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垂直照明器的光路原理是什麼意思

發布時間: 2021-02-04 07:04:59

㈠ 鏡子的原理是什麼

鏡子成像原理:

不論是平面鏡或者是非平面鏡(凹面鏡或凸面鏡),光線都會遵守反射定律而被面鏡反射,反射光線進入眼中後即可在視網膜中形成視覺。在平面鏡上,當一束平行光束碰到鏡子,整體會以平行的模式改變前進方向,此時的成像和眼睛所看到的像相同。

在科學方面,鏡子也常被使用在和望遠鏡、鐳射、工業器械等儀器上,具有有規則反射性能的表面拋光金屬器件和鍍金屬反射膜的玻璃或金屬製品,常鑲以金屬、塑料或木製的邊框。

(1)垂直照明器的光路原理是什麼意思擴展閱讀:

成像特性:

但在實驗中,常用薄玻璃板來代替平面鏡。因為採用玻璃板代替平面鏡,雖然成像不如平面鏡清晰,但卻能在觀察到A蠟燭的像的同時,也能觀察到B蠟燭,巧妙地解決了確定像的位置和大小的問題。

為了更清晰的看到「鏡」中的像,要求玻璃前的物體要盡可能的亮,而環境要盡可能的暗。而玻璃後的物體不需點亮,環境要盡可能的暗。所以平面鏡成像實驗適合在較暗的環境下進行。

平面鏡能改變光的傳播路線,但不能改變光束性質,即入射光分別是平行光束、發散光束等光束時,反射後仍分別是平行光束、發散光束。由物體任意發射的兩條光線,由平面鏡反射,射入眼睛。人眼則順著這兩條光線的反向延長線看到了兩條線的交點。

即在平面鏡中看到的像,但是平面鏡後面是沒有物體的,所以物體在平面鏡里成的是虛像;像距與物距大小相等,它們的連線跟鏡面垂直,它們到鏡面的距離相等,上下相同,左右相反。成的是正立等大的虛像。

㈡ 光的傳播原理是什麼

費馬原理解釋光的直線傳播:由於光在同一種均勻介質中的速度必然相同,故介質中任意二點間的路程以直線為最短,故需時也最短。故此,其傳播路線必然為直線,費馬原理在光的反射和光的折射中同樣成立,這就為理解光的傳播基本原理提供新的手段。

傳播途中每一點都是一個次波點源,發射的是球面波,對光源面(一個有限半徑的面積)發出的所有球面波積分,當光源面遠大於波長時結果近似為等面積、同方向的柱體,即表現為光的直線傳播。光的量子性可以解釋光的產生和吸收規律,光的傳播規律,也就是電磁波的傳播規律。

光的傳播並不總沿直線傳播其條件有,傳播介質是同一種,傳播光的物質就是介質。但這並不代表光在二種或多種介質中傳播,其傳播路線一定不是直線。

光從空氣垂直進入玻璃中,其傳播路線還是直線。但在二種介質中傳播發生斜射時,其反射和折射光線,都與入射光線不在同一條直線上,即其傳播路線不再是一條直線,傳播介質是均勻的,傳播介質各處物質分布相同,即各處密度、物質種類等完全相同。

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光的傳播速度與介質種類有關,光的傳播可以在真空中進行,而且其在真空中的光速還最大,光的其它介質中的速度顯然都小於光在真空中的速度,故光在真空中的速度是宇宙間的極限速度。光在真空中的速度為宇宙間的極限速度大小為3.0×108m/s。

光在其它介質中的速度通常並不相等,而且均小於光在真空中的速度,狹義相對論的基本原理之一是光速不變原理,這與光速定義為一固定值是相一致的。

參考資料網路--光的傳播

㈢ 自動調控房間採光的傳導器有什麼作用

智能家居系統中,採光傳導器主要是接收光線按照設置傳輸信號給調節電動機,隨時調整窗簾等遮擋光線的設備調整位置變化

㈣ 凸透鏡和凹透鏡的成像原理

光向厚度大的地方偏折,通過光心不偏折.經過焦點的光平行射出,光路是可逆的,就這幾點,畫圖吧

㈤ 光纖照明的原理是什麼呀!

光纖是光導纖維的簡寫,是一種利用光在玻璃或塑料製成的纖維中專的全反射原理屬而 達成的光傳導工具。
光纖實際是指由透明材料做成的纖芯和在它周圍採用比纖芯的折射率稍低的材料做成的包層,並將射入纖芯的光信號,經包層界面反射,使光信號在纖芯中傳播前進的媒體。
一般是由纖芯、包層和塗敷層構成的多層介質結構的對稱圓柱體。
光纖通信的原理是:在發送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號,然後調制到激光器發出的激光束上,使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化,並通過光纖發送出去;在接收端,檢測器收到光信號後把它變換成電信號,經解調後恢復原信息。

㈥ 觸摸式調光器的工作原理

全數字調光系統原理

一、全數字調光系統原理

全數字調光系統的基本概念有:DMX512數字信號傳輸協議,數字觸發器,數字調光台,數字信號解碼處理器。
DMX512數字信號傳輸協議:以幀為單位,每幀數據由同步頭和512個位元組組成。按串列方式進行數據發送和接送,數據傳輸速率為 250KBit/秒。
正確理解DMX512協議及其電氣特點是應用全數字調光系統的基礎,DMX512信號的同步頭告訴接收設備:後面有512個位元組(byte)的串列數據發送過來,請做好接收准備工作。對於調光系統。每一個位元組數據表示調光亮度值。用二位十六進制數表示(從OOH-FFH),其中OOH表示100%,第一個位元組表示第一路亮度值。第二個位元組表示第二路亮度值,……第512個位元組表示第512路亮度值。對於電腦燈,這512個數據表示另外一種含義。電腦燈型號不同,其數據組合方式也不同。
DMX512信號的另外一個重要特性是信號差分輸入工作模式。如果幹擾信號同時加在正信號線和負信號線上,由於採用信號差分輸入。輸出端能濾除這個類干擾信號,有效地提高系統的抗干擾能力。
數字觸發器:有二種工作方式,一為觸發導通方式;一為觸發關閉方式。觸發關閉方式對電力系統的諧波干擾要比觸發導通方式低。這是近年來國外研究出來的較為先進的觸發方式
數字調光台:電腦處理系統通過輸入介面將推桿信息(如分控桿、集控桿、總控桿等)。按鍵信息(如記錄場、集控、效果等)收集起來進行處理。處理結果通過輸出介面轉化為DMX512信號分別輸出到相應的DMX信號輸出口上,同時在顯示器上顯示出相應內容。
數字信號解碼處理器:將512個串列數據接收並存入計算機的RAM存儲緩沖區中。在時序節拍的控制下,數字信號解碼器中的計算機根據電網的同步信號及RAM存儲緩沖的調光亮度度數據。輸出觸發脈沖控制晶閘管進行調光輸出。

二、全數字調光系統的基本組成

雖然每一種全數字調光系統的設備型號和種類有所不同,但其基本組成都相差不大。主要由數字組調光台,數字信號解碼處理器、數字傳輸、數字觸發等部分組成。
燈光師根據劇本的內容設計好每一場景的光強、光比等燈光要素的變化節奏,在數字調光台上編好程序,演出時燈光師根據劇情進程逐一調出設計好的程序進行二度藝術創作。數字調光台輸出DMX512信號到全數字調光器中進行調光輸出,控制演出空間中燈具群的亮度變化。從而過到預期的燈光設計效果。

三、全數字調光系統的特點

數字調光台的基本特點:
數字調光台對演出空間中的燈光場景進行集中控制,為燈光師提供強有力的控制手段。
與模擬調光台相比,數字調光台具有以下基本特點:
1 存儲記錄:數字調光台使用RAM存儲器或硬碟進行數據存儲記錄,為數據顯示和數據處理提供堅實基礎。
2 數據顯示:數字調光台有二種顯示方式,一種為液晶LCD和數碼LED顯示,另一種為CRT顯示。
3 數據處理:數字調光台和的數據處理主要完成集控、場、效果、組、宏等的記錄、編輯、運算等,以及將調光亮度數據轉換為DMX512協議格式進行輸出。
4 DMX信號輸出:這是數字調光台最基本的特點,也是與模擬調光台最大的區別。
全數字調光器的基本特點:
與模擬調光器、半數字調光器相比,全數字調光器具有以下基本特點:
1 調光一致性好:全數字調光器無需任何調校即可達到良好的調光一致性,而且不隨時間的變化和環境的變遷而變動。
2 調光精度高范圍大:這是表徵全數字調光技術的二個重要參量。在實際使用中也非常有用,如燈光設計中對演員面部表情進行刻畫、布景和道具進行細膩調色。
3 調光曲線可選:全數字調光器一般都提供好幾種調光曲線給用戶挑選使用,常用的有線性,S型和過零觸發。特別是過零觸發,可以使用戶非常方便地調整燈位安排。
4 可以場備份:現在國內大部分廠家只能做保持最後一場數據不變。但是這是遠遠不夠的。在重要演出中,常常需要備份幾場數據(如開幕、幕間、高潮、閉幕等)。
5 系統運行情況及重要參數報告:為使燈光師實時掌握調光設備的運行情況,必須將重要的運行數據(如空氣開關、風機、硅塊溫度、三相平衡等)和參數(如負載電流、電壓等)反饋給燈光師,這就是常說的REPORTING功能。
6 魯棒性(Robust)強:所謂魯棒性是指系統在外來干擾沖擊下恢復原有性能的能力。這是使用數字電路、計算機技術和智能化技術帶來的最明顯的優勢。
全數字系統與傳統調光系統的區別:
從使用技術來看,全數字調光系統大量使用計算機技術、大規模集成電路、資料庫技術、智能化技術、可靠性技術和各類抗干擾措施。
而傳統調光系統由於使用運算放大器、分立無器件進行邏輯運算,受電源波動、電子無器件參數不一致性、溫度飄移、濕度等諸多因素影響較大。
從使用效果來看,全數字調光系統能大大提高燈光師的工作效率,如全數字調光器不需要對出光點和調光范圍進行調校可達到良好的調光一致性輸出;此外,雙控制器雙電源質變備份、編輯功能、存儲記錄、掉電保護等功能都是非常有效的工作手段。

四、全數字調光系統的應用

全數字調光設備的選型:
選擇全數字調光設備主要考慮這幾個因素:使用場合;使用對象;經費預算。
大中型電視演播廳和舞台常使用固定型全數字調光硅櫃和大迴路數字調光台。固定型全數字調光硅櫃主要規格有:60路、90路、96路,如國外廠家STRAND公司的CD80SV(96路);國內廠家河東企業的HDL-D96(96路),雄風6000Ⅱ型(60路),9000Ⅱ型(90路)。大迴路數字調光台主要規格有:160路、240路,360路、480路,1000路,2000路等,如國外廠家STRAND公司的GSX125,LBX125,500i系列;國內廠家河東企業的HDL-1848(160路)2848(480路)。
小型電視演播廳常使用流動型全數字調光硅箱和小迴路數字調光台。流動型全數字調光硅箱主要規格有:6路,12路,如河東企業的DDP6(6路),DDP12(12路)。小迴路數字調光台主要規格有:12路、24路、36路等,如河東企業的SPLC12/36,24/72、36/108等。
舉例說明全數字調樂系統的應用:
河北藝術中心:該中心主要以演馬戲、雜技為主,同時兼顧其它文藝節目的演出,如大型歌舞、戲曲、小型體育比賽、各種會議等。劇場燈光系列設置了1000多調光迴路,其中面光4道,左右耳光各3道,頂光6道,舞台逆光6道,此外還有流動光、柱光、腳光等。
該中心劇場採用全數字調光系統,全數字調光硅櫃選用11台河東企業的HDL-D96,為方便專業文藝團體在演出大型歌舞、戲劇時根據自己的需要安排煙機,電腦燈,各類效果器和實時監系統的動行狀態,配備了設置調光曲線功能(能過零觸發)和遠程診斷監控軟體,並通過 Show Net網路將STRAND公司的550i、520i數字調光台聯連起來構成網路調光系統。

㈦ 礦相顯微鏡

礦相顯微鏡亦稱反射偏光顯微鏡或礦石顯微鏡,它是礦相學研究工作的基本工具。近幾十年,在礦相顯微鏡的研製上做了多方面的改進,其光學性能已有了很大的提高。從而使礦相學工作者能精確地觀測到更多的光學性質。同時為了定量測試不透明礦物的物理、光學性質而設計的幾種光學儀器和顯微鏡附件亦已被廣泛應用,因此為礦相學的研究創造了有利條件。

礦相顯微鏡實際上是由一台偏光顯微鏡加一套「垂直照明系統」組成(圖1-1)。舊式礦相顯微鏡的「垂直照明器」多半固定在顯微鏡筒的下端,而新型的則能任意裝卸。裝上垂直照明器後可作反射光觀察用,卸下「垂直照明器」,裝上物鏡更換器和透光觀測用物鏡,則可作透射光下觀察之用。

一、礦相顯微鏡的結構及附件

礦相顯微鏡的鏡體與一般偏光顯微鏡(岩石顯微鏡)基本相同。下面將礦相顯微鏡的主要部件作一簡要介紹。

(一)垂直照明器

垂直照明器附以光源即構成完備的垂直照明系統。該系統和部件如下圖(圖1-1)。

圖1-1 礦相顯微鏡垂直照明器部件及系統光路示意圖

垂直照明器部件:1—光源;2—聚光透鏡;3—孔徑光欄;4—視野光欄;5—起偏鏡;6—視野透鏡(校正透鏡);7—反射器;8—物鏡的透鏡系統;3′—孔徑光欄的像;4′—視野光欄的像;9—光片

1.孔徑光欄

孔徑光欄也稱孔徑光圈,是位於光源透鏡之後可任意開縮的虹膜式光圈,它用於控制入射光束直徑大小、影像反差強弱及物鏡的有效孔徑。當將其縮小時,入射光束直徑相應變小,故視域亮度也隨之減弱,但可形成較為垂直的入射光,且由此使有害的雜亂光線減少,從而增高影像反差使之清晰,然而物鏡有效孔徑減小,使解析度會因此而降低。所以孔徑光欄應調節適宜,其調節法詳見後文。

2.起偏鏡

起偏鏡也稱前偏光鏡,多用偏振片製成,其作用是使入射光成直線(平面)偏光。應能自由旋轉至少90°為宜,並能鎖緊更佳。觀測礦石光片時,應使其振動方向為東西向(水平振動),因為這樣經反射器向下反射的光強比其成南北向位置時為大。而新型顯微鏡的前偏光鏡大多固定成東西向。

3.視野光欄

視野光欄也稱視域(野、場)光圈,它一般也是由活動葉片構成的虹膜式光圈,其功能是用以控制視野(域)大小,擋去有害雜亂反射光射入視野,而便於提高所觀測礦物影像的清晰程度,以利對其精細研究。一般觀察時,可將此光圈調至與視野邊緣重合即可,不宜再大,以免更多的雜亂光線投進視域中。

位於視野光欄後方,通常裝置一個由二、三片透鏡組合而成的視野透鏡(又稱校正透鏡或消色差透鏡),它可前後移動,但也有固定不變的,其作用是將視野光欄焦距准確,從而使視野中的影像清晰。

4.反射器

反射器是垂直照明器中最主要的部件,其作用是將水平入射光垂直向下反射。反射器最常用的有玻璃片和棱鏡兩類,另有一種是新型的史密斯反射器。下面將三種反射器加以介紹:

圖1-2 玻璃片反射器(a)和棱鏡反射器(b)及其反光原理示意圖

1—燈泡;2—聚光透鏡;3—孔徑光欄;4—起偏鏡;5—視野光欄;6—視野透鏡;7—反射器;8—物鏡;9—自由工作距離;10—光片

(1)玻璃片反射器 該反射器是在垂直照明器內裝置一個以45°傾斜的玻璃片而成(圖1-2a)。玻璃片的反射面通常鍍有一層高折射率物質(如硫化鋅或氧化鉍等)透明薄膜,以便增高其反射能力。同時為了增強光線透過它而向上的透射能力,又在玻璃片的上表面鍍有低折射率物質(如氟化鎂)的增透膜。由圖1-2a可看出,入射光線射至反射玻璃片上,一部分光線透過玻璃片而損失,另一部分光線被反射向下通過物鏡至礦物光面上,當由礦物光面向上反射再次遇到玻璃片時,部分光線被反射轉向光源而損失,另一部分透過玻璃片至目鏡。照明光線由光源入射後經玻璃片兩次反射,到達目鏡的最大光強為入射光強的21%~22%(設光片的反射率為100%)。由此可知玻璃片反射器的主要缺點是反射能力弱,即入射光損耗大、視野中亮度低。但玻璃片反射器的優點是:光線可以通過物鏡的全孔徑,故分辨能力較強,視野中亮度均勻,所以觀測偏光圖時必須用它,而且由於它能獲得較為垂直的光線,故反射率測定時也要用這種反射器。此外,顯微攝影時用它可拍出亮度均勻的照片。

(2)棱鏡反射器 全反射棱鏡反射器是以直角三棱鏡代替玻璃片(圖1-2b)。 入射光線被棱鏡全部反射向下,但由於棱鏡的大小不超過鏡筒內徑的一半,必須留出一半空間作為反射光線向上的通路,所以射向目鏡的光強最大不超過50%,故視野亮度比用玻璃片反射器時高得多。棱鏡反射器有兩種,舊型的顯微鏡多用普通直角三棱鏡,其主要缺點是當入射光為直線偏光時,因光束不完全平行(斜射光),則被棱鏡反射後會使部分反射光成橢圓偏光,從而影響對光學性質的精確觀測。

新型的礦相顯微鏡都採用三次全反射補償棱鏡(圖1-3)。三次全反射棱鏡玻璃的折射率必須是

,這樣全反射一次所造成的周相差為60°,經三次全反射後總的周相差應當為180°,仍是直線偏光。

圖1-3 三次全反射補償棱鏡

圖1-4 史密斯反射器

總之,棱鏡反射器光線損耗比玻璃片少,因而視野較明亮。同時,有害的雜亂反射光也少。由於入射光是略傾斜地照射在礦物光片上,所以視野中反差比較鮮明,影像顯得清晰。但由於它射向目鏡的光線不夠均勻,故視野中略有半明半暗的現象(若用中、低倍物鏡時,此缺陷則不明顯)。又因棱鏡擋住物鏡一半孔徑,僅能看到半個偏光圖,故不適合觀測偏光圖用。

(3)史密斯反射器 史密斯(Smith)反射器為二次反射結構,即由反射鏡和反射玻璃片兩部分組成。其構造如圖1-4,入射光經反射鏡M反射到鍍膜的玻璃片G上,被G再反射垂直向下射入物鏡至光片S上。由光源射至反射鏡M的光線的入射角α為22.5°,而反射鏡至玻璃片上的入射角也是22.5°。反射鏡由玻璃片鍍鋁製成,反射玻璃片的折射率為1.52,在其下表面鍍N=2.45的氧化鉍(Bi2O3)膜,以增強反射率,其上表面則鍍N=1.38的氟化鎂(MgF2)膜以減少內反射而增強透射。

該反射器除具有玻璃片反射器的優點外,它由於垂直入射面和平行入射面的偏光的透射和反射光強差別小,所以可大大減少玻璃片的反射和透射旋轉。

(二)照明設備

1.光源

礦相顯微鏡一般常用鎢絲白熾燈和鹵鎢燈作為光源。部分研究用顯微鏡還配有汞燈、鈉燈、銦燈或氙燈。

2.濾光器

用上述光源除必備藍色玻璃濾光器外,為了一些特殊的用途(如測定礦物的反射率和非均質視旋轉角Ar等),則需要單色光源。單色光源主要有單色儀和干涉濾光器兩種。除單色儀外,大多採用簡易方便的干涉濾光器。由於一般玻璃濾光片的單色性很差,光譜組成復雜,現在已基本上被淘汰;而干涉濾光器的透射光波段范圍較窄(半寬度較窄),單色性高,故被廣泛採用。

干涉濾光器是兩片平行,兩個內表面鍍有半透明銀膜或鋁膜的光學玻璃片,中間夾一層厚度約為規定的透射波長之半的透明的電介質而成。入射光線在兩個內表面之間多次反射,經干涉後形成單色光透出玻璃。其性能決定於三個常數:①透射光峰值位置;②峰值的透射率及透射帶的透射率;③透射帶半寬度HW,即峰值高度一半處的透射寬度,半寬度可控制在10 nm左右,它可經過計算,設計各種波長和不同半寬度的濾光器。干涉濾光器的單色性良好、孔徑大、進光充足。

由於國際礦物協會所屬的礦相學委員會(COM)規定,每一礦物至少需測定470nm、546nm、589nm、650nm等四種波長的反射率,所以這四個波長的濾光器是必備的。

(三)接物鏡

接物鏡通稱物鏡,它是由多片形狀不一的透鏡組成的一個光學放大系統。每個物鏡都具有兩種最基本的特徵,即放大能力和分辨能力。物鏡按放大倍數可分為低倍(放大數倍,即十倍以下)鏡、中倍鏡(放大十至二十倍左右)、高倍鏡(放大二十倍以上)。

1.物鏡的解析度

分辨能力是指分辨細微結構的能力,也就是使觀察對象細微結構特點表現出來的能力。它常以解析度l來表示,解析度是指物鏡能分開兩個點(或兩條平行線)之間的最短距離。例如用某物鏡觀察時,能夠把距離為0.4 μm 的兩個點分開,而不能將0.3 μm間距的兩點分開,故0.4 μm就是此物鏡的解析度(分辨限度)。

物鏡的解析度除與物鏡的各種像差有關外,更主要的是決定於物鏡的「數值孔徑NA」。而NA=Nsinα,α為物鏡前透鏡與光片上焦點間之光錐角,即孔角的一半(圖1-5)。

圖1-5 接物鏡的孔角(孔徑角)

礦相學

式中:N為物鏡和光片間觀察介質的折射率;λ 為觀察時所用光波的波長。

從上面公式可知,物鏡的數值孔徑NA越大,解析度越小,即分辨細微結構能力越強;入射光波的波長越短,解析度l也越小。因此欲增強物鏡分辨能力(使l變小時)主要需使數值孔徑NA增大。實際上高倍物鏡的最大孔角為144°,即∠α為72°,因此在空氣介質條件下,最大數值孔徑NA=1×sin72°=0.95。在以油浸(香柏油N=1.515)為介質時,NA=1.515×sin67°=1.40。所以數值孔徑最大不超過1.40。在物鏡上一般都刻有數值孔徑的數值(0.05~1.4)。欲觀察極細微的現象時,可選擇高數值孔徑的油浸物鏡。必須指出的是,反光用物鏡還存在透鏡界面的耀光,這種耀光也影響解析度,故物鏡的解析度不能只以數值孔徑為唯一標准。

還應當指出的是必須把分辨能力與放大倍數分開,二者並不完全成比例關系,也就是說,並非物體放得越大細微結構就愈清晰。因為如果不增大分辨能力,只增大放大倍數,其結果會使影像模糊不清,所以是無用的「空放大」。由此可知,顯微鏡的性能主要決定於分辨能力或解析度,而不是以單純的放大能力為准。

物鏡上一般都刻有放大倍數和數值孔徑。放大倍數有的用符號「×」表示,如10×即10倍。通常都省去「×」號僅刻上數字;也有不刻放大倍數而刻焦距 f 或 mm,如f 5.2表示焦距為5.2 mm。數值孔徑通常用「NA」表示,而在物鏡外殼上一般直接刻寫數字,如「10/0.20」表示放大10倍,數值孔徑0.20。

2.透鏡的像差及其校正

單透鏡放大成的像,一般是畸形的或帶色邊的。這種現象是由於透鏡有各種像差引起的。任何一個或一組透鏡在成像時,由於透鏡本身光學條件的缺陷而使物像發生種種異常,這些引起異常的作用統稱之為像差。

像差包括有球面像差、縱向色差、橫向色差、彗星像差、像散、像場彎曲和畸變等。而以前兩種像差表現較為突出。

(1)球面像差 球面像差簡稱球差。由圖1-6可看出自無限遠處射來的平行光束通過凸透鏡後,不是聚焦於一點(即透鏡的焦點),而是聚焦在多個點上。圖中所示,三對光線聚成三個焦點,愈近光軸的光線折射愈小,因此焦點就離透鏡遠一些;而愈近透鏡邊緣的光線折射愈強烈,所以焦點距透鏡就愈近。由於產生這種現象的原因在於透鏡表面是球面,故稱球面像差。因這種像差的影響,當升降鏡筒使中心部分成像清楚時,則邊緣部分不清晰,若使邊緣清晰時,則中心部分就模糊。其校正方法是用折射率不同的光學玻璃經過計算後,製成正(凸)、負(凹)透鏡組合在一起,使兩種透鏡所形成的球差相反而抵消,以此來改正透鏡的球差。但一般改正並不徹底,都還殘存一些球差。

圖1-6 球面像差

P—屏幕

(2)色像差 色像差也稱色差,由於玻璃對不同波長色光有不同的折射率,因此白光通過透鏡後不能聚焦於一點,即產生了色差。色差有縱向與橫向兩種,前者影響較大,縱向色差的產生如圖1-7所示。由點狀物體射來的白光穿過透鏡後,藍光折射最強,聚焦於a,綠光聚焦於b,紅光聚焦於c,因此物體影像必然不清晰。

圖1-7 縱向色差

a—藍光焦點;b—綠光焦點;c—紅光焦點

縱向色差會使物體影像產生虹狀的彩色邊緣,因此必須改正。一般與球差同時改正,即用折射率和平均色散系數不同的玻璃經過計算後,製成正、負透鏡組成,就可以同時改正大部分球差和縱向色差。這種組合製成的物鏡叫消色差物鏡和復消色差物鏡。

3.物鏡的種類和識別

物鏡除按數值孔徑和放大倍數分類外,由於用途不同其類型繁多。現僅將礦相顯微鏡的物鏡就其性能與用途簡單介紹如下:

(1)按所用的觀察介質不同分為乾燥(空氣、干)物鏡與浸沒(油、水浸)物鏡。乾燥物鏡觀察介質為空氣;浸沒物鏡最常用的是油浸物鏡,介質為不易腐蝕鏡頭的香柏油(N=1.515),其標志是在物鏡金屬框前端有一色圈(常為黑色)並刻有「Oil」、「Oel」、「imm」或「ПМИ」等字樣。油浸物鏡因數值孔徑NA較乾燥物鏡大,故分辨能力強,且易於觀測礦物的雙反射、非均質性和內反射等光學性質。

(2)根據像差校正程度,可將物鏡分為消色差物鏡、復消色差物鏡、半復消色差物鏡和平像物鏡。消色差物鏡是使可見光中的紅光與藍光聚焦於一點,而黃綠光則聚焦於另一點(靠近紅藍光的焦點)。所以基本上校正了上述色光的色差與球差,但對其紅藍光以外的各種色光間色差未予校正,消色差物鏡一般不刻有符號。

復消色差物鏡基本上能把可見光譜中的各種色光聚焦於一點,同時也校正了球差和其他像差,這種物鏡性能好,適用於各種倍數的觀察及攝影。但它的構造復雜,是用特殊的光學玻璃或螢石配合光學玻璃製造的。其物鏡外殼上刻有「APO」或「Apochromatic」等字樣。半復消色差物鏡,它的構造與消色差物鏡相同,僅其中的冕牌玻璃部分或全部用光學螢石代替。它的色差校正在消色差與復消色差之間。物鏡框上刻有「F1」、「Neofluar」或「Fluorite」等字樣。

上述的物鏡都有像場彎曲,並且倍數越高越嚴重,以復消色差物鏡最為嚴重。新型顯微鏡大多數用平像物鏡。平像物鏡特點是它們所成的影像基本上是平的,像場彎曲很小,不會產生視野中心與邊緣不能同時准焦的現象,因此利於觀察和顯微攝影。其識別標志是在它的金屬框上刻有「Planachromate(平像消色差)」、「Planapochromate(平像復消色差)」、「Plan(平像)」、「Pl(廣視野平像)」、「Npl(正常視野平像)」和「Epiplan(反射光專用平像)」等字樣。

最後必須提及的是,礦相顯微鏡不能使用有應變的物鏡,它特別不適於在正交偏光下觀測礦物。無應變物鏡標有「POL」或「P」等字樣;「(P)」表示基本無應變。還須指出的是,偏反兩用顯微鏡中備有兩套物鏡(反射光及透射光專用),各有標記,不可混用,尤其高倍物鏡更是如此。

(四)接目鏡

物鏡將微小物體放大,但由於物體太細小,這個實像仍不夠大,因此需要在實像與眼睛之間再加一個放大鏡將實像進一步放大,把它變成一個放大虛像才便於觀察。這個放大鏡就是接目鏡,也稱目鏡。按其構造及用途不同可分為下列幾種。

1.惠更斯目鏡

由兩個平凸透鏡組成(圖1-8a),凸面均朝下,上端眼透鏡比下端的場透鏡小。目鏡之焦點在兩透鏡之間(焦平面上裝有一金屬框可置目鏡微尺或十字絲),故稱為負目鏡。惠更斯目鏡的優點是可以完全消除本身的橫向色差。其放大倍數均較小,最大不超過10×。這種目鏡由於對球差和縱向色差不能很好校正,且觀察時人眼要緊貼目鏡很不方便等缺陷,所以已漸被平像目鏡所取代。

圖1-8 按目鏡的兩種普通型式

2.蘭姆斯頓目鏡

也由兩片平凸透鏡組成,凸面相對(圖1-8b)。目鏡的焦點在場透鏡之下,故又稱正目鏡。在它的焦面上安裝測微尺等很適宜,因測微尺與物像同樣都是通過兩個透鏡放大的,故基本上沒有像差。但這種目鏡不能全部消除橫向色差,改良的是將眼透鏡用兩片透鏡黏合而成,以消去殘存色差,故稱開爾納目鏡即無畸變目鏡。開爾納目鏡在外殼上刻有「O」、「Orth」、「Opt」等。由於近年來設計出平像補償目鏡,故上述目鏡除較舊型顯微鏡可能附有外,新型顯微鏡已不採用。

3.補償目鏡

它是專門與復消色差物鏡配合使用的目鏡,因為復消色差物鏡形成的藍像比紅像大,而補償目鏡設計紅像比藍像大,故抵消了復消色差物鏡的橫向色差。補償目鏡也可以與螢石物鏡及高倍消色差物鏡配合使用。然而一般的低、中倍消色差物鏡配補償目鏡會使物像產生色邊。此外,這種目鏡最大的缺點是像場彎曲嚴重。

補償目鏡倍數由5×至30×。其外殼上常刻有「C」、「K」、及「Compens」等字樣。

目前新型偏光顯微鏡或礦相顯微鏡只使用平像目鏡,上述幾種目鏡均被淘汰。

4.平像目鏡

它也是一種補償目鏡,但已消除了像場彎曲。這種目鏡僅校正了本身的像場彎曲,但不能校正物鏡的像場彎曲。只有與平像物鏡配合使用才能獲得完全平坦的像場。平像目鏡放大倍數由8×至25×;外殼上常刻有「Plan」、「Planosc-opic」、「Periplan」、「Kpl」、「GW」或「GF」等字樣。

二、幾種常見礦相顯微鏡簡介

礦相顯微鏡是礦相學研究時最基本、最重要的儀器。因此必須學會熟練地使用,並對其每一附件的名稱和性能均應完全掌握。現將兩種常見、常用的礦相顯微鏡簡介如下(圖1-9)。

1.OLYMPUS BX51M(BX60M)反光顯微鏡

為日本產最新型礦相顯微鏡。垂直照明器與鏡體相連接,備有前、上偏光鏡,上偏光鏡可轉一周,刻度標明180,上偏光鏡振動方向可轉變180°。變壓器裝在鏡架內,旋鈕在右手,很方便。另外,當調節光線的強度時,鏡架上有12擋指示燈。鏡架呈Y形,使顯微鏡穩定性好。該顯微鏡優點是視域大,無畸變,物像清晰,正交偏光下光強,適於觀察內反射和偏光色、均質和非均質性,還可測Ar角,精度達0.1°。

圖1-9 礦相顯微鏡

2.ORTHOLUXⅡPOL-BK型顯微鏡

該顯微鏡也為偏反兩用鏡,是萊茨廠的產品。也備有上、下、前偏光鏡,上偏光鏡可旋轉360°,刻度值精確至0.1°。垂直照明器與鏡體連接;有玻璃片和棱鏡反射器各一,可選用。照明燈為一可裝卸在鏡體上的燈室,內有12 V、50 W~100 W的溴鎢燈。該顯微鏡性能良好,可作某些光學常數的測量。

3.LABORLUX 12 POL型顯微鏡

它也是偏、反兩用顯微鏡,是萊茨廠的一種改型新產品。垂直照明器中基本部件齊全,並與鏡體和照明燈相連接;照明燈為一可裝卸在鏡體上的燈室,內有6 V、20 W的溴鎢燈。變壓器置於鏡體內,便於調節照明亮度。此種類型顯微鏡性能良好,適於實驗工作和學生使用。

三、礦相顯微鏡的調節、使用和維護

1.礦相顯微鏡的調節

不論顯微鏡的性能如何,在使用前必須加以調節,使其各部件處於正確的位置,才能進行有效的觀測。礦相顯微鏡結構較為復雜,在安裝使用時,很多部分需要仔細地檢查和調節。通常需要調節的部分簡述如下:

(1)調節光源 目前新型顯微鏡的燈多是安裝在鏡體上,如安裝在垂直照明器的前端或燈室中,調整方法是轉動燈室或燈頭的螺旋,使光源點與進光管在同一水平線上,直至視野中亮度均勻、亮度最大為止。

(2)反射器的調節 縮小視野光圈後轉動反射器的橫軸,其小圓亮點應嚴格平行目鏡十字絲的豎絲移動,然後使小亮點位於視域正中心,並被十字絲所平分,即表示反射器的位置及傾角(45°)已調正。需要指出的是一些新型的顯微鏡中,反射器固定在橫軸上(處於正確位置),不能自行調整。

(3)調節孔徑光欄和視野光欄 實踐證明,由於耀光的影響,不適當地開大孔徑光欄,並不能有效地提高反光物鏡的分辨能力。孔徑光欄的適宜大小(取下目鏡或推入勃氏鏡即可在物鏡後界面上看到孔徑光欄的像),應隨物鏡的放大倍數而異。用低倍物鏡時,孔徑瞳孔可開至與孔邊基本重合;用中、高倍鏡時應適當縮小(1/3至1/2)。

視野光欄的調節是首先縮小光圈並調至十字絲中心,若光圈界線模糊不清或帶有紅、藍等顏色,轉動視野透鏡至視野界線清晰和無色邊為止。重新開大光欄至視域周邊,不可再大。

(4)偏光鏡振動方向的檢驗與校正 檢驗偏光鏡振動方向通常是置石墨或輝鉬礦非底切面的光片於物台上,推出上偏光鏡,轉動物台,使礦物晶體的延長方向(高反射率方向)處於最亮位置時,其延長方向即為前偏光鏡振動方向。如果此時礦物的延長方向恰平行十字絲呈東西向,則證明前偏光鏡也為東西向。若非如此,需先使礦物延長方向平行十字絲東西向後,再轉動前偏光鏡至礦物最亮時,此時前偏光鏡即處於東西向。

檢查兩個偏光鏡是否嚴格正交的方法是,先用上述方法確定前偏光位置,再推入上偏光鏡,若上述礦物呈最暗(消光),並在物台旋轉一周時,出現四次消光,兩次之間距嚴格為90°,同時在各45°方位的偏光色也應完全一致。或者用一均質礦物如黃鐵礦在高倍無應變物鏡下作錐光觀察,若偏光圖為一完美的「黑十字」,即可證明二偏光已經正交。上述兩種檢查方法中,若前者四次消光間距不等,後者圖像稍顯雙曲線狀,則都表明兩偏光未完全正交。須仔細地調節上偏光鏡,以達到前述要求,並記錄前、上偏光鏡所處刻度位置,便於備查。

關於物鏡中心等校正與偏光顯微鏡相同,不再贅述。

2.礦相顯微鏡使用的一般程序

(1)安裝垂直照明器 有的垂直照明器已固定在鏡筒上,只需調整照明。 可裝卸的垂直照明器需安裝在鏡筒既定的位置上。

(2)安裝物鏡和目鏡 因顯微鏡的型號不同,故物鏡的裝法也各異。 如有的顯微鏡,要順著接頭溝槽橫插,也有的顯微鏡的物鏡是擰上彈簧夾安裝的;現在多是以物鏡螺紋擰在鏡筒的物鏡接頭器上或旋轉盤上的。

(3)開啟照明燈 按動照明器開關即可,注意調節到合適的亮度。

(4)安裝光片於載物台上 以適量的膠泥先用壓平器將光片壓平在載物片上,然後置於顯微鏡的載物台上,再調動鏡筒或升降物台使之准焦。

3.顯微鏡的維護

(1)任何部、附件的螺旋不應亂搬硬擰,應仔細找出原因(如方向擰錯、卡住或已旋到極限等)後妥善處理。

(2)顯微鏡的部件(如物鏡與目鏡等)不能混用,不論同型號或不同型號的顯微鏡都不能混用。

(3)顯微鏡保存溫度要適宜,一般應在-4℃~+20℃之間,不要過冷或過熱,以免脫膠和潤滑油變質失效。特別注意避免曝曬或取暖設備烘烤。

(4)偏光鏡(尤其是以冰洲石作的偏光鏡)須輕推輕拉;鏡頭裝卸也要輕上輕下,以免因振動應變,脫膠損壞。

(5)灰塵對顯微鏡的影響很大,其光學系統需保持嚴格清潔,但物鏡絕不可拆卸。所有透鏡及偏光鏡都不可用手指或一般紙及織物擦拭,只能用擦鏡紙或脫脂棉輕輕擦拭物鏡、目鏡透鏡的外表面。

(6)低壓白熾燈泡的插頭一定要插在變壓器上,絕不可直接插在電源上,以防燒毀燈泡。燈泡及變壓器不可連續通電時間過長,在空隙時間應隨手關閉。另外,若變壓器發出嗡嗡聲,須立即將變壓器插銷從電源上拔下檢查。

實驗作業

(1)每人固定使用某一台顯微鏡。閱讀「反光顯微鏡使用規程」。

(2)重點掌握垂直照明器的結構和工作原理,熟悉物鏡、目鏡的種類及使用前偏光鏡和上偏光鏡的方法,了解、熟悉孔徑光欄和視野光欄的用途及使用方法。

(3)以方鉛礦(白色)為標准,用藍玻璃片調節燈光的顏色,使其成為純白色。注意調整光源的角度、位置並排除障礙,使光強達到應有的亮度。

(4)參觀了解其他類型的反光顯微鏡。

㈧ LED 燈的調光原理是什麼

LED調光器的原理有三種

1. 波寬控制調光:將電源方波數位化,並控制方波的占空比,從而達到控制電流的目的。

2.恆流電源調控 用模擬線性技術可以輕易調整電流的大小。

3. 分組調控 將多顆LED分組,用簡單的分組器調控。

上述1.2.兩種方法是可以用可調電阻旋鈕做無段控制。由於PWM模塊技術化的成熟,成本降低。很難從價格方面判定是使用何種方式的控流。

然而可調電阻本身並不是一個很可靠的元器件。往往因為灰塵的進入或者製造流程的不嚴緊,在操作可調電阻時會有瞬間跳空的故障,那麼光源就會閃動。這種閃動在用PWM方式情況比較不明顯,在用線性技術調控電流的情況較明顯。


(8)垂直照明器的光路原理是什麼意思擴展閱讀:

LED可調光的優勢有:

1、超節能,4W射燈即可取代35W金鹵燈,節能率高達90%以上;

2、超長壽命,30000小時的超長壽命,比金鹵燈高出8倍以上;

3、安全系數高,超低的發熱量,能夠有效的保護線路,降低安全隱患。

隨著各國正式開始禁用白熾燈,中國政府也對LED照明的大力扶持,LED照明應用市場迎來了巨大的發展機遇。 LED可調光更高的節能效率,使用范圍更加廣泛。

1、酒店、賓館的照明運用LED調光產品,或是在大堂,或是在客房,給顧客帶來一種不一樣的感受,除了節約能源之外,還能盡顯豪華和溫馨,對業主而言,LED營造的個性化的光環境可以充分的彰顯企業的實力。

2、咖啡店、酒吧是人們一天忙碌工作後的休閑娛樂場所,這里可以讓人靜靜的思考問題,因此,燈光效果,光線明暗度極其重要,LED可調光射燈和LED可調光帕燈得到廣泛應用。

3、家庭裝修:大廳裝上LED可調光燈可滿足主人不同光線的要求。

㈨ 光導照明系統的原理是什麼,在哪些地方經常應用

光導照明系統是將日光用特殊的技術收集起來再加以利用的系統,節能環保,在很多地方都可以應用

一.光導照明系統原理

光導照明系統是新型照明裝置系統,系統原理是通過採光罩採集自然光,然後導入到系統中內,再通過特殊工藝把這些收集到自然光,再重新分配到想要自然光照亮的地方,就如收集水儲存在水庫,再通過水管把水分配的原理差不多,但是因為自然光跟水的收集方式又有所不同,所以它需要有特殊且高效的採光裝置採集自然光,然後需要傳輸裝置 高性能地去反射自然光 讓它傳輸到更遠的地方,再者需要輸出裝置——漫射器,將這些傳輸的光線更均勻、更大面積地擴散到需要照明的地方,保證光線充足,能24小時全天候照明,不需要藉助電,不會產生污染,取自自然的環保新型照明系統

3.易燃易爆的工業廠房或者倉庫

工廠、倉庫和車間生產需要佔地面積大,採用電力照明,幾千方的電力成本就要幾萬/天,而且電力系統在涉及易燃易爆的生產或者倉庫密閉空間,會增加安全隱患,特別是老化的電線、插頭,經常發生事故。而光導照明系統在運行成本除了購買和損壞更換上,無需再另付其他費用,相對於電力系統更加節約成本,而且安裝在易燃易爆區域可以減少安全隱患

還有很多場所應用到光導照明系統,這里就不再列舉,光導照明系統既環保又安全,再不久的將來應該會運用在所有地方

㈩ 光導纖維的工作原理

利用的是玻璃纖維的全反射原理

光能夠在玻璃纖維或塑料纖維中傳遞是利用光在折射率內不同的兩種物質容的交界面處產生「全反射」作用的原理。為了防止光線在傳導過程中「泄露」,必須給玻璃細絲穿上「外套」,所以無論是玻璃光纖還是塑料光纖均主要由芯線和包層兩部分組成。光纖的結構呈圓柱形,中間是直徑為8微米或50微米的纖芯,具有高折射率,外面裹上低折射率的包層,最外面是塑料護套,整個外部直徑為125微米,特殊的製造工藝,特殊的材料,使光纖既纖細似發,柔順如絲,又具高抗強度,大抗壓力。

由於包層的折射率比芯線折射率小,這樣進入芯線的光線在芯線與包層的界面上作多次全反射而曲折前進,不會透過界面,彷彿光線被包層緊緊地封閉在芯線內,使光線只能沿著芯線傳送,就好象自來水只能在水管里流動一樣

光也有波的特性,因此可以等同於聲波,電磁波一樣傳遞信號。用特殊的接受儀器,加上纖維導管的傳遞作用,就完成了光導纖維的整個工作