Строение глаза. Влияние свойств зрения на точность измерений. Продольное наведение. Поперечное наведение презентация

Оптические измерения Лекция 2

Темы лекции Строение глаза. Влияние свойств зрения на точность измерений. Продольное наведение Поперечное наведение.

Строение глаза

Роговица, передняя камера, хрусталик, стекловидное тело образуют объектив, формирующий изображение объектов на сетчатке. F’ приблизительно 22-25 мм

Аккомодация - свойство глаза рассматривать предметы на различных расстояниях. Обеспечивается сжатием хрусталика специальными мышцами. Типично от бесконечности (0 диоптрий) до 250 мм (4 диоптрии). 250 мм принимают при конструировании приборов как расстояние наилучшего видения. У детей до 70-50 мм (14-20 диоптрий), с возрастом хрусталик снижает упругость.

Глубина резкого изображения (острота аккомодации) При дневном освещении - +-0,3 диоптрии Определяется кружком рассеяния

Адаптация к яркости Два механизма: Дневное и ночное зрение; Изменение размера зрачка (диафрагмы) От 1-2 до 7-8 мм. При определенных условиях (выдерживать в темноте) чувствительность до нескольких фотонов или от 10-9 лк Нормальное освещение – 50-250 лк. 40-60 минут для адаптации

Разрешающая способность глаза Максимум – в центре поля зрения, при нормальном освещении, зелёный цвет. 1 угловая минута.

Пороговая контрастность Глаз различает отдельные объекты, если разница в контрасте 1-2%.

Угол обзора У неподвижного глаза – всего 4 градуса или 17 мм на 0,25 м У подвижного – 150 градусов по горизонтали, 120 по вертикали

Бинокулярное зрени Объемное! Человек может оценивать параллакс объектов (разность расстояний по разности углов) Минимальный угол (разрешение стереоскопического зрения) 10 секунд Зависит от тренировки

Поперечное наведение Основное для оптических приборов! Совмещение маркера с делением на шкале Совмещение перекрестия с объектом

Виды поперечного наведения Совмещение тонкого штриха с толстым 1-2 угловые минуты

Совмещение двух тонких штрихов, нониусная установка

Биссекторная установка – симметричное совмещение

Так происходит потому, что мозг лучше обращает внимание на нарушение симметричности, чем на совмещение линий Большинство приборов используют биссекторное наведение (сдвоенные штрихи) При наведении по биссекторному способу отношение ширины штриха к расстоянию между нитями биссектора должно быть 0,5—0,9.

Глаз может оценивать и отношение интервалов. Принимается, что человек может на глаз делить интервал на 10-20 частей. Наилучшее расстояние – 1,5-2 мм между делениями Зависит от тренировки!

Продольное наведение Оценка «ближе-дальше» Если наблюдаем двумя глазами – то стереоскопическое зрение; Если наблюдаем одним глазом – то по «наведению» попеременно на ближний и дальний объекты. Либо по наведению на наименьший «кружок рассеивания», наилучшую четкость.

Для микроскопа – чем меньше фокусное расстояние объектива, т.е. чем больше увеличение, тем точнее продольное наведение. При наличии сетки точность продольной установки как зрительной трубы, так и микроскопа характеризуется выражением и зависит от длины волны света λ и апертурного угла σ

Апертурный угол в данном случае - это угол, под которым лучи входят в объектив микроскопа или окуляр зрительной трубы tg σ = D/2f’ f‘ – фокусное расстояние, D - диаметр объектива

Для зрительной трубы с относительным отверстием объектива 1 : 10 при λ = 0,55 мкм точность фокусировки Δf = 0,08 мм, для микроскопа с числовой апертурой 0,2 Δf = 0,005 мм.

Приборы, в которых применяются данные виды наведений Совмещение тонкого штриха с толстым или тонкого штриха с краем объекта – практически во всех случаях измерения линейных размеров или наведения на точку.

Пример нониусного наведения – штангенциркуль, угломер

Пример биссекторного наведения – окуляр-микрометр

Спиральный микрометр

Отсчетное устройство микроскопа УИМ

Продольное наведение Измерение рабочих отрезков объектива