h
h
tg
G
tg
(25.34)
Burada,
-cismi optic cihazla görmə bucağı (şəkil 25.22, a), θ- gözdən 25 sm məsafədə
yerləşmiş olan cismi adi gözlə müşahidə etdikdə görmə bucağı (şəkil 25.22, b),
h
və
h
isə -
uyğun olaraq cismin və onun optik cihazla alınmış xəyalının xətti ölçüləridir.
(25.34)-də G-ni fokus məsafəsi ilə əlaqələndirmək olar. Fərz edək ki, linzanın verdiyi möv-
humi xəyal ən yaxşı görmə məsafəsindədir, yəni, d
i
=-N (N=25 sm); d
i
=-25sm (şəkil 25.22, a).
Onda
N
1
f
1
d
1
f
1
d
1
i
0
(25.35)
N
f
Nf
d
0
(25.36)
Yazmaq olar. (25.36)-dan görünür ki, d
0
1
<
N
f
N
. Kiçik bucaqlarda göz ən yaxşı
görmə məsafəsinə fokuslandığına ğörə
tg
və
tg
, onda
Nf
h
N
f
d
h
0
)
(
və
N
h
Buradan isə
h
N
Nf
h
N
f
G
)
(
yaxud
f
N
G
1
(25.37 )
(25.37) düsturu göz ən yaxşı görmə məsafəsinə fokuslandıqda böyütməni hesablamağa imkan
verir.
Əgər göz əzələləri gərilməmişsə (göz sonsuzluğa fokuslanıb) və lupadan istifadə ediriksə,
onda xəyal sonsuz uzaqlaşmış olur, cisim isə dəqiq fokusda yerləşib. Bu halda
f
h
və
f
N
h
N
f
h
G
(25.38)
Göz sonsuzluğa akkomodasiya olduqda (fokuslandıqda) böyütmə obyektiv kəmiyyətdir;
digər akkomodasiyalarda böyütmə subyektivdir, lakin obyektiv böyütmədən az fərqlənir.
Göründüyü kimi, linzanın fokus məsafəsi kiçik olduqca, böyütmə də böyük olur.
Mikroskop iki linza
sistemindən
ibarətdir.
Sistemin hər birinə bir
linza kimi baxmaq olar.
Linzalardan
biri
qısa
fokuslu obyektiv, digəri isə
uzun fokuslu okulyardır.
Müşahidə olunacaq cisim
obyektiv qarşısında onun
fokusu ilə ikiqat fokusu
arasında yerləşdirilmişdir.
Ona görə də obyektivin
verdiyi xəyal böyüdülmüş və həqiqi olur. Okulyar elə bir vəziyyətdə qoyulur ki, obyektivin
verdiyi I
1
xəyalı okulyarla onun fokus nöqtəsi arasına düşsün. Bu halda okulyar lupa rolunu
görür. Ona görə də I
2
xəyalı böyüdülmüş və möfhumi olur (şəkil 25.23)
.
Mikroskopun tam böyütməsi obyektiv və okulyarın böyütmələri hasilinə bərabərdir.
ok
ob
G
G
G
Şəkil 25.23-dən göründüyü kimi,
0
0
d
d
h
h
G
i
i
düsturundan istifadə etməklə obyektivin
böyütməsi üçün
0
0
l
d
f
d
d
G
e
i
ob
(25.39)
alarıq. Bu düsturda mənfi işarəsi nəzərə alınmamışdır. Belə ki, o yalnız xəyalın çevrilmiş
olduğunu göstərir. l- tubusun uzunluğuna bərabər linzalararası məsafədir. Okulyar sadə lupa kimi
təsir göstərir. Əgər göz əzələləri gərilmişsə, onda okulyarın buyütməsi üçün (2538)-dən istifadə
etməklə
e
ok
f
N
G
(25.40)
almış olarıq. Onda, mikroskopun ümumi böyütməsi
0
0
f
f
Nl
d
f
l
f
N
G
G
G
e
e
e
ok
ob
(25.41)
olar. Qeyd etmək lazımdır ki, (25.41) düsturu f
e
, f
0
<< l; l-f
e
≈ l və d
0
≈f
0
olduqda, doğrudur.
Adətən mikroskopun obyektiv və okulyarları dəyişdirilə bılən şəkildə hazırlanır ki, bud a
müxtəlif böyütmələr almağa imkan verir
7. Optik sistemlərin xətaları
Paraksial işıq şüalarından istifadə olunduqda sferik sındıran səth stiqmatik xəyal verir. Bu
cür məhdudiyyət optik sistemdə cismin xəyal ölçülərinin əsaslı surətdə kiçilməsinə gətirir. Digər
Şəkil 25.23
tərəfdən ensiz, dar işıq şüası xəyalın işıqlığının az olmasını şərtləndirir. Nəticədə isə praktikada
optik oxla kifayət qədər böyük bucaq əmələ gətirən enli işıq şüalarından istifadə etmək lazım
gəlir. Bu isə real optik sistemlərdə aberrasiyalara, yaxud xətalara səbəb olur. Aberrasiyalar isə öz
növbəsində sistemin verdiyi optik xəyalın keyfiyyətinin aşağı olmasına gətirir. Müvafiq qaydada
seçilmiş linzaların kombinasiyası yolu ilə aberrasiyaları aradan qaldırmaq olur.
Optik sistemlərin aşağıdakı aberrasiyalarını fərqləndirirlər:
Sferik aberrasiya. Linzanın kənarları onun orta hissəsinə nisbətən düşən şüaları daha çox
sındırır. Nəticədə işıqlanan nöqtənin xəyalı yayğın ləkə şəklində alınır: bu xəta sferik abberasiya
adlanır (şəkil 25.25).
Toplayıcı (+) və səpici (-) linzaların müxtəlif
sındırma əmsalına malik olması səbəbindən
onları kombinə etməklə, demək olar ki, sferik
aberrasiyanı tam aradan qaldırmaq olur.
Koma. Sistemin optik oxu üzərində yerləşmiş
işıqlanan nöqtədən çıxan enli şüalar üçün sferik
aberrasiya aradan qaldırılmış linzada adıçəkilən
xəta çəp şüalar üçün qala bilər (cisim optik oxdan
kənardadır). Bu halda nöqtənin xəyalı uzunsov,
qeyri-simmetrik ləkəni xatırladır. Bu cür aberrasiya koma adlanır. Müxtəlif linzaları (toplayıcı və
səpici) kombinə etməklə bu xətanı da yox etmək olar.
Xromatik aberrasiya. Dispersiya (sındırma əmsalının dalğa uzunluğundan asılılığı)
nəticəsində hətta paraksial şüalar üçün müxtəlif rəngli şüalar müxtəlif nöqtələrdə toplanır və
nəticədə xəyal rənglənmiş alınır. Müxtəlif növ şüşələr eyni dispersiyaya malik deyillər. Buna
görə də müxtəlif növ şüşələrdən hazırlanmış toplayıcı və səpici linzaları kombinə etməklə
axromatik optik sistem almaq olar.
Astiqmatizm. Çəp şüalarda nöqtəvi cismin xəyalı bir-birinə nəzərən sürüşmüş, qarşılıqlı
perpendikulyar olan iki düz xətt parçası şəklində olur, yəni astiqmatik olur. Bu xəta uyğun
əyrilik radiuslarını və sındıran səthlərin optik qüvvələrini seçməklə aradan qaldırırlr.
Adları yuxarıda çəkilən xətaları aradan qaldırılmış sistem anastiqmat sistem adlanır.
Distorsiya. Görmə sahəsi sərhədlərində eninə böyütmənin qeyri-bərabərliyi ilə şərtlənmiş
xəyalın təhrifi distorsiya adlanır. Şəkil 25.26- da distorsiya ilə
əlaqədar kvadratın təhrif olunmuş xəyalları verilmişdir.
Eyni vaxtda bütün xətaları aradan qaldırmaq üçün olduqca
mürəkkəb optik sistemlər yaratmaq lazımdır. Lakin praktikada
daha sadə yol seçirlər: verilmiş məqsədin optik sistemdə həyata
keçirilməsinə mane olan xətaları aradan qaldırırlar.
8. Əsas fotometrik kəmiyyətlər: işıq şiddəti və işıq seli
Mənbədən şüalanan elektromaqnit dalğaları ilə hər tərəfə enerji daşınır. Bu enerji gözə və ya
digər qəbuledici cihazlara etdiyi təsir ilə qiymətləndirilən bəzi kəmiyyətlərlə əlaqədardır. Optik
hadisələri kəmiyyətcə xarakterizə edən belə kəmiyyətlər fotometrik kəmiyyətlər adlanır.
Şəkil 25.25
Şəkil 25.26
Fotometrik kəmiyyətlərin ölçülməsi ilə məşğul olan bölmə fotometriya adlanır. Başlıca
fotometrik kəmiyyətlər aşağıdakılardır.
İşıq seli:İşıq mənbəyini əhatə edən qapalı səthdən vahid zamanda yayılan işıq
enerjisinin miqdarı həmin mənbənin tam işıq seli adlanır.
İşıq mənbəyinin kənardan vahid zamanda aldığı enerjinin miqdarı istənilən müddət üçün
dəyişməz qalarsa, mənbənin tam işıq selı sabit qalar. Lakin hər hansı vasitə ilə qalan digər
istiqamətlərdə yayılan işıq selini dəyişdırməklə mənbəyin müəyyən istiqamətdə şüalandırdığı
selini də dəyişdirmək olar. Ona görə də, çox vaxt verilmiş səthdən keçən işıq selindən söhbət
gedir. Vahid zamanda verilmiş səthdən keçən işıq enerjisinin miqdarı həmin səthdən keçən
işıq seli adlanır.
dt
dW
Ô
(25.19)
Burada , dW – müəyyən dt müddətində verilmiş səthdən keçən işıq enerjisidir.
İşıq selinin ölçüsü güc vahidlərinin ölçüsü ilə eynidir və tamami ilə
udulduqda cismə verdiyi istiliyin miqdarı ilə təyin olunur. Lakin, işıq
mənbələrinin şüalandırdığı elektromaqnit dalğaları təkcə görünən
işıqdan ibarət olmadığından, işıq selini başğa vahidlərlə ölçürlər. Ona
görə də yalnız, ümumi şüalanma seli güc vahidi ilə ölçülə bilər. İşıq
selinin vahidi işıq şiddəti adlanan fotometrik kəmiyyətin vahidinin
köməyi ilə təyin olunur. Ona görə də işıq şiddəti anlayışı ilə tanış olaq.
İşıq şiddəti: İşıq mənbəyini xarakterizə etmək üçün işıq şiddəti
adlanan fotometrik kəmiyyətdən istifadə olunur. Nöqtəvi işıq
mənbəyinin vahid cisim bucağı daxilində şüalandırdığı işıq selinə işıq
şiddəti deyilir (şəkil 25.13).
d
dÔ
(25.20)
Ümumi halda, işıq şiddəti (I) şüalanma istiqamətindən asılıdır. Əgər işıq şiddəti yayılma
istiqamətindən asılı deyilsə, belə mənbələr izotrop mənbələr adlanır. İzotrop işıq mənbələri üçün
işıq şiddəti
I
4
Ô
(25.21)
şəklində ifdə olunur. Burada,
Ô
- işıq mənbəyini əhatə edən sterik səthdən çıxan tam işıq seli,
4
isə nöqtəvi mənbəyi əhatə edən cisim bucağının qiymətidir. Müxtəlif istiqamətlərdə işıq
şiddəti müxtəlif olan mənbələr anizotrop mənbələr adlanır. Anizotrop mənbələr üçün işıq
şiddətinin yalnız orta qiymətindən danışmaq olar.
4
Ô
(25.20)
İşıq şiddətinin vahidi BS – də kandella(kd) adlanır və yeddi əsas ölçü vahidlərindən
biridir. Normal atmosfer təzyiqində (101325Pa) temperaturu təmiz platinin bərkimə
temperaturuna (2046,6K) bərabər olan tam şüalandırıcının onun səthinin hər
600000
1
2
m
sahəsindən bu səthə perpendikulyar istiqamətdə şüalandırdığı işığın şiddəti 1
kandella adlanır. İşıq şiddətinin vahidindən istifadə edərək işıq selinin vahidini vermək olar.
İşıq selinin vahidi törəmə vahiddir. (25.20) ifadəsinə görə
Id
dÔ
(25.23)
ds
dS
d
Шякил
25.13
yazmaq olar. İşıq selinin vahidi lümen (lm) adlanır. Deməli, işıq şiddəti 1 kandella (kd) olan
nöqtəvi işıq mənbəyinin 1 steradian (sr) cisim bucağı
daxilində şüalandırdığı işıq seli 1 lümenə (lm)
bərabərdir: 1 lm= 1kd
sr
1
Praktik işlər zamanı işıq selini güc vahidləri ilə
ifadə etmək daha məqsədəuyğun sayılır. Buna görə də
lümenlə vaxt arasında əlaqə yaratmağa çalışaq. Ancaq
qeyd etmək lazımdır ki, bu əlaqə universal xarakter
daşıya bilməz. Verilən işıq mənbəyi üçün işıq seli ümumi
işıqlanma selinin bir hissəsi olduğundan 1 vatdakı
lümenlərin sayı həmin mənbə üçün xarakterik
kəmiyyətdir. Bu kəmiyyət şüalanma selinin işıq effekti (V ) və ya görmə funksiyası adlanır.
Görmə funksiyası lm/Vt -la ölçülür.
İnsan gözü müxtəlif uzunluqlu işıq dalğalarına qarşı müxtəlif həssaslıq göstərir. Bu asılılıq
görmə fnksiyası ilə xarakterizə olunur. Normal insan gözü
555
,
0
mkm (sarı işıq) dalğa
uzunluğuna daha həssasdır (şəkil 25.14). Ona görə də dalğa uzunluğunun həmin qiymətinə
uyğun işıq effekti vahid qəbul edilir. Ölçmələr belə dalğa uzunluğu üçün işıq effektinin 625
lm/Vt olduğunu göstərir.
9. Əsas fotometrik kəmiyyətlər: işıqlanma, parlaqlıq və işıqlılıq
İşıqlanma.İşıqlanan cismin vahid səthinə düşən işıq seli ilə ölçülən fotometrik kəmiyyətə
səthin işıqlanması deyilir:
dS
dÔ
E
(25.24)
Əgər dF=1lm və dS=1
2
m
olarsa,
1
1
1
1
2
2
m
lm
m
lm
E
luks(lk).
Deməli, 1 lm işıq seli 1
2
m
səthə bərabər sürətdə paylanarsa, belə səthin işıqlanması
işıqlanma vahidi qəbul olunur. Bu vahid luks adlanır. Əgər 1 lm işıq seli 1
2
sm
səthə bərabər
paylanarsa, səthin işıqlanması
4
10
luks olar. Bu vahidə fot deyilir: 1 fot =
.
10
4
lk
Nöqtəvi mənbə tərəfindən işıqlanan səthin işıqlanması
cos
2
R
E
(25.25)
şəklində ifadə olunur.
İşıqlanma vahidini (25.23) düsturuna görə də seçmək olar. I=1 kd və R = 1 m olarsa,
.
1
1
1
2
2
2
lk
m
kd
m
kd
R
I
E
Yəni, radiusu 1 m olan sferanın mərkəzində 1 kd şiddəti olan nöqtəvi mənbə olarsa, bu
sferanın səthinin işıqlanması 1 lk olar.
İşıqlıq. Mənbəyi xarakterizə edən kəmiyyətlərdən biri də mənbəyin işıqlığıdır. İşıqlanan səthin
2
cisim bucağı altında hər tərəfə bərabər şüalandırdığı tam işıq selinin (F) həmin səthin
sahəsinə (S) olan nisbətilə ölçülən kəmiyyətə (R) səthin işıqlığı deyilir:
S
Ô
R
(25.26)
Şəkil25.14
V
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0
450 550 650 750
Bu ifadədən görünür ki, işıqlıq, ədədi qiymətcə, şüalanan cismin vahid səthindən
buraxılan tam işıq selinə bərabərdir. İşıqlığın energetik vahidi:
,
2
2
sm
Vt
san
sm
erq
və ya
2
m
Vt
olar
Parlaqlıq. Parlaqlıq da işıqlıq kimi mənbəyi xarakterizə edən kəmiyyətdir.
Parlaqlıq (B), dS səth elementindən, onun normalı ilə hər hansı
i
bucağı üzrə müəyyən olunan
istiqamətdə kiçik
d cisim bucağı daxilində çıxan dÔ i şıq seli ilə xarakterizə olunan kəmiyyət
olub aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər:
d
i
dS
dÔ
B
i
cos
(25.27)
yaxud
i
dS
dI
B
cos
(25.28 )
(25.28) ifadəsindən görünür ki, səthin parlaqlığı, həmin səthin vahid sahəsindən normal
istiqamətdə (
)
0
i
buraxdığı işıq şiddətinə bərabərdir.
Beynəlxalq vahidlər sistemində parlaqlığın fotometrik vahidi olaraq özünün hər kvadrat
metrindən normal istiqamətdə 1 kd işıq şiddəti verən səthin parlaqlığı qəbul olunur.
kd/
2
m
vahidindən başqa elmi ədəbiyyatda nit (nt), stilb (sb) adlanan vahidlərdən də istifadə
olunur:
2
1
1
m
kd
nt
;
nt
m
kd
sb
4
2
4
10
10
1
Göründüyü kimi, stilb, mənbəyin hər kvadrat santimetr (sm) səthindən normal
istiqamətdə 1 kd işıq şiddəti verən səthin parlaqlığına deyilir.
Parlaqlığın energetik vahidi isə (25.28) düsturuna görə erq/sm
2
sr
san
, və ya
Vt/sr
sm
2
olar. Təcrübələr göstərir ki, səthləri cilalı və güzgüvari olmayan kələ - kötür səthli
közərmiş bərk cisimlərin parlaqlığı onun işıqlığından
dəfə az olur:
R
B
(25.29)
10. Fotometriya
Optikanın işıq selini və ya işıq enerjisinin ölçülməsi ilə məşğul olan bölməsi fotometriya
adlanır. İnsan gözü bir işıq selinin digərindən nə dərəcədə fərqli olduğunu müəyyən edə bilmir.
Ancaq müxtəlif işıq selinin işıqlandırdıqları səthlərin işıqlanmasını çox asanlıqla müqayisə edə
bilər. Buna görə də fotometrik kəmiyyətlər, əsasən, işıqlanmaların müqayisəsinə görə təyin
olunur. Bu məqsəd üçün istifadə olunan cihazlara fotometr deyilir.
Fotometrlər subyektiv (vizual, yəni gözlə müşahidəyə əsaslanan) və obyektiv (gözün iştirakı
vacib deyil) olmaqla iki yerə ayrılır.Obyektiv fotometrlərdə fotometrik kəmiyyətlərin təyini
fotoqrafiya və elektrik üsullarına əsaslanır.
Fotoqrafık üsullarının əsasını fotolövhənin qaralmasının onun üzərinə düşən işıq eneıjisinin
miqdarı ilə mütənasib olması təşkil edir.
Elektrik fotometrlərinin işləmə prinsipi, işığın elektrik təsirinə (fotoelement, fotogücləndirici,
fotomüqavimət və s.) əsaslanır.
Ən sadə fotoelektrik fotometr, fotoelement və qalvano-metrdən ibarətdir. Həssas
qalvanometr işığın təsiri ilə yaranan fotocərəyanı ölçür. Əgər qalvanometri lüksə görə
dərəcələsək, o birbaşa işıqlanmanı göstərir.
Obyektiv fotometrin üstün cəhətlərindən biri də ondan ibarətdir ki, onların vasitəsilə həm
də görünməyən ultrabənövşəyi və infraqırmızı şüalanmalar üçün fotometrik kəmiyyətləri təyin
etmək olar.
Obyektiv fotometrlər bir çox üstün cəhətlərinə görə subyektiv fotometrlərə nisbətən geniş
işlədilir.
Vizual fotometriyanın iş prinsipi iki toxunan səthin parlaqlıqlarının bərabərliyinin təyininə
əsaslanmışdır. Ən geniş yayılmış vizual fotometr Lummer-Brodxun fotometrdir (şəkil 25.15).
Müqayisə olunan S
1
və S
2
mənbələri ağ, qeyri-şəffaf lövhədən (L- gips və ya tabaşır lövhə)
müxtəlif tərəflərdə yerləşdirilir. Səpmə əmsalı eyni olan hər iki üzdən səpilmiş işıq simmetrik
yerləşdirilmiş Z
1
və Z
2
güzgüləri üzərinə düşür və sonra fotometrik kubun (Lümmer kubu)
üzərinə istiqamətləndirilir. Lümmer fotometrik kubu iki düzbucaqlı prizmadan ibarətdir. Bu
prizmalardan birinin hipotenuza uyğun olan üzü elə
cilalanmışdır ki, onun orta hissəsinin ikinci prizma ilə
toxunması optik kontakt yaradır, yəni prizmalar biri
digərinə elə sıxılmışdır ki, onların toxunan hissəsi
özünü bircinsli şəffaf cisim kimi aparır.
Fotometr MN oxu ətrafında 180
o
dönə bilir.
Müşahidə T borusu vasitəsilə aparılır. Ölçmələr
zamanı S
1
və S
2
mənbələri optik masada
yerləşdirilirlər və sistem mərkəzləşdirilir.
Mərkəzləşdirmə apararkən gips lövhə (L)
yuvadan çıxarılır və müqayisə olunan işıq
mənbələrindən biri elə yerləşdirilir ki, cihazın pəncərə
şüşələrindəki çarpaz xətlər mənbənin mərkəzinə proyeksiya edilmiş olsunlar; bu yolla ikinci
mənbə yerləşdirilir. Sonra mənbə-lərin fotometrə nəzərən yerlərini dəyişməklə kubun üzünün
eyni işıqlanmasına nail olurlar. İşıqlanma eyni olduqda müqayisə olunan sahələr arasında sərhəd
itir, yəniekranının hər iki üzü bərabər işıqlandıqda müşahi-dəçi işıqlanan səthlər arasındakı
fərqin olmadığını görür. Bu zaman mənbələrdən birinin işıq şiddətini (I
2
) bilərək, fotometrdən
işıq mənbələrinə qədər olan məsafələri ölçməklə tədqiq olunan mənbəyin işıq şiddətini ( I
1
)
hesablaya bilərik.
Dostları ilə paylaş: |