Объектив часы - Lens clock

Объектив часы

А объектив часы механический циферблатный индикатор который используется для измерения диоптрическая сила из линза. Это специализированная версия сферометр. Линзовые часы измеряют кривизна поверхности, но дает результат в виде оптическая сила в диоптрии, если предположить, что линза изготовлена ​​из материала с определенным показатель преломления.

Как это устроено

Линзовые часы имеют три остроконечных щупа, которые контактируют 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 ${\displaystyle \phi }$ поверхности определяется выражением

${\displaystyle \phi ={2(n-1)s \over (D/2)^{2}},}$

куда ${\displaystyle n}$ - показатель преломления стекла, ${\displaystyle s}$ вертикальное расстояние (сагитта ) между центральным и внешним датчиками, и ${\displaystyle D}$ - горизонтальное разделение внешних датчиков. Вычислять ${\displaystyle \phi }$ в диоптрии, обе ${\displaystyle s}$и ${\displaystyle D}$ должно быть указано в метры.

Типичные часы объектива откалиброваны для отображения мощности корона стекло поверхность с показателем преломления 1,523. Если линза изготовлена ​​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 тонкий.)

Радиус кривизны

В радиус кривизны ${\displaystyle R}$ поверхности может быть получена из оптической силы, заданной часами объектива, по формуле

${\displaystyle R={(n-1) \over \phi },}$

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

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

Пример - поправка на показатель преломления

А двояковыпуклая линза сделано из бесцветное стекло с индексом 1,7 измеряется линзовыми часами, откалиброванными для стекла заводной головки 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 равна нет сумма поверхностных мощностей, 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 мощность, прочитанная вертометр или же линзометр, может отличаться на 0,1 диоптрии.

Оценка толщины

Линзовые часы также можно использовать для оценки толщины тонких объектов, например твердых или газопроницаемых. контактные линзы. В идеале контактная линза измеритель толщины шкалы будет использоваться для этого, но часы с линзами могут быть использованы, если измеритель толщины шкалы недоступен. 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. Толщина линзы тогда сагитта. ${\displaystyle s}$ в приведенной выше формуле, и может быть рассчитана по показаниям оптической силы, если известно расстояние между внешними штырями.

Смотрите также

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

Рекомендации

• Хит, Роберт С. (1887). Трактат по геометрической оптике. Издательство Кембриджского университета. Хит Трактат по геометрической оптике.
• Холл, М. (1975). Роль Королевского общества в распространении информации в семнадцатом веке. Примечания и отчеты Лондонского королевского общества. Лондонское королевское общество.
• Холл, М. (1991). Содействие экспериментальному обучению: эксперимент и Королевское общество 1660–1727 гг.. 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 основания до конца XVIII века. Лондон: Королевское общество.
• Сеппер, Деннис Л. (1994). Оптические сочинения Ньютона: управляемое исследование. Нью-Брансуик, Нью-Джерси: Издательство Университета Рутгера.