Elettroni 2-secondari; 3 pareti del microcanale; 4- una valanga di elettroni in uscita; 5 elettrodi; Sorgente a 6 tensioni

Tipi di tubi UNR di 2a generazione (tipo 1) Assomiglia a un tubo intensificatore di immagine a camera singola di generazione zero con un fotocatodo e una lente di focalizzazione elettronica, con l'unica differenza che in un tubo con UNR di 2a generazione, il flusso di elettroni dal il fotocatodo entra direttamente nell'MCP, mentre nella generazione del tubo a generazione zero viene focalizzato sullo schermo da una lente elettronica. Il flusso di elettroni amplificato dalla piastra a microcanali viene accelerato da un intenso campo elettrico uniforme formato in uno stretto spazio di vuoto e bombarda lo schermo luminescente, sul quale appare un'immagine visibile. L'amplificatore ha un'amplificazione del flusso luminoso fino a 1000 volte con un guadagno fino a 50.000, che consente di creare dispositivi per la visione notturna che funzionano a bassi livelli ENO. Intensificatore di immagine della II generazione sul MCP: radiazione 1-IR; 2 finestre di ingresso in fibra ottica; 3-vuoto; 4 elettrodi di focalizzazione; 5 fasci di elettroni; 6 finestra di uscita della fibra ottica; 7-radiazione visibile; 8 schermi; Piastra da 9 microcanali; 10-fotocatodo

Tipi di tubi UNU di 2a generazione (tipo 2) Il secondo tipo di amplificatore di 2a generazione utilizza due volte il trasferimento elettronico dell'immagine: dal fotocatodo all'ingresso MCP e dall'uscita MCP allo schermo luminescente. L'effetto è ottenuto mediante tecniche speciali nella tecnologia e nel design (tecnologia di trasferimento sotto vuoto). I tubi realizzati con questa tecnologia sono chiamati tubi stratificati e sono altamente compatti. Con l'aiuto di un tubo a strati, l'immagine nel visore notturno viene riprodotta senza distorsioni delle dimensioni di ingresso e uscita, cioè viene migliorata solo la luminosità dell'immagine. Se necessario, il tubo è dotato di un elemento in fibra ottica in uscita, che fornisce una rotazione dell'immagine di 180°, che può ridurre notevolmente la lunghezza del visore notturno. Tubo intensificatore di immagine III con fotocatodo all'arseniuro di gallio: 1 fotocatodo; Piastra a 2 microcanali; 3-schermo; Elemento rotazione immagine 180° a 4 fibre ottiche; Alimentatore 5-toroidali

Vantaggi del tubo intensificatore d'immagine di seconda generazione 1. Leggerezza, compattezza, possibilità di utilizzo in dispositivi portatili. 2. Meno sensibile ai lampi provenienti da colpi in arrivo, torce di apparecchi di illuminazione e luci di segnalazione. Quando un corpo luminoso entra nel campo visivo dei visori notturni di seconda generazione, l'illuminazione è di natura locale e avviene all'interno della dimensione angolare della sorgente luminosa, senza creare un alone, come nei visori notturni di prima generazione. 3. I dispositivi per la visione notturna di seconda generazione forniscono l'osservazione dei bersagli a una distanza che supera il raggio d'azione dei dispositivi per la visione notturna di prima generazione di 1,5 volte in una notte illuminata dalla luna e di 1,8 volte in una notte stellata.

Intensificatore d'immagine di III generazione Questi tubi, così come i tubi di II generazione, utilizzano gli MCP come UNU. Una caratteristica del tubo di terza generazione è un fotocatodo altamente efficiente basato sull'effetto negativo dell'affinità degli elementi dei gruppi III e V del sistema periodico di Mendeleev - arseniuro di gallio. I fotoelettroni formati durante l'assorbimento dei quanti di luce da parte dell'arseniuro di gallio raggiungono la superficie al confine con il vuoto, a differenza dei precursori (S20ER e S20). - Vantaggi: - l'emissione delle fotocellule è aumentata di quasi 4 volte rispetto ai fotocatodi di seconda generazione grazie all'uso della radiazione spettrale con una lunghezza d'onda di circa 0,9 micron, che fornisce target ad alta risoluzione in questa regione spettrale, dove il contrasto raggiunge il suo valore massimo, il che significa aumentare il raggio di rilevamento e identificazione dei bersagli rispetto agli sfondi naturali; -L'NVD con amplificatore di III generazione differisce dall'NVD di II generazione per una maggiore efficienza del fotocatodo con illuminazione lx o inferiore a causa dell'avanzamento nell'area con una lunghezza d'onda di 0,9 μm, mentre NVD con UYaI di II generazione fornisce funzionamento con illuminazione più elevata; - la piastra a microcanali è montata ad una distanza di decimi di millimetro dal fotocatodo con una tensione di accelerazione di circa 1000V, che garantisce un'elevata compattezza del tubo. Caratteristiche spettrali delle generazioni dei fotocatodi II (S20) III (GaAs): 1 - S20; 2- GaAs

Requisiti per i dispositivi per la visione notturna 1. Garantire un'elevata qualità dell'immagine con una risoluzione uniforme sull'intero campo visivo. 2. Luminosità dell'immagine sufficiente. 3. Corretta distribuzione della luminosità sull'area dell'immagine. 4. La presenza del controllo automatico della luminosità per proteggere dalla luce forte. 5. Campo di osservazione sufficiente. 6. Forza. 7. Protezione da sporco e umidità. 8. Versatilità di potenza. 9. Comodità e facilità d'uso del dispositivo.

Schema a blocchi generale di NVD 1 - lente; 2 - tubo intensificatore di immagine; 3 - lente collimatrice (lente d'ingrandimento); 4 - prisma separatore; 5 - sistema telescopico; 6 - alimentatore integrato; 7 - alimentazione autonoma; 8-UE; 9 - convertitore di tensione a bassa tensione; 10 - cavo; 11 - adattatore; 12 - ugello (rimovibile)

Dispositivi ottici.

Tutti i dispositivi ottici possono essere divisi in due gruppi:

1) dispositivi con l'aiuto dei quali si ottengono immagini ottiche sullo schermo. Questi includono, cineprese, ecc.

2) dispositivi che funzionano solo in combinazione con l'occhio umano e non formano immagini sullo schermo. Questi includono e vari dispositivi del sistema. Tali dispositivi sono chiamati visivi.

Telecamera.

Le fotocamere moderne hanno una struttura complessa e diversificata, ma considereremo in quali elementi di base è composta una fotocamera e come funzionano.

La parte principale di qualsiasi fotocamera è lente - un obiettivo o un sistema di lenti posto davanti al corpo macchina a tenuta di luce (fig. a sinistra). L'obiettivo può essere spostato dolcemente rispetto alla pellicola per ottenere un'immagine chiara degli oggetti vicini o lontani dalla fotocamera su di esso.

Durante la fotografia, l'obiettivo viene leggermente aperto utilizzando uno speciale otturatore, che trasmette la luce alla pellicola solo al momento della fotografia. Diaframma regola la quantità di luce che colpisce la pellicola. La macchina fotografica produce un'immagine reale ridotta, inversa, che viene fissata sulla pellicola. Sotto l'azione della luce la composizione della pellicola cambia e su di essa viene impressa l'immagine. Rimane invisibile finché la pellicola non viene immersa in una soluzione speciale: uno sviluppatore. Sotto l'azione dello sviluppatore, quelle parti del film esposte alla luce si scuriscono. Quanto più è chiaro un punto su una pellicola, tanto più scuro risulterà dopo lo sviluppo. L'immagine risultante è chiamata (dal lat. negativus - negativo), su di essa i luoghi chiari dell'oggetto risultano scuri e i luoghi oscuri sono chiari.

Affinché questa immagine non cambi sotto l'azione della luce, il film sviluppato viene immerso in un'altra soluzione: un fissatore. Si dissolve e lava via lo strato fotosensibile di quelle parti della pellicola che non sono state colpite dalla luce. Il film viene quindi lavato e asciugato.

Ottengono dal negativo (dal latino pozitivus - positivo), cioè un'immagine su cui si trovano i luoghi oscuri allo stesso modo dell'oggetto fotografato. Per fare questo, il negativo viene applicato su carta ricoperta anche da uno strato fotosensibile (su carta fotografica), e illuminato. Quindi la carta fotografica viene immersa nello sviluppatore, quindi nel fissatore, lavata e asciugata.

Dopo lo sviluppo della pellicola, durante la stampa delle fotografie, viene utilizzato un ingranditore fotografico, che ingrandisce l'immagine del negativo su carta fotografica.

Lente d'ingrandimento.

Per vedere meglio i piccoli oggetti, devi usare lente d'ingrandimento.

Una lente d'ingrandimento è una lente biconvessa con una lunghezza focale ridotta (da 10 a 1 cm). Una lente d'ingrandimento è il dispositivo più semplice che consente di aumentare l'angolo di visione.

Il nostro occhio vede solo quegli oggetti la cui immagine è ottenuta sulla retina. Quanto più grande è l'immagine dell'oggetto, tanto maggiore è l'angolo di campo dal quale lo consideriamo, tanto più chiaramente lo distinguiamo. Molti oggetti sono piccoli e visibili dalla migliore distanza visiva con un angolo di campo vicino al limite. La lente d'ingrandimento aumenta l'angolo di campo, così come l'immagine dell'oggetto sulla retina, quindi la dimensione apparente dell'oggetto
aumentare rispetto alla sua dimensione reale.

Articolo AB posto ad una distanza leggermente inferiore alla focale dalla lente d'ingrandimento (fig. a destra). In questo caso la lente d'ingrandimento restituisce un'immagine mentale diretta, ingrandita A1B1. La lente d'ingrandimento viene solitamente posizionata in modo che l'immagine dell'oggetto sia alla distanza di migliore visione dall'occhio.

Microscopio.

Per ottenere grandi ingrandimenti angolari (da 20 a 2000) utilizzando microscopi ottici. Un'immagine ingrandita di piccoli oggetti al microscopio si ottiene utilizzando un sistema ottico costituito da un obiettivo e un oculare.

Il microscopio più semplice è un sistema con due lenti: un obiettivo e un oculare. Articolo AB posto davanti all'obiettivo, che è l'obiettivo, a distanza F1< d < 2F 1 e osservato attraverso un oculare, che viene utilizzato come lente d'ingrandimento. L'ingrandimento G del microscopio è uguale al prodotto dell'ingrandimento dell'obiettivo G1 e dell'ingrandimento dell'oculare G2:

Il principio di funzionamento del microscopio si riduce ad un aumento consistente dell'angolo di campo, prima con l'obiettivo e poi con l'oculare.

apparato di proiezione.

I dispositivi di proiezione vengono utilizzati per ottenere immagini ingrandite. Le lavagne luminose vengono utilizzate per produrre immagini fisse, mentre i proiettori cinematografici producono fotogrammi che si sostituiscono rapidamente a vicenda. amico e sono percepiti dall'occhio umano come immagini in movimento. Nell'apparecchio di proiezione, una fotografia su una pellicola trasparente viene posizionata a distanza dall'obiettivo D, che soddisfa la condizione: F< d < 2F . Per illuminare la pellicola viene utilizzata una lampada elettrica 1. Per concentrare il flusso luminoso viene utilizzato un condensatore 2, costituito da un sistema di lenti che raccolgono i raggi divergenti dalla sorgente luminosa sul fotogramma della pellicola 3. Utilizzando la lente 4, una sullo schermo 5 si ottiene un'immagine reale, ingrandita e diretta

Telescopio.

Telescopi o cannocchiali vengono utilizzati per osservare oggetti distanti. Lo scopo del telescopio è raccogliere quanta più luce possibile dall'oggetto studiato e aumentarne le dimensioni angolari apparenti.

La parte ottica principale del telescopio è una lente che raccoglie la luce e crea un'immagine della sorgente.

Esistono due tipi principali di telescopi: rifrattori (basati su lenti) e riflettori (basati su specchi).

Il telescopio più semplice: un rifrattore, come un microscopio, ha una lente e un oculare, ma a differenza del microscopio, la lente del telescopio ha una grande lunghezza focale e l'oculare ne ha una piccola. Poiché i corpi cosmici si trovano a distanze molto grandi da noi, i raggi provenienti da essi vanno in un raggio parallelo e vengono raccolti dalla lente nel piano focale, dove si ottiene un'immagine reale inversa, ridotta. Per rendere l'immagine dritta, viene utilizzata un'altra lente.

STRUMENTI OTTICI
dispositivi in ​​cui la radiazione di qualsiasi regione dello spettro (ultravioletta, visibile, infrarossa) viene convertita (trasmessa, riflessa, rifratta, polarizzata). In omaggio alla tradizione storica, i dispositivi ottici sono solitamente chiamati dispositivi che funzionano in luce visibile. Durante la valutazione iniziale della qualità del dispositivo, vengono prese in considerazione solo le sue caratteristiche principali: la capacità di concentrare la radiazione - luminosità; la capacità di distinguere i dettagli dell'immagine vicini - potere risolutivo; il rapporto tra la dimensione di un oggetto e la sua immagine è un aumento. Per molti dispositivi, la caratteristica distintiva è il campo visivo, l'angolo con il quale i punti estremi dell'oggetto sono visibili dal centro del dispositivo.
Potere risolutivo. La capacità del dispositivo di distinguere tra due punti o linee vicini è dovuta alla natura ondulatoria della luce. Il valore numerico del potere risolutivo, ad esempio, di un sistema di lenti, dipende dalla capacità del progettista di far fronte alle aberrazioni delle lenti e di centrare attentamente queste lenti sullo stesso asse ottico. Il limite teorico di risoluzione di due punti adiacenti nell'immagine è definito come l'uguaglianza della distanza tra i loro centri e il raggio del primo anello scuro del loro modello di diffrazione.
Aumento. Se un oggetto di lunghezza H è perpendicolare all'asse ottico del sistema e la lunghezza della sua immagine è H", l'ingrandimento m è determinato dalla formula m = H"/H. L'aumento dipende dalle lunghezze focali e dalla posizione relativa delle lenti; esistono formule corrispondenti per esprimere questa dipendenza. Una caratteristica importante dei dispositivi per l'osservazione visiva è l'ingrandimento apparente M. È determinato dal rapporto tra le dimensioni delle immagini di un oggetto che si formano sulla retina durante l'osservazione diretta dell'oggetto e la visualizzazione attraverso il dispositivo. Solitamente, l'aumento apparente M è espresso dal rapporto M = tgb /tga, dove a è l'angolo al quale l'osservatore vede l'oggetto ad occhio nudo, e b è l'angolo al quale l'occhio dell'osservatore vede l'oggetto attraverso lo strumento . Se desideri creare un dispositivo ottico di alta qualità, dovresti ottimizzare l'insieme delle sue caratteristiche principali: luminosità, risoluzione e ingrandimento. È impossibile realizzare un buon telescopio, ad esempio, ottenendo solo un grande ingrandimento apparente e lasciando una piccola luminosità (apertura). Avrà una risoluzione scarsa, poiché dipende direttamente dall'apertura. I design dei dispositivi ottici sono molto diversi e le loro caratteristiche sono dettate dallo scopo di dispositivi specifici. Ma quando si traduce qualsiasi sistema ottico progettato in un dispositivo ottico-meccanico finito, è necessario posizionare tutti gli elementi ottici in stretta conformità con lo schema accettato, fissarli saldamente, garantire una regolazione precisa della posizione delle parti mobili e posizionare i diaframmi per eliminare lo sfondo indesiderato della radiazione diffusa. Spesso è necessario mantenere i valori impostati di temperatura e umidità all'interno del dispositivo, per ridurre al minimo le vibrazioni, per normalizzare la distribuzione del peso, per garantire la rimozione del calore dalle lampade e da altre apparecchiature elettriche ausiliarie. L'importanza è attribuita all'aspetto del dispositivo e alla facilità d'uso.
Microscopi. Se un oggetto viene visto attraverso una lente positiva (di raccolta), situata dietro la lente non oltre il suo punto focale, viene vista un'immagine immaginaria ingrandita dell'oggetto. Una lente di questo tipo è un semplice microscopio ed è chiamata lente di ingrandimento o lente d'ingrandimento. Dal diagramma in Fig. 1 è possibile determinare la dimensione dell'immagine ingrandita. Quando l'occhio è sintonizzato su un raggio di luce parallelo (l'immagine dell'oggetto è a una distanza indefinita, il che significa che l'oggetto si trova nel piano focale della lente), l'ingrandimento apparente M può essere determinato dalla relazione ( Fig. 1): M = tgb / tga = (H /f)/(H/v) = v/f, dove f è la lunghezza focale della lente, v è la migliore distanza di visione, cioè la distanza più piccola alla quale l'occhio vede bene con l'accomodazione normale. M aumenta di uno quando l'occhio è regolato in modo che l'immagine virtuale dell'oggetto sia alla migliore distanza di visione. La capacità di accogliere tutte le persone è diversa, con l'età si deteriorano; 25 cm è considerata la distanza migliore per la visione di un occhio normale. Nel campo visivo di una singola lente positiva, con distanza dal suo asse, la nitidezza dell'immagine peggiora rapidamente a causa delle aberrazioni trasversali. Sebbene esistano lenti con un ingrandimento di 20 volte, il loro ingrandimento tipico va da 5 a 10. L'ingrandimento di un microscopio composto, solitamente chiamato semplicemente microscopio, raggiunge 2000 volte.
Guarda anche MICROSCOPIO; MICROSCOPIO ELETTRONICO.

Telescopi. Il telescopio ingrandisce la dimensione visibile degli oggetti distanti. Lo schema del telescopio più semplice prevede due lenti positive (Fig. 2). I raggi provenienti da un oggetto distante, parallelo all'asse del telescopio (raggi aec in Fig. 2), vengono raccolti nel fuoco posteriore della prima lente (obiettivo). La seconda lente (oculare) viene allontanata dal piano focale della lente per la sua lunghezza focale, e i raggi a e c escono di nuovo parallelamente all'asse del sistema. Un certo raggio b, proveniente da diversi punti dell'oggetto da cui provengono i raggi a e c, cade con un angolo a rispetto all'asse del telescopio, passa attraverso il fuoco anteriore dell'obiettivo e poi va parallelo all'asse del sistema . L'oculare lo dirige nel suo fuoco posteriore con un angolo b. Poiché la distanza dal fuoco anteriore della lente all'occhio dell'osservatore è trascurabilmente piccola rispetto alla distanza dall'oggetto, quindi dallo schema di Fig. 2, è possibile ottenere un'espressione per l'ingrandimento apparente M del telescopio: M = -tgb / tga = -F / f "(o F / f). Il segno negativo indica che l'immagine è capovolta. Nei telescopi astronomici, rimane così: nei telescopi per l'osservazione degli oggetti terrestri si utilizza un sistema invertente per visualizzare immagini normali anziché invertite.Il sistema invertente può includere lenti aggiuntive o, come nei binocoli, prismi.

Binocolo. Un telescopio binoculare, comunemente chiamato binocolo, è uno strumento compatto per osservare con entrambi gli occhi contemporaneamente; il suo ingrandimento è solitamente da 6 a 10 volte. I binocoli utilizzano una coppia di sistemi di rotazione (più spesso Porro), ciascuno dei quali comprende due prismi rettangolari (con una base a 45 °), orientati verso le facce rettangolari. Per ottenere un elevato ingrandimento in un campo visivo ampio, esente da aberrazioni della lente, e quindi un campo visivo significativo (6-9°), i binocoli richiedono un oculare di altissima qualità, migliore di un telescopio con campo visivo ristretto . L'oculare del binocolo fornisce la messa a fuoco dell'immagine e la correzione della vista: la sua scala è contrassegnata in diottrie. Inoltre, nei binocoli, la posizione dell'oculare si adatta alla distanza tra gli occhi dell'osservatore. In genere, i binocoli sono etichettati in base al loro ingrandimento (in multipli) e al diametro della lente (in millimetri), ad esempio 8*40 o 7*50.

Mirini ottici. Qualsiasi telescopio per osservazioni terrestri può essere utilizzato come mirino ottico, se su qualsiasi piano del suo spazio immagine vengono applicati segni chiari (griglie, segni) corrispondenti a un determinato scopo. Il design tipico di molte installazioni ottiche militari è tale che la lente del telescopio guarda apertamente il bersaglio e l'oculare è coperto. Un tale schema richiede una rottura dell'asse ottico del mirino e l'uso di prismi per spostarlo; gli stessi prismi convertono l'immagine invertita in una diritta. I sistemi con uno spostamento dell'asse ottico sono detti periscopici. Di solito, un mirino ottico viene calcolato in modo tale che la pupilla della sua uscita venga rimossa dall'ultima superficie dell'oculare a una distanza sufficiente per proteggere l'occhio dell'artigliere dal colpire il bordo del telescopio quando l'arma viene ritratta.
Telemetri. I telemetri ottici, che misurano la distanza dagli oggetti, sono di due tipi: monoculari e stereoscopici. Sebbene differiscano nei dettagli strutturali, la parte principale dello schema ottico è la stessa per loro e il principio di funzionamento è lo stesso: il lato sconosciuto del triangolo è determinato dal lato noto (base) e da due angoli noti del triangolo . Due telescopi paralleli separati da una distanza b (base) costruiscono immagini dello stesso oggetto distante in modo che sembri osservato da loro in direzioni diverse (anche la dimensione del bersaglio può servire da base). Se con l'aiuto di un dispositivo ottico adatto si uniscono i campi immagine di entrambi i telescopi in modo da poterli osservare contemporaneamente, si scopre che le immagini corrispondenti dell'oggetto sono spazialmente separate. I telemetri esistono non solo con sovrapposizione dell'intero campo, ma anche con mezzi campi: la metà superiore dello spazio immagine di un telescopio viene fusa con la metà inferiore dello spazio immagine di un altro. In tali dispositivi, utilizzando un elemento ottico adatto, le immagini spazialmente separate vengono combinate e il valore misurato viene determinato dallo spostamento relativo delle immagini. Spesso un prisma o una combinazione di prismi funge da elemento di taglio. Nello schema del telemetro monoculare, mostrato in Fig. 3, questa funzione è svolta dal prisma P3; è associato ad una scala calibrata in distanze misurate dall'oggetto. I pentaprismi B vengono utilizzati come riflettori di luce ad angolo retto, poiché tali prismi deviano sempre il raggio di luce incidente di 90°, indipendentemente dalla precisione con cui sono installati sul piano orizzontale dello strumento. In un telemetro stereoscopico, l'osservatore vede contemporaneamente le immagini create da due telescopi con entrambi gli occhi. La base di un tale telemetro consente all'osservatore di percepire la posizione dell'oggetto nel volume, ad una certa profondità nello spazio. Ogni telescopio ha una griglia con segni corrispondenti ai valori di portata. L'osservatore vede una scala di distanze che penetra in profondità nello spazio rappresentato e determina la lontananza dell'oggetto che la utilizza.

Dispositivi di illuminazione e proiezione. Proiettori. Nello schema ottico del faretto, la sorgente luminosa, ad esempio un cratere ad arco elettrico, si trova al fuoco di un riflettore parabolico. I raggi provenienti da tutti i punti dell'arco vengono riflessi dallo specchio parabolico quasi paralleli tra loro. Il fascio di raggi diverge leggermente perché la sorgente non è un punto luminoso, ma un volume di dimensione finita.
Diascopio. Lo schema ottico di questo dispositivo, progettato per la visualizzazione di lucidi e cornici di colore trasparenti, comprende due sistemi di lenti: un condensatore e una lente di proiezione. Il condensatore illumina uniformemente l'originale trasparente, dirigendo i raggi nella lente di proiezione, che costruisce l'immagine dell'originale sullo schermo (Fig. 4). L'obiettivo di proiezione prevede la messa a fuoco e la sostituzione delle sue lenti, che consente di modificare la distanza dallo schermo e la dimensione dell'immagine su di esso. Lo schema ottico del proiettore cinematografico è lo stesso.

Strumenti spettrali. L'elemento principale di un dispositivo spettrale può essere un prisma dispersivo o un reticolo di diffrazione. In un tale dispositivo, la luce viene prima collimata, ad es. viene formato in un fascio di raggi paralleli, quindi scomposto in uno spettro e, infine, l'immagine della fenditura di ingresso del dispositivo viene focalizzata sulla sua fenditura di uscita per ciascuna lunghezza d'onda dello spettro.
Spettrometro. In questo dispositivo da laboratorio più o meno universale, i sistemi di collimazione e focalizzazione possono essere ruotati rispetto al centro del tavolo, su cui si trova l'elemento che decompone la luce in uno spettro. Il dispositivo è dotato di scale per leggere gli angoli di rotazione, ad esempio, di un prisma dispersivo e gli angoli di deviazione successivi di diversi componenti cromatici dello spettro. Sulla base dei risultati di tali conteggi vengono misurati, ad esempio, gli indici di rifrazione dei solidi trasparenti.
Spettrografo. Questo è il nome di un dispositivo in cui lo spettro risultante o parte di esso viene registrato su materiale fotografico. È possibile ottenere uno spettro da un prisma di quarzo (intervallo 210-800 nm), vetro (360-2500 nm) o salgemma (2500-16000 nm). In quelle gamme dello spettro in cui i prismi assorbono debolmente la luce, le immagini delle linee spettrali nello spettrografo sono luminose. Negli spettrografi dotati di reticolo di diffrazione, questi ultimi svolgono due funzioni: scompongono la radiazione in uno spettro e focalizzano le componenti cromatiche sul materiale fotografico; tali dispositivi vengono utilizzati anche nella regione dell'ultravioletto.
Guarda anche ASTRONOMIA E ASTROFISICA; OTTICA.
LETTERATURA
Born M., Wolf E. Fondamenti di ottica. M., 1970 Efremov A.A. e altro Assemblaggio di dispositivi ottici. M., 1978 Manuale del progettista di dispositivi ottico-meccanici. L., 1980 Kulagin S.V. Fondamenti di progettazione di dispositivi ottici. L., 1982 Pogarev G.V. Regolazione degli strumenti ottici. L., 1982

Enciclopedia Collier. - Società aperta. 2000 .

Scopri cos'è "DISPOSITIVI OTTICI" in altri dizionari:

Si tratta di dispositivi in ​​cui la radiazione di qualsiasi regione dello spettro (ultravioletta, visibile, infrarossa) viene convertita (trasmessa, riflessa, rifratta, polarizzata). Possono aumentare, diminuire, migliorare (in rari casi peggiorare)... ...Wikipedia

STRUMENTI OTTICI- vari set di ottici (vedi), il cui dispositivo si basa sulle leggi di propagazione della luce o sull'uso delle proprietà della luce. Parti obbligatorie dei dispositivi ottici e optoelettronici sono lenti, prismi, specchi, lastre e ... ... Grande Enciclopedia del Politecnico

I. Dalle singole lenticchie, acromatiche e non, si combinano i più diversi sistemi di O., di cui generalmente si considerano solo quelli centrati, cioè quelli in cui coincidono gli assi di O. dei singoli componenti delle lenticchie. Nella scienza,… … Dizionario Enciclopedico F.A. Brockhaus e I.A. Efron

Dispositivi ottici- dispositivi tecnici, la cui azione si basa sulle proprietà ondulatorie della luce, che consentono di ottenere immagini di oggetti utilizzando sistemi ottici (lenti, prismi, specchi, ecc.). Operazione. suddiviso: in dispositivi di osservazione; strumenti di misura ... ... Dizionario dei confini

Dispositivi ottici- dispositivi tecnici, il cui funzionamento si basa sulle proprietà ondulatorie della luce, che consentono di ottenere immagini di oggetti utilizzando sistemi ottici da lenti, prismi, specchi, ecc. Le parti assiali della lente ottica e dell'oculare. Su appuntamento O. p. ... ... Dizionario dei termini militari

- (dalla parola ottica). Strumenti basati sulle proprietà della luce e utilizzati per vari scopi. Dizionario delle parole straniere incluse nella lingua russa. Chudinov A.N., 1910. STRUMENTI OTTICI dalla parola ottica. Strumenti basati su… … Dizionario delle parole straniere della lingua russa

Dispositivi che consentono di ottenere un'immagine di oggetti utilizzando sistemi ottici (lenti, prismi, specchi, ecc.). Le parti principali di P.o. sono la lente e l'oculare. Caratteristiche P.o.: ingrandimento, campo visivo, pupille di entrata e di uscita, allontanamento... ... Dizionario delle emergenze

I misuratori di portata ottici (laser) sono misuratori di portata il cui funzionamento si basa sulla dipendenza degli effetti ottici dalla velocità di un liquido o gas. Contenuti 1 Tipi di misuratori di portata ottici ... Wikipedia

Proprietà ottiche della roccia- - proprietà che caratterizzano l'assorbimento, la trasmissione e la riflessione delle onde elettromagnetiche nel campo ottico nella roccia. [GOST R 50544 93] Intestazione del termine: Proprietà delle rocce Intestazioni dell'enciclopedia: Attrezzature abrasive, Abrasivi, ... ... Enciclopedia dei termini, definizioni e spiegazioni dei materiali da costruzione

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Gli strumenti ottici hanno aperto all'uomo due mondi polari in termini di scala: il mondo cosmico con le sue vaste distese e quello microcosmico, abitato dagli organismi più piccoli. La trasmissione televisiva, la dimostrazione cinematografica, la ripresa rapida del terreno, la misurazione accurata delle distanze e delle velocità sono possibili solo attraverso l'uso di strumenti ottici.

I dispositivi più comuni che formano le immagini. Si tratta di un telescopio e un binocolo, un microscopio e una lente d'ingrandimento, una macchina fotografica e un proiettore per diapositive ... Un apparecchio di proiezione è uno dei dispositivi più caratteristici che formano un'immagine (Fig. 1). Se il proiettore è adattato per visualizzare un film, viene chiamato cinepresa. Se viene utilizzato per dimostrare le trasparenze, allora questo è un proiettore per diapositive. In un proiettore per diapositive, una fotografia trasparente - una diapositiva D, illuminata dalla luce di un condensatore K, viene posizionata vicino al piano focale dell'obiettivo in modo da ottenere un'immagine chiara sullo schermo. La dimensione dell'immagine dipende dalla distanza del proiettore dallo schermo. Quando si modifica questa distanza, è necessario modificare la posizione della lente rispetto ai lucidi. Se metti un oggetto illuminato al posto dello schermo, verrà visualizzato nella posizione dei lucidi. Ora, se metti una pellicola al posto dei lucidi e rimuovi il condensatore, ottieni un circuito della fotocamera.

Anche lo schema ottico dell'occhio umano ricorda quello di una macchina fotografica. L'occhio forma un'immagine sulla sua retina. La dimensione dell'immagine di un oggetto sulla retina dipende dall'angolo dal quale vediamo l'oggetto. Pertanto, il diametro angolare del Sole è 32. Questo angolo determina la dimensione dell'immagine del Sole sulla retina. Quando due punti estremi di un oggetto vengono visti con un angolo inferiore a 1, si fondono sulla retina e l'oggetto appare all'osservatore come un punto. In questo caso diciamo che la risoluzione dell'occhio non supera il minuto d'arco.

Il telescopio consente di aumentare l'angolo di visibilità di un oggetto distante. Il primo telescopio fu creato all'inizio del XVII secolo. G.Galileo. Descriviamo il percorso dei raggi provenienti da un oggetto distante in un moderno telescopio. Dai punti estremi dell'oggetto, i raggi paralleli cadono sulla lente e delineano il contorno dell'oggetto nel piano focale. Attraverso l'oculare, l'immagine viene vista ad un angolo maggiore di , al quale l'oggetto è visibile ad occhio nudo. Ingrandimento angolare del telescopio. Lo schema ottico mostrato in fig. 2 è un diagramma di un rifrattore: un telescopio con un obiettivo a lente. Un telescopio con una lente a specchio è chiamato riflettore o telescopio riflettente. Il primo riflettore fu costruito da I. Newton nel 1668 (Fig. 3).

Un telescopio con lente di diametro D consente di osservare oggetti o punti di un oggetto che si trovano a una distanza angolare , se assumiamo che la lunghezza dell'onda luminosa emessa dall'oggetto sia µm. Si scopre che maggiore è il diametro del telescopio, con il suo aiuto si possono distinguere i dettagli più fini dell'oggetto. Per i rifrattori più grandi, il diametro dell'obiettivo non supera . È tecnicamente più semplice realizzare uno specchio di grande diametro e costruire un riflettore.

Il telescopio più grande del mondo con uno specchio da un metro è stato costruito in Unione Sovietica. È progettato per osservare galassie variabili, pulsar, quasar e altri oggetti spaziali.

Per vedere un piccolo oggetto da un ampio angolo, bisogna avvicinarlo il più possibile all'occhio. Tuttavia, il cristallino raffigura chiaramente un oggetto sulla retina se è posizionato a non più di 10 cm dall'occhio. A distanze minori, la curvatura massima del cristallino non è sufficiente per ottenere un'immagine nitida sulla retina. Pertanto, oggetti molto piccoli vengono esaminati attraverso una lente d'ingrandimento o un microscopio, dispositivi che aumentano l'angolo di visibilità dell'oggetto.

Lenti d'ingrandimento inventate nel XVII secolo il naturalista olandese A. Leeuwenhoek, lo scopritore del mondo dei microrganismi, ha dato un incremento di 300 volte. Il design del microscopio fu migliorato nel 1650. Scienziato inglese R. Hooke. Ma fino agli anni '20. 19esimo secolo i microscopi non potevano competere con ottimi occhialini. Sono stati compiuti progressi attraverso lo sviluppo di complesse lenti multilente. Le dimensioni minime di un oggetto distinguibile al microscopio sono determinate dalla dipendenza: A. Qui A è una costante pari a circa 1. Per la luce verde, μm. Per vedere un oggetto con un angolo G è sufficiente un ingrandimento di 1000 volte.

Gli strumenti ottici spettrali sono progettati per studiare la composizione spettrale della luce. Svolgono un ruolo importante nello sviluppo della scienza e vengono utilizzati sia per studiare i processi che si verificano nel microcosmo sia per scopi applicati. Ad esempio, con l'aiuto delle moderne apparecchiature spettrali, è possibile giudicare la forma di un nucleo atomico ed eseguire un'accurata analisi elementare di una sostanza. Un esempio di strumento spettrale è lo spettroscopio (Fig. 4), nel quale è possibile osservare visivamente lo spettro di emissione. La parte principale dello spettroscopio è un prisma o reticolo di diffrazione. La lente raccoglie la radiazione studiata sulla fenditura di un collimatore - un dispositivo che forma un raggio luminoso a bassa divergenza - un raggio "parallelo". Tale fascio, dopo aver attraversato un prisma, si trasforma in n fasci che viaggiano con angoli diversi se la radiazione è costituita da onde elettromagnetiche di lunghezza . La lente sullo schermo darà le immagini della fenditura A, che formano lo spettro. Quando è necessario studiare la radiazione "quasi" monocromatica, ad esempio la composizione spettrale di una riga, uno strumento ad alta risoluzione viene installato in serie con uno strumento a prisma spettroscopico. I dispositivi ad alta risoluzione non possono essere utilizzati senza una preliminare decomposizione della luce, perché possono funzionare solo in una gamma di lunghezze d'onda molto ristretta.

La creazione dei laser ha aperto nuove strade nella strumentazione ottica.

I moderni giroscopi laser sono in grado di funzionare con elevati sovraccarichi meccanici e possono essere installati su razzi e veicoli spaziali. Sono stati costruiti magnetometri laser per misurare campi magnetici deboli e dispositivi per misurare la velocità delle particelle e la distribuzione dimensionale. I radar ottici laser vengono utilizzati con successo per vari scopi (Fig. 5). L'elevata luminosità della radiazione laser consente di trasmetterla su lunghe distanze e la breve durata dell'impulso laser fornisce un'eccezionale precisione di misurazione della distanza. Interessante è il misuratore di velocità laser (Fig. 6). Riflesso da una particella in movimento, la luce laser cambierà la sua frequenza di oscillazione. A velocità normali, questa variazione dovuta all'effetto Doppler è trascurabile. Eppure, grazie all'elevata stabilità di fase e alla monocromaticità della luce laser, può essere misurata e il valore misurato può essere utilizzato per determinare la velocità di una particella, ad esempio, che si muove in un flusso di fluido turbolento (vedi Turbolenza).

Fisici e ingegneri stanno sviluppando un computer ottico. La sua capacità di progettazione è di oltre 1 miliardo di operazioni al secondo, vale a dire decine di volte superiore a quella dei computer "più veloci" attualmente esistenti. La base di tale macchina saranno i dispositivi laser. E la sua memoria sarà ottica, basata sulla registrazione di dati olografici (vedi Olo-rafia). Su un ologramma 10 X 10 si possono registrare più di 100 milioni di unità di informazione: per un tale volume di informazioni sarebbero necessarie circa 1 milione di pagine di testo stampato. Con l'aiuto dell'ottica olografica, oggi vengono eseguiti calcoli matematici complessi, differenziazione di funzioni, operazioni integrali, vengono risolte le equazioni più complesse. Gli elementi ottici sono parte integrante della progettazione di molti dispositivi. Pertanto, le trasparenze ottiche controllate consentono di convertire un'immagine ottenuta con l'ausilio di radiazioni elettromagnetiche non percepite dall'occhio in radiazioni visibili.

I dispositivi ottici basati su fibra ottica consentono di esaminare gli organi interni di una persona e prevenire gravi malattie.

Quindi, i moderni strumenti ottici sono assolutamente necessari e sono ampiamente utilizzati in molti rami dell'economia nazionale, nella ricerca scientifica.