Порядок выключения комплекса

Если работа с измерительным прибором закончена, нажать кнопку «Сеть» и отключить электронный блок.

Вынуть вилку электронного блока из розетки сети 220 В.

 

Приложение 3

Модульный учебный комплекс ЛКО-1

Техническое описание

Лабораторный комплекс по оптике ЛКО-1 предназначен для постановки лабораторных работ по оптике в физическом практикуме вузов, колледжей, лицеев и школ. Позволяют изучать закономерности геометрической оптики, фотометрии, интерференции, дифракции, поляризации, а также их применение к решению измерительных задач. Совместно с модулями расширения МРО-1, МРО-2 и МРО-3 реализуют работы по интерферометрии, акустооптике и фотоупругости.

 

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

 

Общий вид установки ЛКО-1 (ЛКО - 1А) приведен на рис.106. Обозначения позиций на рисунке соответствуют номерам элементов установки в перечне состава изделия.

 

Рис. 106. Лабораторный оптический комплекс ЛКО-1 (ЛКО-1А)

 

ОПТИЧЕСКАЯ БАЗА

 

Каркас установки состоит из двух боковин 1.1, стянутых оптической скамьей 3, плитой-основанием и задней стенкой. В полости каркаса размещены коробки с объектами. Оптическая скамья 3 состоит из двух рельс со шкалой с ценой деления 2 мм. Оптическая ось установки расположена симметрично относительно оптической скамьи на высоте 45 мм от верхнего края рельс. На рельсах устанавливается на рейтере верхнее зеркало (модуль 2, поз.7). На правой боковине каркаса установлена клемма заземления.

Лазер подвешен под оптической скамьей. Излучение лазера выводится на оптическую ось с помощью зеркал модуля 1 и модуля 2, с помощью отражателя модуля 3 исследуемое излучение направляется на экран, расположенный на задней стенке каркаса.

В полости каркаса размещена сеть электропитания, подключенная к блоку питания установки. Питание выведено на четыре разъёма типа СГ-5, два – вблизи боковой стенки каркаса и два – у задней стенки. Назначение контактов разъемов:

1 – сигнал фотоприемника;

2 – общий

3 – питание "+12В" (питание лазера и фоторегистратора)

3 – питание " – " полупроводникового лазера (выход регулятора тока)

3 – питание "-15В"

Еще один разъем, обозначенный "ИСТ.ПИТ.", с таким же назначением контактов установлен на панели блока питания. Одноименные контакты разъемов соединены параллельно. К одному из разъемов подключается полупроводниковый лазер, к другому – фоторегистратор.

Блок питания занимает левую часть полости под оптической скамьей. На панели блока (рис. 107) размещен разъём питания, обозначенный "ИСТ.ПИТ.", реостат, обозначенный "ТОК", и два гнезда питания фонарей, обозначенные "ФОНАРЬ", с указанием полярности. Реостат регулирует ток лазера в пределах 0-80 мА и ток питания фонарей, при этом максимуму тока лазера отвечает минимум тока, подключенного к соответствующим гнездам фонаря.

 

Рис. 107. Блок питания

 

На той же панели размещены сетевые предохранители на 1 А и тумблер включения питания "СЕТЬ". Кабель сетевого питания вставляется через отверстие в задней стенке каркаса и подключается к разъёму на задней стенке блока питания.

Правую часть полости под оптической скамьей в ЛКО-1 занимает блок питания газового лазера с единственным органом управления- тумблером включения газового лазера.

На задней стенке каркаса размещен экран 1.4. Он содержит шкалу длиной 73 см с ценой деления 1 мм. Ноль шкалы экрана расположен напротив ноля линейки оптической скамьи (смещение не более 1 мм). Над шкалой изображены два визирных креста с координатами 13,0 и 70,0 см, используемые при настройке установки. Центры крестов находятся на уровне оптической оси установки.

Осветитель с мощной лампой накаливания (5-20 Вт) устанавливается на боковине каркаса (рис. 108).

 

Рис. 108. Модуль 2 «3еркало верхнее» и модуль 21 «Оветитель» корпус осветителя;

1 - винт для смещения лампы при фокусировке;

2 - винты смещения пучка света на выходе фонаря,

3 - кассета для светофильтров.

 

Верхнее зеркало на рис. 108 показано в положении для вывода излучения лазера на оптическую ось установки. Для вывода излучения осветителя на оптическую ось установки нужно рукоятку 7.3 верхнего зеркала (модуля 2) повернуть в горизонтальное положение.

В кассету 4 устанавливается модуль 28 «Блок светофильтров».

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МОДУЛИ

 

Функциональные модули размещены в держателях и установлены на рейтерах. Рейтеры обеспечивают установку модулей на оптической скамье и перемещение модулей вдоль оптической скамьи. Держатели обеспечивают юстировочные перемещения модулей. Номера модулей нанесены на их корпусах.

 

Рис. 109. Двухкоординатный держатель

 

Рис. 110. Поворотный держатель.

 

Двухкоординатный держатель (рис. 109) состоит из корпуса 1 и обоймы 2, удерживаемой плоской пружиной 3 и перемещаемой двумя винтами 4 и 5 в пределах 2 мм от среднего положения по горизонтали и по вертикали. Корпус закреплен на рейтере 6. Обойма может поворачиваться на произвольный угол вокруг горизонтальной оси (оптической оси установки). Такие держатели имеют модули 5, 6, 8.

Поворотный держатель (рис. 110) состоит из корпуса 1 и обоймы 2, соединенной с круговой шкалой 3. Поворот обоймы вокруг оси О-О производится рукояткой 4. Отсчет угловых координат производится по основной шкале 3 (цена деления 2º) и нониусу 5 (цена деления 0,5º). Рычаг 6 поворачивают до совпадения его горизонтальной риски с одним из делений основной шкалы и снимают отсчет по основной шкале. К полученному значению прибавляют отсчет по нониусу. Таким методом можно снимать отсчёты с разрешением 0,1º при погрешности порядка 0,2º. Углы поворота определяют как разности угловых координат.

Для введения модуля в оптическую схему следует поставить соответствующий рейтер на оптическую скамью. При необходимости рейтер может быть закреплен на оптической скамье винтом.

На рейтерах нанесены риски, определяющие положение характерных точек модулей и позволяющие определять координаты этих точек по шкале оптической скамьи.

 

Таблица

 

МОДУЛЬ		ПОЛОЖЕНИЕ РИСКИ
М5.	Конденсор	Фокальная плоскость линзы, она же – плоскость экрана.
М6.	Объектив	Плоскость расположения объектива (тонкая линза)
М8, М10. Кассеты		Плоскость размещения объектов в кассетах.
М13. Стол поворотный		Положение центра стола (место размещения объектов)

 

 

Рис. 111. Модуль 5 – конденсор

 

МОДУЛЬ 5 (конденсор, рис.111) содержит короткофокусную линзу 1 и экран 2, расположенный в фокальной плоскости линзы и установленный посредством обоймы З в двухкоординатном держателе 4. На экране нанесена двухкоординатная шкала 5. Пучок лазерного излучения собирается в фокусе линзы F, формируя точечный источник в плоскости экрана.

Рис. 112. Модуль 6 – объектив

 

Модуль 6 (объектив, рис. 112) содержит тонкую линзу с фокусным расстоянием +100 мм в двухкоординатном держателе. Предназначен для формирования пучков излучения (как правило, совместно с модулем 5) и для опытов по геометрической оптике.

 

Рис.113. Модуль 10 - кассета в поворотном  Рис. 114. Модуль 12 - поляризатор в поворотном держателе.                                                                            держателе.

 

МОДУЛЬ 10 (рис.113) содержит кассету, а МОДУЛЬ 12 (рис.114) - поляризатор, которые могут поворачиваться вокруг оптической оси установки. Плоскость поляризатора (т.е. плоскость колебаний вектора Е излучения, прошедшего через поляризатор) установлена параллельно направлению рукоятки 1 шкалы поворотного держателя.

 

Рис. 115. Модуль 13 – Стол поворотный

 

МОДУЛЬ 13 (Стол поворотный, рис. 115) предназначен для установки объектов с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, а также для отсчёта угловых координат и углов поворота. Поворот стола производится ручкой 1, отсчет угловых координат производится по основной шкале 2 (цена деления 2º) и нониусу 3 (цена деления 0,5º). Рычаг 4. поворачивают до совпадения его вертикальной риски с одним из делений основной шкалы и снимают отсчёт по основной шкале, к полученному значению прибавляют отсчёт по нониусу. Углы поворота определяются как разности угловых координат. Винтом 6 регулируют наклон платформы стола и установленного на столе объекта.

МОДУЛЬ 4 - фоторегистратор (рис.116) предназначен для измерений распределений интенсивности. В корпусе 1 размещен фотодатчик с усилителем фототока и цифровым вольтметром. Окно 2 датчика (щель размерами 0,3х 4 мм) находится на передней панели 3 прибора в центре визирного креста. На боковой стенке установлен разъем питания 4 типа СГ-5 и тумблер 5 переключения режимов работы. Прибор подключается к разъёмам питания в полости каркаса установки с помощью кабеля с двумя разъёмами СШ-5. С помощью штырей на задней стенке корпуса фоторегистратор подвешивают на задней стенке каркаса установки (штыри вставляют в отверстия в стенке), при этом окно фотодатчика оказывается на уровне оптической оси установки.

Тумблер переключения режимов имеет два положения. При верхнем положении рукоятки (режим фоторегистратора) цифровой дисплей фоторегистратора показывает ток фотодатчика с разрешением 0,5 нА. Этот ток пропорционален световому потоку, падающему на окно датчика. Усиленный сигнал фотодатчика с коэффициентом 2мВ/нА выводится на контакт разъёма.

При нижнем положении рукоятки вольтметр фоторегистратора измеряет напряжение на контакте “1” разъёма с разрешением 1 мВ. На этот контакт можно подать напряжение от дополнительного фотодатчика или иного источника сигнала.

Рис. 116. Фоторегистратор

 

ОБЪЕКТЫ

Рис. 117. Набор объектов в коробках-кассетах

 

Набор изучаемых объектов (рис. 117) хранится в коробках-кассетах в полости каркаса установки. Объекты, как правило, смонтированы в экранах размерами 80х40х 4 мм, которые вставляются в кассеты функциональных модулей. Номера объектов нанесены на экранах.

Большая часть объектов - тонкие пластины, пленки или линзы, расположенные в средней плоскости соответствующего экрана. При установке экрана в кассету функционального модуля эта плоскость оказывается напротив риски рейтера или иной характерной отметки на модуле. Тем самым определяется координата объекта на оптической скамье.

 

Рис. 118. Объект 5             

 

ОБЪЕКТ 5 (рис. 118) - плоскопараллельная стеклянная пластина толщиной 4-8 мм. Точное значение толщины указывается в паспорте установки или определяется студентом самостоятельно. Пластина 1 смонтирована на кронштейне 2. Ближайшая к экрану поверхность пластины находится на расстоянии  = 9 мм от средней плоскости экрана 3 (это расстояние потребуется при расчётах оптических явлений).

ОБЪЕКТ 44 - кювета для жидкостей. Предназначена для изучения оптических явлений при прохождении света через жидкость длина столба жидкости - 120 мм.

Для заполнения жидкостью отворачивают крышку кюветы, снимают защитное стекло и наливают жидкость так, чтобы получить слегка выпуклый мениск. Затем кладут стекло на мениск и завинчивают крышку. Таким методом удается заполнить кювету без воздушных пузырей. Излишки жидкости вытирают чистой салфеткой.

ОБЪЕКТЫ 48 и 49 - кюветы для жидкости с толщиной  слоя жидкости соответственно 10 и 20 мм. Предназначены для измерения показателя преломления жидкостей, а также для измерения показателя поглощения растворов путем сравнения интенсивности света, прошедшего через слои жидкости разных толщин.

Суммарная толщина двух стеклянных окон кюветы 3,4 мм.