Объектив часы

Объектив часы

Часы линзы представляет собой механический индикатор набора , который используется для измерения оптической силы в виде линзы . Это специализированная версия сферометра . Линзовые часы измеряют кривизну поверхности, но дают результат в виде оптической силы в диоптриях , предполагая, что линза сделана из материала с определенным показателем преломления .

Как это работает [ править ]

Линзовые часы имеют три остроконечных щупа, которые соприкасаются с поверхностью линзы. Два внешних датчика фиксируются, а центральный перемещается, убираясь, когда инструмент прижимается к поверхности линзы. Когда зонд втягивается, стрелка на циферблате поворачивается на величину, пропорциональную расстоянию.

Использование и измерения с помощью калиброванных линзовых часов

Оптическая сила поверхности определяется выражением ${\ displaystyle \ phi}$

${\ Displaystyle \ phi = {2 (п-1) s \ над (D / 2) ^ {2}},}$

где - показатель преломления стекла, - вертикальное расстояние ( сагитта ) между центральным и внешним зондами и - горизонтальное разделение внешних зондов. Для расчета в диоптриях оба и должны быть указаны в метрах .${\ displaystyle n}$${\ displaystyle s}$${\ displaystyle D}$${\ displaystyle \ phi}$${\ displaystyle s}$${\ displaystyle D}$

Типичные линзовые часы откалиброваны для отображения силы поверхности стекла короны с показателем преломления 1,523. Если линза сделана из другого материала, показания должны быть скорректированы с учетом разницы в показателе преломления.

Измерение обеих сторон линзы и сложение поверхностных сил вместе дает приблизительную оптическую силу всей линзы. (Это приближение основано на предположении, что линза относительно тонкая .)

Радиус кривизны [ править ]

Радиус кривизны поверхности может быть получен из оптической мощности , заданной часы линзы , используя формулу${\ displaystyle R}$

${\ Displaystyle R = {(п-1) \ над \ phi},}$

где - показатель преломления, для которого откалиброваны часы объектива , независимо от фактического показателя измеряемой линзы. Если линза сделана из стекла с другим индексом , истинную оптическую силу поверхности можно получить, используя${\ displaystyle n}$${\ displaystyle n_ {2}}$

${\ displaystyle \ phi = {(n_ {2} -1) \ over R}.}$

Пример - поправка на показатель преломления [ править ]

Двояковыпуклые линзы изготовлены из бесцветного стекла с индексом 1.7 измеряются с часами объектива калиброванных для кронгласа с индексом 1,523. Для этого конкретного объектива часы объектива дают поверхностную силу от −3,0 до −7,0 диоптрий (дптр). Поскольку часы откалиброваны для другого показателя преломления, оптическая сила линзы не является суммой поверхностных сил, определяемых часами. Вместо этого оптическая сила линзы получается следующим образом:

Сначала получаются радиусы кривизны:

${\displaystyle R_{1}={(1.523-1) \over -3.0\ \mathrm {dpt} }=-0.174\ \mathrm {m} }$

${\displaystyle R_{2}={(1.523-1) \over -7.0\ \mathrm {dpt} }=-0.0747\ \mathrm {m} }$

Затем получают оптические силы каждой поверхности:

${\displaystyle \phi _{1}={(1.7-1) \over -0.174\ \mathrm {m} }=-4.02\ \mathrm {dpt} }$

${\displaystyle \phi _{2}={(1.7-1) \over -0.0747\ \mathrm {m} }=-9.37\ \mathrm {dpt} }$

Наконец, если линза тонкая, можно сложить оптическую силу каждой поверхности, чтобы получить приблизительную оптическую силу всей линзы: -13,4 диоптрии. Фактическая сила, измеренная вертометром или линзометром , может отличаться на 0,1 диоптрии.

Оценка толщины [ править ]

Линзовые часы также можно использовать для оценки толщины тонких объектов, таких как жесткие или газопроницаемые контактные линзы . В идеале для этого можно было бы использовать измеритель толщины с круговой шкалой для контактных линз , но если измеритель толщины с циферблатом недоступен, можно использовать часы с линзами. Для этого контактную линзу кладут вогнутой стороной вверх на стол или другую твердую поверхность. Затем на него опускают часы объектива, так что центральный зубец контактирует с линзой как можно ближе к ее центру, а внешние выступы опираются на стол. В этом случае толщина линзы является сагиттой в приведенной выше формуле и может быть рассчитана по показаниям оптической силы, если известно расстояние между внешними выступами.${\displaystyle s}$

См. Также [ править ]

• Астигматизм
• Рецепт очков
• Корректирующая линза
• Галилео
• Гранильный
• Джордж Рэйвенскрофт
• Оптометрии
• Vertex (оптика)
• Часы
• Передаточное число

Ссылки [ править ]

• Хит, Роберт С. (1887). Трактат по геометрической оптике . Издательство Кембриджского университета. Хит Трактат по геометрической оптике.
• Холл, МБ (1975). Роль Королевского общества в распространении информации в семнадцатом веке . Примечания и отчеты Лондонского королевского общества. Лондонское королевское общество.
• Холл, МБ (1991). Содействие экспериментальному обучению: эксперимент и Королевское общество 1660–1727 . Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета.
• Хейлброн, Дж. Л. (1983). Физика в Королевском обществе во время президентства Ньютона . Лос-Анджелес: Мемориальная библиотека Уильяма Эндрюса Кларка.
• Томас, Т. (1812). История Королевского общества от его учреждения до конца восемнадцатого века . Лондон: Королевское общество.
• Сеппер, Деннис Л. (1994). Оптические сочинения Ньютона: управляемое исследование . Нью-Брансуик, Нью-Джерси: Университетское издательство Рутгера.