Проектно-конструкторская разработка

КУРСОВАЯ РАБОТА

Специальность 12.02.05 Оптические и оптико-электронные приборы и системы

 

ОП.13 Теория оптических систем

 

Тема

 

 

Выполнил(а) обучающийся4 курса

 

Группы ЭО-41

 

ФИО: Чижов Олег Михайлович

 

Преподаватель__________Гуляева Н.А.

                                                                                                                       подпись   Ф.И.О. 

 

Работа защищена_____________20__г

 

Оценка ____________________

 

 

Москва

2020

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА – Российский технологический университет»   Колледж приборостроения и информационных технологий

ЗАДАНИЕ на курсовую работу

Специальность 12.02.05 Оптические и оптико-электронные приборы и системы

 

ОП.13 Теория оптических систем

 

Фамилия, имя, отчество обучающегося: Чижов Олег Михайлович

 

Тема: Расчёт конструктивных параметров (Микроскоп со слабым увеличением)

 

Рассмотрено на заседании

предметно-цикловой комиссии

Протокол № _________ от ___________________

 

          Председатель ПЦК_____________Власова И.М.

                                                                                                        Подпись         Ф.И.О.

 

Срок сдачи обучающимся готовой работы _____________________________

 

Преподаватель __________Гуляева Н.А.

Ф.И.О.

 

 

Дата выдачи задания «__03__»_марта___2020___ г.

 

1. Исходные данные:

____________________________________________________________________________________________________________________________________

 

2. Содержание: Пояснительная записка: Введение, Выбор и обоснование оптической схемы, Расчётная часть: габаритный, светоэнергетический, конструктивные параметры, обоснование конструкции, заключение, список использованных источников, приложение.

__________________________________________________________________

 

3. Основныеинформационные источники:

____________________________________________________________________________________________________________________________________

 

4. Отчетный материал работы:

 

а) пояснительная записка:

_________________________________________________________________

 

б) графический материал:

____________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Преподаватель___________________  Гуляева Н.А.

Подпись                            Ф.И.О.

 

 

Задание принял к исполнению____________________________

(дата и подпись обучающегося)

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА – Российский технологический университет»   Колледж приборостроения и информационных технологий

ОТЗЫВ

На курсовую работуобучающегося

 

выполненную на тему:Расчёт конструктивных параметров (Микроскоп со слабым увеличением)

 

Специальность12.02.05 Оптические и оптико-электронные приборы и системы

 

ОП.13 Теория оптических систем

 

1. Актуальность работы:

__________________________________________________________________

 

2. Оценка содержания курсовой работы:

__________________________________________________________________

 

3. Положительные стороны курсовой работы:

 

__________________________________________________________________

 

5. Замечания по курсовойработе:

 

_________________________________________________________________

 

6. Оценка ___________________

 

 

Преподаватель:______________________ Гуляева Н.А.

подпись          Ф.И.О.

«_____»_______________________2020г.

 

 

Содержание

Введение. 1

1. Проектно-конструкторская разработка.. 5

1.1 Выбор и обоснование схемы оптической принципиальной. 5

2. Расчеты.. 7

2.1 Расчет наблюдательного микроскопа. 7

2.2 Габаритный расчет оптической системы микроскопа. 10

2.3 Конструкторский расчет объектива микроскопа. 13

2.4Светотехнический расчет. 20

3. Обоснование конструкции микроскопа.. 22

3.1 Объектив ахромат. 22

3.2 Симметричный окуляр. 22

Список использованных источников.. 23

ГРАФИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ И ПРИЛОЖЕНИЯ.. 24

 

 

 

Введение

Оптический или световой — оптический прибор для получения увеличенных изображений объектов (или деталей их структуры), невидимых невооружённым глазом.

Микроскоп предназначен для наблюдения мельчайших предметов (в микроскопии их называют препаратами или объектами) с увеличением значительно большим, чем дает лупа и соответственно с большей разрешающей способностью.        

Разрешающая способность микроскопа — это способность выдавать чёткое раздельное изображение двух близко расположенных точек объекта. Степень проникновения в микромир, возможности его изучения зависят от разрешающей способности прибора. Эта характеристика определяется прежде всего длиной волны используемого в микроскопии излучения (видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское излучение). Фундаментальное ограничение заключается в невозможности получить при помощи электромагнитного излучения изображение объекта, меньшего по размерам, чем длина волны этого излучения.

Микроскоп имеет оптическую систему с двумя ступенями увеличения: первая осуществляется объективом, вторая — окуляром.

Окуляр — элемент оптической системы, обращённый к глазу наблюдателя, часть оптического прибора (видоискателя, дальномера, бинокля, микроскопа, телескопа и так далее), предназначенная для рассматривания изображения, формируемого объективом или главным зеркалом прибора.

Объектив — оптическая система, являющаяся частью оптического прибора, обращённая к объекту наблюдения или съёмки и формирующая его действительное или мнимое изображение. В оптике рассматривается как равнозначное собирающей линзе, хотя может иметь иной вид, например, см. «Камера-обскура». Обычно объектив состоит из набора линз (в некоторых объективах — из зеркал), рассчитанных для взаимной компенсации аберраций и собранных в единую систему внутри оправы.

 

До середины XX века работали только с видимым оптическим излучением, в диапазоне 400—700 нм, а также с ближним ультрафиолетом (люминесцентный микроскоп). Оптические микроскопы не могли давать разрешающей способности менее полупериода волны опорного излучения (диапазон длин волн 0,2—0,7 мкм, или 200—700 нм). Таким образом, оптический микроскоп способен различать структуры с расстоянием между точками до ~0,20 мкм, поэтому максимальное увеличение, которого можно было добиться, составляло ~2000 крат.

Человеческий глаз представляет собой естественную оптическую систему, характеризующуюся определённым разрешением, то есть наименьшим расстоянием между элементами наблюдаемого объекта (воспринимаемыми как точки или линии), при котором они ещё могут быть отличны один от другого. Для нормального глаза при удалении от объекта на т. н. расстояние наилучшего видения (D = 250 мм), среднестатистическое нормальное разрешение составляет ~0,2 мм. Размеры микроорганизмов, большинства растительных и животных клеток, мелких кристаллов, деталей микроструктуры металлов и сплавов и т. п. значительно меньше этой величины.

 

Расчеты

Светотехнический расчет

 

Светотехнический расчет проводится для определения коэффициента пропускания оптической системы, которые не должен быть меньше 50%. Различают следующие виды потерь оптического излучения при прохождении через оптические среды: 1) потери на отражение, которые обусловлены тем, что часть световой энергии отражается от поверхностей оптических компонентов изготовленных из стекла или кристалла; 2) потери на преломление обусловлены тем, что другая часть излучения поглощается оптическим материалом; 3) потери на рассеяние, обусловлены тем, что часть излучения рассеивается мельчайшими твердыми частицами, находящимися в оптических компонентах или на границе раздула двух сред.

В приближенных расчетах коэффициентом рассеянием пренебрегают, а самые большие потери при отражении. Коэффициент отражения зависит от показателя преломления 𝑛 и 𝑛′ и от углов падения и преломления сред. При малых углах падения и преломления, коэффициент отражения зависит только от показателей преломлений преломления 𝑛=1, то для различных показателей преломления коэффициент отражения является табличной величиной.

Для уменьшения потерь на отражение на линзы наносится просветляющие покрытие. Оно бывает одно-, двух-, многослойным. Чем больше слоев, тем меньше потери при отражении.

Определяем величину потерь излучения на поглощение. Она зависит от толщины оптических компонентов, через которые проходит оптическое излучение, причем известно, что на каждом [см] теряется 1% излучения.

, где d – толщина компонентов системы вдоль оптической оси

;

мм

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Специальность 12.02.05 Оптические и оптико-электронные приборы и системы

 

ОП.13 Теория оптических систем

 

Тема

 

 

Выполнил(а) обучающийся4 курса

 

Группы ЭО-41

 

ФИО: Чижов Олег Михайлович

 

Преподаватель__________Гуляева Н.А.

                                                                                                                       подпись   Ф.И.О. 

 

Работа защищена_____________20__г

 

Оценка ____________________

 

 

Москва

2020

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА – Российский технологический университет»   Колледж приборостроения и информационных технологий

ЗАДАНИЕ на курсовую работу

Специальность 12.02.05 Оптические и оптико-электронные приборы и системы

 

ОП.13 Теория оптических систем

 

Фамилия, имя, отчество обучающегося: Чижов Олег Михайлович

 

Тема: Расчёт конструктивных параметров (Микроскоп со слабым увеличением)

 

Рассмотрено на заседании

предметно-цикловой комиссии

Протокол № _________ от ___________________

 

          Председатель ПЦК_____________Власова И.М.

                                                                                                        Подпись         Ф.И.О.

 

Срок сдачи обучающимся готовой работы _____________________________

 

Преподаватель __________Гуляева Н.А.

Ф.И.О.

 

 

Дата выдачи задания «__03__»_марта___2020___ г.

 

1. Исходные данные:

____________________________________________________________________________________________________________________________________

 

2. Содержание: Пояснительная записка: Введение, Выбор и обоснование оптической схемы, Расчётная часть: габаритный, светоэнергетический, конструктивные параметры, обоснование конструкции, заключение, список использованных источников, приложение.

__________________________________________________________________

 

3. Основныеинформационные источники:

____________________________________________________________________________________________________________________________________

 

4. Отчетный материал работы:

 

а) пояснительная записка:

_________________________________________________________________

 

б) графический материал:

____________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Преподаватель___________________  Гуляева Н.А.

Подпись                            Ф.И.О.

 

 

Задание принял к исполнению____________________________

(дата и подпись обучающегося)

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА – Российский технологический университет»   Колледж приборостроения и информационных технологий

ОТЗЫВ

На курсовую работуобучающегося

 

выполненную на тему:Расчёт конструктивных параметров (Микроскоп со слабым увеличением)

 

Специальность12.02.05 Оптические и оптико-электронные приборы и системы

 

ОП.13 Теория оптических систем

 

1. Актуальность работы:

__________________________________________________________________

 

2. Оценка содержания курсовой работы:

__________________________________________________________________

 

3. Положительные стороны курсовой работы:

 

__________________________________________________________________

 

5. Замечания по курсовойработе:

 

_________________________________________________________________

 

6. Оценка ___________________

 

 

Преподаватель:______________________ Гуляева Н.А.

подпись          Ф.И.О.

«_____»_______________________2020г.

 

 

Содержание

Введение. 1

1. Проектно-конструкторская разработка.. 5

1.1 Выбор и обоснование схемы оптической принципиальной. 5

2. Расчеты.. 7

2.1 Расчет наблюдательного микроскопа. 7

2.2 Габаритный расчет оптической системы микроскопа. 10

2.3 Конструкторский расчет объектива микроскопа. 13

2.4Светотехнический расчет. 20

3. Обоснование конструкции микроскопа.. 22

3.1 Объектив ахромат. 22

3.2 Симметричный окуляр. 22

Список использованных источников.. 23

ГРАФИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ И ПРИЛОЖЕНИЯ.. 24

 

 

 

Введение

Оптический или световой — оптический прибор для получения увеличенных изображений объектов (или деталей их структуры), невидимых невооружённым глазом.

Микроскоп предназначен для наблюдения мельчайших предметов (в микроскопии их называют препаратами или объектами) с увеличением значительно большим, чем дает лупа и соответственно с большей разрешающей способностью.        

Разрешающая способность микроскопа — это способность выдавать чёткое раздельное изображение двух близко расположенных точек объекта. Степень проникновения в микромир, возможности его изучения зависят от разрешающей способности прибора. Эта характеристика определяется прежде всего длиной волны используемого в микроскопии излучения (видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское излучение). Фундаментальное ограничение заключается в невозможности получить при помощи электромагнитного излучения изображение объекта, меньшего по размерам, чем длина волны этого излучения.

Микроскоп имеет оптическую систему с двумя ступенями увеличения: первая осуществляется объективом, вторая — окуляром.

Окуляр — элемент оптической системы, обращённый к глазу наблюдателя, часть оптического прибора (видоискателя, дальномера, бинокля, микроскопа, телескопа и так далее), предназначенная для рассматривания изображения, формируемого объективом или главным зеркалом прибора.

Объектив — оптическая система, являющаяся частью оптического прибора, обращённая к объекту наблюдения или съёмки и формирующая его действительное или мнимое изображение. В оптике рассматривается как равнозначное собирающей линзе, хотя может иметь иной вид, например, см. «Камера-обскура». Обычно объектив состоит из набора линз (в некоторых объективах — из зеркал), рассчитанных для взаимной компенсации аберраций и собранных в единую систему внутри оправы.

 

До середины XX века работали только с видимым оптическим излучением, в диапазоне 400—700 нм, а также с ближним ультрафиолетом (люминесцентный микроскоп). Оптические микроскопы не могли давать разрешающей способности менее полупериода волны опорного излучения (диапазон длин волн 0,2—0,7 мкм, или 200—700 нм). Таким образом, оптический микроскоп способен различать структуры с расстоянием между точками до ~0,20 мкм, поэтому максимальное увеличение, которого можно было добиться, составляло ~2000 крат.

Человеческий глаз представляет собой естественную оптическую систему, характеризующуюся определённым разрешением, то есть наименьшим расстоянием между элементами наблюдаемого объекта (воспринимаемыми как точки или линии), при котором они ещё могут быть отличны один от другого. Для нормального глаза при удалении от объекта на т. н. расстояние наилучшего видения (D = 250 мм), среднестатистическое нормальное разрешение составляет ~0,2 мм. Размеры микроорганизмов, большинства растительных и животных клеток, мелких кристаллов, деталей микроструктуры металлов и сплавов и т. п. значительно меньше этой величины.

 

Проектно-конструкторская разработка