O’ptika” fanidan “O’ptik asboblar” mavuzidan kurs ishi

1.2.Lupada nurning yo’li va Proyeksion aparatlarning kattalashtirgichi
Mexanikaviy moslamalar yordamida ma’lum xolatda urnatilgan linzalar,prizmalar kuzgulardan tashkil topgan optikaviy sistemalar optika asboblari xisoblanadi . Amaly optikaning u yoki bu masalalarni xal kilish uchun kullaniladigan juda kup sonli turli xil asboblar bor. Biz bu erda asosan tasvir xosil kilishga muljallangan asboblarni va birinchi navbatda mikroskop va teleskopni kurib chikamiz. Yoruglikning boshka xil xususiyatlariga asoslangan optika asboblari uziga tegishli bulimlarda bayon kilinadi. Masalan , interferometrlar va difraksion panjaralar yukorida bayon kilingan edi .
Ikkala asbob – mikroskop va teleskoplarning obektiv va okulyarlari buladi . Ob’ektiv aberrasiyalari yaxshilab tugrilangan va buyumga karatib kuyilgan linzadan iborat .U optikaviy asbob orkali karaladigan buyumning xakiki tasvirini xosil kilib berish uchun mujjallangan .Okulyar xam ab berrasiyaga tugrilangan linzadan yoki linzalar sistemasidan iborat buladi .Okulyar buyumning ob’ektiv orkali xosil kilingan tasvirini kattalashtirishga mujjallangan . Agar zarur bulgan kattalashtirish uncha katta bulmasa (10-20 marta bulsa ) va kattalashgan tasviri olinishi kerak bulgan buyum kuzatuvchiga bevosita yakin turgan bulsa , u vakitda lupa vazifasini bajaruvchi birgina okulyar bilan cheklanish mumkin .

4-rasm.Lupaning ishlashini
4–rasmda aniklash mumkin . Eng sodda kurinish-dagi lupa kiska fokusli yiguvchi linzadan iborat buladi. Lupa vazifasini bajaruvchi L linza orkali karalayotagn АВ buyum linza va uning F fokal tekisligi orkali joylashadi.
Nurlar linzadan utayotgan keyin kattalashgan mavxum tasvir beradi. Uni E kuz А¹B¹ tekislikda kuradi.
AB buyum amalda F fokal tekisligida yotadi. Agar AB buyum tekisligi bilan F fokal tekislikda orasidagi masofani e’tiborga olmasak , bu vaktda АВС ва A¹ B¹ C uchburchaklarning uxshashligidan
(1.1)

kelib chikadi. – lupaning kattalashtirishini beradi:

d - normal kuzning eng yaxshi kurish masofasi, u 25sm ga teng . Demak , lupaning kattalashtirishini U=25/f (1.2) ifodadan topish mumkin. f – kattalik lupa uchun takriban 1,2 – 5 sm buladi. Demak , lupalar 20 martagacha kattalashtirib bera olar ekan. Lupaning kattalashtirishi kattalashish darajasini kursatuvchi son bilan belgilanadi, masalan , 20x- yigirma marta kattalashtirishini bildiradi.
1.Mikroskop. Juda mayda buyumlarni kurish uchun oddiy lupa yordami bilan erishib bulmaydigan kuchli kattalashtirishlar kerak . Bu maksadni amalga oshirish uchun ancha murakkab bulagan optikaviy sistema kerak . Bunday sistema vazifasini mikroskop bajaradi.
Mikroskopning prinsipmal optikaviy sxemasi 5-rasmda tasvirlangan.

L₁ kiska fokusli linza ob’ektiv, boshka L₂ kiska fokusli linza esa okulyar vazifasini utaydi.AB buyum ob’ektivining old tomoniga uning old fokus masofasidan bir oz nariga joylashtiriladi. Buning natijasida ob’ektiv buyumning xakikiy kuchli kattalashtirilgan А`В` tasvirini beradi. Ob’ektiv
beradigan kattalashtirish : (1.3)

Buladi, bu erda f₁ – ob’ektivining old fokus masofasi , - ob’ektividan tasvirgacha bulgan masofa, u amalda ob’ektivdan okulyarning old fokusigacha bulgan masofaga teng. Mikroskop okulyarining fokus masofasi shunchalik kichikki, ni taktiban ob’ektivdan okulyargacha bulgan masofaga teng deb olish mumkin. kattalik ob’ektiv va okulyarni tutib turuvchi mikroskop trubasining uzunligini belgilaydi. Uni mikroskop tubusi deb ataydilar. Yukorida keltirilgan formuladan

A¹В¹=АВ (1.4)
Kelib chikadi. L₂ okulyar lupa vazifasini utab, kattalashgan A¹¹В¹¹mavxum tasvir beradi. L₂ okulyarning kattalashtirishi

U_{о к}= (1.5)

ga teng ; bu erda f₂ – okulyarning L₂ old fokus masofasi. (5) ifodadan
A¹¹В¹¹=А¹В¹ (1.6)
buladi.Mikroskopning У tulik kattalashtirishi А¹¹В¹¹/АВ nisbat sifatida aniklanadi. Yukorida topilgan (4) va (5) ifodalardan mikroskopning У kattalashtirishi uchun kuyidagi ifodaga ega bulamiz.
U= (1.7)
Shunday kilib, mikroskop tubusining uzunligi kancha katta, ob’ektiv va okulyarning fokus masofasi kancha kichik bulsa, mikroskopning kattalashtirishi shunchalik katta buladi. Optikaviy mikroskopning kattalashtirishi 2000 gacha etadi.
3)Teleskop. Mikroskop yakin turgan juda kichik buyumlarni kattalashtirish uchun ishlatiladi. Lekin mikroskop uzokdagi buyumlarni kuzatish uchun yaramaydi. Bu xolda tasvir fokus bilan ikkilangan fokus oraligida xosil buladi. Shuning uchun u juda xam kichraytirilgan buladi. Shu bilan birga ob’ektivning fokus masofasi kanchalik kiska bulsa, bu kichrayish shunchalik kuchli buladi.
Bundan uzokdagi buyumlarni kuzatish uchun iloji boricha katta fokus masofasiga ega bulgan ob’ektivlar ishlatilishi lozimligi kelib chikadi. Okulyarga kelgan da, unga odatdagi tasvirni kuchli darajada kattalashtirish talabidan boshka biror maxsus talab kuyilmaydi.
Yukorida aytilganlardan uzoklashgan ob’ektlarni kuzatish uchun ishlatiladigan asbob (teleskop) ning optikaviy sxemasi L₁

uzun fokusli ob’ektiv va L₂ okulyarni uz ichiga olishi kerak (6-rasm). Ob’ektiv uzining ikkinchi fokal tekisligining yakinida uzokdagi AB buyumning (rasmda kursatilmagan) xakikiy tunkarilgan А`В` tasvirini beradi. Buyum katta masofada bulgani tufayli, uning xar bir nuktasi ob’ektivga amalda parallel nurlar dastasini yuboradi. A xarflar bilan buyumning A chetidan kelayotgan, B xarflar bilan B chetidan kelayotgan nurlar belgilangan. Optikaviy ukka parallel nurlar buyumning optikaviy ukda yotadigan urta kismidan keladi. Buyumning chetki nuktalaridan kelayotgan nurlar burchak xosil kiladi. Demak, buyum ob’ektiv markazidan ana shu burchak ostida kurinadi. Bu burchak kattaligi amalda
= (1.8)
ga teng buladi, bu erda f₁` - ob’ektivning ikkinchi fokus masofasi. L₂ okulyar А``В`` mavxum tasvirni beradi. Bu berilgan xolda bizni uning burchak kattaligi kiziktiradi. Chizmadan kurinishicha, u takriban:
¹ = (1.9)
ga teng, bu erda f₂ – okulayarning birinchi fokus masofasi. Teleskop beradigan burchak kattalashtirish:
U₁ = (1.10)
ga teng buladi, ya’ni u ob’ektivning fokus masofasini okulyarning fokus masofasiga nisbati bilan ulchanadi.
Demak, teleskopning kattalashtirishi uning ob’ektivning fokus masofasi kattalashib va okulyarning fokus masofasi kichiklashib borgan sari orta boradi. 60-rasmda tasvirlangan teleskop tunkarilgan tasvir beradi. Agar tugri tasvir olish zarur bulsa, u vaktda teleskopda ob’ektiv va okulyardan boshka agdarib beruvchi sistema bulishi kerak. Bu sistema linzali yoki prizmali bulishi mumkin.
Teleskoplar astronomiyada kuyosh, oy, yulduzlar, tumanliklar va boshka ob’ektlarni kuzatish uchun; xarbiy va dengiz ishlarida nishonga olish kurilmasi, uzokni ulchash asboblari, kuzatish trubalari va xokazolarning tarkibiy kismi sifatida xam keng kullaniladi.
4)Fotografik apparat. Fotografik apparatlar va ularning keyingi tarakkiyoti – katta tezlikda surat olishga olib keluvchi kinosyomka apparatlari amaliy va ilmiy ishshlarda keng kullanilmokda.
Fotografik apparatning sxemasi
7-rasmda

keltirilgan. O ob’ektiv kup linzali anastikmatdan, ya’ni aberrasiyalari yukotilgan linzalar sistemasidan iborat. U maxsus aperturaviy
8-rasm.

diagfragma, ochilish vakti turlicha tanlash uchun muljallangan zatvor va fotosyomka utkazish uchun kerak bulgan moslamalar bilan jixozlangan opravaga maxkamlangan. Ob’ektiv AB buyumning А`В` tekislikda anik tasvirini beradi. Bu tekislikka yorugliksezgir katlam kuyilgan buladi. Butun kurilma fotografik kameradan iborat bulib, bu kamera ba’zi fotoapparatlarda gofrlangan elastik N charm kuticha borligi tufayli egiladigan va yoyiladigan buladi. Boshka kameralar mustaxkam kilib yasaladi. Barcha fotoapparatlarda ob’ektiv А¹В¹ anik keskin tasvir xosil kilish uchun optikaviy ukka parallel xolda kuchiriladi. Fotografik kamera kator xollarda kup asboblarning: spektrograf deb ataluvchi spektral asboblarning, mikrofotografiya uchun ishlatiladigan apparatlarning va kupchilik boshka asboblarning , ajralmas kismi xisoblanadi.

5) Proeksion asboblar. Negativ , pozitiv, chizma, rasm, tekst va x. k. larning ekranda kattalashgan tasvirlarini xosil kilish uchun proeksion asboblar kullaniladi. Bu asboblar uzining optikaviy sxemasi buyicha ekranga tasviri tushirilayotgan buyumni ravshan kilib yoritish uchun maxsus moslamalar bilan jixozlangan , aksincha ishlaydigan fotoapparatlardir.
Agar proeksion asbob shaffof bulmagan buyumni proeksiyalash uchun mujallangan bulsa, bu asbob episkop deb ataladi. Agar shaffof tasvirlarni proeksiyalash kerak bulsa, u vaktda bunday proeksion asbobni epidiaskop deb ataydilar. Uzluksiz proeksiyalash uchun kinoproeksion apparatlar kullaniladi. 62 – rasmda shaffof ob’ektlarni, diapozitivlarni proeksiyalash uchun mujallangan asbob sxemasi keltirilgan. Kuchli yoruglik manbai K kondensator yordamida MN shaffof diapozitiv yoritiladi, uning tasviri kiska fokusli O ob’ektiv yordamida ekrangakuchli kattalashtirilgan xolda proeksiyalanayotgan MN ob’ektivning kattalashgan М`N` tasviri xosil buladi.
Shaffof bulmagan ob’ektivlarni proeksiyalash uchun mujallangan asbobning optikaviy sxemasi 9– rasmda keltirilgan. Bu erda proeksiyalanadigan MN ob’ekt K kondensator yordamida kuchli I yoruglik manbai bilan yoritiladi. MNda sochiladigan yoruglik O ob’ektiv va S kuzgu orkali ekranga yunaltiriladi. U erda MN ob’ektining kuchli kattalashgan М¹N¹ tasviri xosil buladi.
6) Yoritgich asboblar. Yoritkich asboblar deganda odatda projektorlar

9-rasm
tushuniladi. Yoritkich asboblarda yoruglik manbaidan tashkari asosiy rol uynaydigan botik kuzgu yoki kuzgular va linzalar sistemalari kombinasiyasi buladi. Kuzguli projektorning optikaviy sxemasi juda sodda. U 9 – rasmda keltirilgan. Bu erda S – parabolik kuzgu – kaytargich . Uning fokusida I kuchli yoruglik manbai kuyilgan. Yoruglik manbaining kuzguning optikaviy ukida yotgan nuktalari kuzguga yoruglikyuboradi. Yoruglik kuzgudan kaytganidan keyin S kaytargich teshigining diametriga teng bulgan D yoruglik diametriga ega bulgan parallel dasta bulib ketadi. Yoruglik manbai nuktaviy bulmasdan d ulchamga ega bulganlgi tufayli, manbaning ukdan tashkarida yotgan nuktalaridan borayotgan yoruglik nurlari tarkalayotgan yoruglik dastasini xosil kiladi. Bu tarkalish 2 burchak bilan xarkterlanadi va u kuyidagi takribiy munosabat bilan aniklanadi. 2 = d / f (11) , bu erda d – yoruglik manbaining diametri; f – kaytargichning fokus masofasi. Yoruglikning tarkok ketishi simmetrik buladi, ya’ni bir tomonga  burchakka okkan bulsa, boshka tomonga xam 64- rasmda kursatilgani kabi xuddi shunday burchakka okkan buladi.

Projektorlar xarbiy va denigz ishida, katta maydonlarni yoritish uchun, signallashtirish va boshka maksadlarda kullaniladi.