Основные параметры конденсора

123

Основные параметры конденсора можно получить исходя из полученных данных и зная габаритные размеры источника излучения:

Увеличение конденсора

, (1.3)

где: -высота входной щели монохроматора.;

-высота источника излучения (дуги);

β_к = 1,1665

Фокусное расстояние конденсора определяется из выражения:

(1.4)

(1.5)

, (1.6)

где -заднее фокусное расстояние;

-ƒ_к = 19,247 мм

Положение предметной плоскости и плоскости изображения

-положение конденсора (его главной плоскости) относительно источника излучения (предметная плоскость)

(1.7)

α_к = 35,747 мм

Положение конденсора относительно входной щели монохроматора (плоскость изображения) определяется из формулы:

= ƒ_{к ∙} β_к (1.8)

= 19,247 ∙ 1,166 = 41,7 мм

Световой диаметр конденсора:

, (1.9)

где: - световой диаметр объектива;

-фокусное расстояние объектива;

Угол охвата конденсора :

(1.10)

= 16,59°

Радиусы кривизны конденсора

Радиусы кривизны конденсора и можно вывести из формулы:

где:

- фокусное расстояние конденсора;

- толщина конденсора по оптической оси;

- показатель преломления конденсора;

и -радиусы кривизны конденсора;

Принимая = :

(1.11)

Из этой формулы получаем квадратное уравнение:

Материал конденсора: К8, =1,5163

Введём переменные:

Решением этого уравнения будут два радиуса кривизны:

=5,25

=19,3255

Радиус конденсора берём равным 19.3255

Определение положения главных плоскостей конденсора

Конденсор:

= 19,247 мм

= 19,345 мм

= -19,345 мм

=3,183мм

=1,5163

2W=16,59°

D_{св.к =}10,425 мм

Путём просчёта нулевых лучей определим положение главных плоскостей пересчитанного объектива относительно передней и задней поверхностей, используя формулы:

(1.12)

(1.13)

Т.к. углы малы, то:

(1.14)

Так, как конденсор симметричен то можно рассчитать один ход луча:

=0 рад

=2,6063 мм

=1,5163

=0,0459 рад

=2,4622 мм

=0,1354 рад

= (1.15)

=19,247 мм

(1.16)

=18,1833 мм

= (1.17)

= -1,0642 мм

Расчет призмы

Расчет показателей преломления призмы.

Призма является основным элементом оптической части прибора. Параллельный световой пучок, проходя через призму и отклоняясь к её основанию, разлагается на монохроматические составляющие. При этом пучки с меньшей длиной волны отклоняются сильнее. В основе этого явления лежит зависимость показателя преломления материала от длины волны света , т.е. средняя дисперсия материала.

В спектральном приборе призма устанавливается так, чтобы линия пересечения её преломляющих граней и , т.е. преломляющее ребро, была параллельно щели. Плоскость, перпендикулярная преломляющему ребру, называется плоскость главного сечения призмы. Двухгранный угол , образуемый двумя рабочими поверхностями – это преломляющий угол призмы, равный .

Рассмотрим ход одного из лучей падающего на призму пучка.

Обозначим через и углы падения луча на грани призмы и соответственно, и - углы преломления на этих гранях.

Рисунок 1.1 - Ход лучей в призме в главном сечении

Угол - это угол отклонения луча призмой. Если обеспечить условие (т.е. направление луча в призме параллельно основанию призмы), то в этом случае угловое увеличение призмы и поэтому отсутствует дополнительное уширение изображения щели. Тогда размеры выходной щели будут соответствовать размерам входной, что значительно упрощает расчёты.

-вершинный угол призмы.

Так как показатель преломления

призмы для определённой длины волны постоянен, то

Для обеспечения этого условия для различных длин волн необходимо различное положение призмы по отношению к падающему лучу.

Чтобы рассчитать угол поворота призмы относительно точки для данного спектра излучения, нужно знать показатели преломления лучей с наибольшей и наименьшей длиной волны спектра, т.е. и , и, как следствие, углы падения лучей этих длин волн и .