Курсовая работа оптические измерения. 5fan_ru_ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ГОНИОМЕТРА Г-5. Белорусский национальный технический университет приборостроительный факультет

• Название: Белорусский национальный технический университет приборостроительный факультет
• Анкор: Курсовая работа оптические измерения
• Дата: 15.04.2023
• Размер: 0.53 Mb.
• Имя файла: 5fan_ru_ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ГОНИОМЕТРА Г-5.doc
• Тип: Лабораторная работа; #1064070

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра экспериментальной и теоретической физики


ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ

ГОНИОМЕТРА Г-5


Указания к лабораторной работе № 3

по курсу "Общая физика "

Раздел "Оптика и атомная физика "


Минск 2005 г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 3

ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ

ГОНИОМЕТРА Г-5

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. 
   Изучить принцип работы гониометра и его основных узлов.
   
2. 
   Измерить углы между гранями стеклянной призмы.
   

2. 
   НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ГОНИОМЕТРА И ЕГО ОСНОВНЫХ УЗЛОВ
   

1. 
   Назначение гониометра и принцип его работы.
   

Гониометр - оптический прибор для измерения углов. Гониометр используется для измерения углов между плоскими полированными гранями различных деталей, для измерения показателей преломления прозрачных материалов, для определения параметров дифракционных решёток и измерения длин волн спектральных линий.

Измерение углов на гониометре осуществляется абсолютным методом, т.е. путём сравнения с точно градуированным лимбом (круговой шкалой) .При сравнении используется коллиматор и зрительная труба (или автоколлиматор ), а также отсчётное устройство.

2. 
   Назначение и принцип действия коллиматора.
   

Коллиматор – оптическое устройство для получения пучков параллельных лучей.

Коллиматор состоит из объектива, в фокальной плоскости которого помещена непрозрачная диафрагма с узкой щелью (рис.1). Щель освещается с помощью не показанного на рисунке осветителя. Объектив и диафрагма укреплены в зачернённой изнутри трубе.

Оптическая схема коллиматора



1 - диафрагма со щелью, 2 - объектив.

Рис.1.

Параллельный пучок лучей выходящий иэ коллиматора, задаёт в пространстве некоторое базовое направление, относительно которого отсчитываются измеряемые углы.

3. 
   Назначение и принцип работы зрительной трубы
   

Зрительная труба - оптический прибор для визуального наблюдения за удалёнными объектами и для точного определения направления на рассматриваемый объект.

В гониометре зрительная труба служит для фиксации в пространстве направления совпадающего с оптической осью трубы. Простейшая зрительная труба Кеплера, оптическая схема которой приведена на рис.2, состоит из объектива, окуляра,* сетки с перекрестием.

Ход лучей в зрительной трубе Кеплера

1-объектив, 2-сетка, 3-окуляр, 4-глаз наблюдателя, f₁ и f₂ - фокусные расстояния объектива и окуляра,  - угол, под которым виден объект без зрительной трубы, ω΄- угол, под которым наблюдается изображение объекта в трубе.

Рис. 2.
С помощью объектива получают оптическое изображение удалённого объекта наблюдения, а с помощью окуляра рассматривают это изображение под увеличенным углом зрения. Изображения предметов, удалённых на бесконечность, будут лежать в задней фокальной плоскости объектива, совпадающей с передней фокальной плоскостью окуляра. Поэтому пучки параллельных лучей, вошедшие в трубу, выходят из неё также в виде системы параллельных лучей. Такие оптические системы называются телескопическими или афокальными, т. е. не имеющими фокусов.

* Объектив - это обращённая к объекту часть оптической системы, формирующая действительное изображение объекта.

* Окуляр - это обращённая к глазу наблюдателя часть оптической системы, которая служит для визуального рассмотрения действительного изображения, сформированного объективом.

Телескопическая система без глаза изображения не даёт, однако, она изменяет наклон пучков, что обеспечивает увеличение углов поля зрения. Поэтому такие системы характеризуются обычно угловым увеличением.

Угловое увеличие зрительной трубы можно определить с помощью рис.2. Удалённый объект наблюдения виден невооружённым глазом под углом ω , а его оптическое изображение - под углом ω΄. Отношение этих углов или их тангенсов (что безразлично, вследствии малости углов) можно найти из треугольников с вершинами в точках 01 и 02 и общим основанием h.

γ = tgf₁/tgf_{2 =} f₁/f₂ (1)

здесь γ - угловое увеличение зрительной трубы.

f₁ f₂ - фокусные расстояния объектива и окуляра.
В общей фокальной плоскости объектива и окуляра установлена сетка с перекрестием, которая и обеспечивает возможность не только наблюдать удалённые объекты, но и определять направления на них. Так, изображение удалённого объекта, получится в центре перекрестия лишь в том случае, если направление на объект совпадает с главной оптической осью зрительной трубы. Совмещение изображения наблюдаемого объекта с перекрестием представляет собой наведение оси трубы на объект.

Фокусировка на резкость различно удалённых объектов наблюдения осуществляется при помощи дополнительной рассеивающей линзы, установленной между объективом и окуляром. Перемещением этой линзы удаётся приводить в переднюю фокальную плоскость окуляра изображения объектов различно удалённых от наблюдателя при неизменной длине трубы.

Если направить пучок света коллиматора на зрительную трубу (рис.3), то в поле зрения окуляра будет видно изображение освещаемой щели коллиматора, причём резкость изображения не зависит от расстояния между трубой и коллиматорам.
Работа коллиматора совместно со зрительной трубой


Изображение щели остаётся неподвижным при любом смещении коллиматора не изменяющим ориентацию в пространстве. Но поворот оси

коллиматора относительно оси зрительной трубы вызывает сдвиг этого изображения.


2.4. Назначение и принцип работы автоколлиматора
Сущность автоколлимации заключается в объединении в одном приборе коллиматора и зрительной трубы. Автоколлиматор используется для того, чтобы с высокой точностью устанавливать плоские отражающие поверхности перпендикулярно его оптической оси.

Автоколлиматор представляет собой зрительную трубу со специальным окуляром, который называется автоколлимационным. В работе используется автоколлимационный окуляр-куб с двумя сетками (рис.4).




Автоколлиматор состоит из объектива 2, светоделительного кубика 3, склеенного из двух прямоугольных призм, причём, в плоскости склейки одна из гипотенузных граней полупрозрачна (тонкий слой алюминия). За кубиком в фокальной плоскости окуляра установлена стеклянная пластинка с перекрестием 4 (Вид Б), а далее окуляр 5. Между осветительной лампой 7 и кубиком 3 установлена, в строго фокальной плоскости объектива, вторая стеклянная пластинка, на которой на слое алюминия прочерчен прозрачный крест (Вид А).

Если перед автоколлиматором установить плоскую отражающую поверхность 1 перпендикулярно оптической оси автоколлиматора, то изображение светящегося креста сетки 6 совпадёт с перекрестием сетки 4. При отклонении отражающей плоскости изображение светящегося креста будет смещаться.

При выключенном осветителе автоколлиматор можно использовать в качестве зрительной трубы.

3. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ НА ГОНИОМЕТРЕ
3.1. Законы, лежащие в основе оптических измерений углов.
В основе измерения углов оптическими методами лежат законы геометрической оптики: закон прямолинейного распространения света и закон отражения света.

Закон прямолинейного распространения света состоит в том, что свет между двумя точками в однородной среде распространяется по прямой, соединяющей эти точки.

Законы отражения света:

1. 
   Отражённый луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль (перпендикуляр) к отражающей поверхности, восстановленный из точки падения луча на поверхность. (Рис. 4).
   
2. 
   Угол отражения равен углу падения, причём, углы отсчитываются от нормали к поверхности.
   

3.2. Измерение углов призмы методом отражения.
Из аналитической геометрии известно, что ориентация любой плоскости в пространстве задаётся однозначно нормалью к этой плоскости. Это позволяет, зная направления двух световых лучей (падающего на плоскость и отражённого от неё), определить нормаль к отражающей поверхности как биссектрису, образованного этими лучами угла.

На практике нет необходимости находить биссектрису угла между падающим и отражённым лучами. Достаточно того, что эта биссектриса всегда существует и единственна, т. е. знание направлений падающего и отражённого лучей эквивалентно знанию направления нормали к данной плоскости.

При измерении углов на гониометре вместо отдельного луча используется параллельный пучок лучей, выходящей из коллиматора параллельно его оси (см. рис. 6).

Фиксация отражающей плоскости в пространстве с помощью коллиматора и зрительной трубы

1-коллиматор, 2-зрительная труба, , - углы падения и отражения параллельного пучка света на поверхность Р, N - нормаль к поверхности Р, - угол отклонения поверхности Р от первоначальной положения. Отражённый от плоской поверхности пучок лучей наблюдают через зрительную трубу. При любом угле между коллиматором и зрительной трубой существует только одно положение отражающей плоскости Р, при котором изображение щели коллиматора будет наблюдаться в перекрестии зрительной трубы. Это будет тогда, когда отражённый от плоскости Р пучок лучей будет идти параллельно оси трубы. При отклонении плоскости Р от такого положения на некоторый угол  , отражённый от плоскости Р луч повернётся на угол 2, а благодаря угловому увеличению зрительной трубы равному γ, получим, что изображение щели сместится на угол 2γ.

Известно, что невооружённым глазом человек в состоянии различить две точки, наблюдаемые под углом 1^′. При помощи зрительной трубы при увеличении γ=30^ можно зафиксировать отклонение плоскости от первоначального положения на угол равный 1". К тому же это легко сделать, т.к. перекрестие окуляра является репером, т.е. задаёт первоначальное положение, относительно которого наблюдается смещение изображения щели. Для того чтобы измерить угол между двумя плоскостями, например, между гранями призм, гониометре имеется лимб (проградуированная круговая шкала) жёстко связанный с поворотным столиком, на который помещается призма.

Схема измерения углов призмы методом отражения


1 - зрительная труба, 2 - коллиматор, 3 - лимб, 4 - предметный столик, 5 – призма, N₁, N₂, N₃- нормали к граням призмы, ₁₂, ₂₃, ₁₃- углы призмы, ₁₂,₂₃,₃₁- углы между нормалями к граням призмы.

Призму устанавливают таким образом, чтобы пучок света, идущий из коллиматора, отражаясь от одной из граней призмы, давал в перекрестии сетки окуляра изображение щели (Рис.7). Затем поворачивают столик вместе с призмой и лимбом так, чтобы получить изображение щели коллиматора при отражении света от второй грани призмы. Угол поворота столика при этом будет равен углу между нормалями к соответствующим граням призмы и легко может быть найден по формуле:

₁₂ = / А₁ – А₂ / . (2)

где ₁₂- угол поворота столика, А₁,А₂ - отсчёты по лимбу соответственно.

Легко показать, что угол между гранями призмы ₁₂ связан с углом поворота столика ₁₂ формулой

₁₂= / 180⁰ -₁₂ / (3)

Для определения углов призмы ₂₃ и ₁₃ необходимо пользоваться формулами аналогичными (2) и (3), при соответствующих значениях индексов.

Высокая точность измерения углов на гониометре обусловлена не только большим угловым увеличением зрительной трубы, но также качеством поворотной системы гониометра и возможностью снимать отсчёты по лимбу с такой же точностью, с которой можно регистрировать отклонения плоскости от фиксированного положения (1").
3.3. Автоколлимационный метод измерения углов призмы
Автоколлимационный метод представляет собой частный случай метода отражения, при котором угол между коллиматором и зрительной трубой равен нулю, вследствие чего ось автоколлиматора устанавливается при измерениях вдоль нормалей с гранями призмы (рис.8). Ясно, что формулы для вычисления углов призмы остаются прежними, т. е. (2) и (3).

Рис. 8.
N₁,N₂,N₃- нормали к граням призмы, А₁,A₂,A₃- отсчёты по лимбу, соответствующие положению автоколлиматора вдоль нормалей к граням призмы, 1 - призма, 2 - предметный столик, 3 - лимб, 4 -автоколлиматор.

3.4. Устройство гониометра
Гониометр состоит из массивного основания 24 (см. Рис. 9) с вертикальной колонкой 28 и коллиматором 3 и осевого устройства с алидадой 19,на которой расположена зрительная труба 14. Последнюю, вместе с алидадой, можно вращать вокруг вертикальной оси прибора вручную или микрометренным винтом 22 (после закрепления алидады зажимным винтом 23).
Зрительная труба и коллиматор имеют внутреннюю фокусировку, осуществляемую с помощью маховичков 4,13 и одинаковые объективы 7,10 с фокусным расстоянием 400,6 мм.
Для фиксации положения установки объективов на бесконечность и величины расфокусировок, трубы снабжены фокусировочными отсчётными шкалами 5,12. Наклон коллиматора и зрительной трубы к горизонтальной оси изменяется юстировочными винтами 6 и 11 соответственно. На верхней части вертикальной оси гониометра установлен предметный столик 8, свободно вращающийся вручную, а после закрепления зажимным винтом 31, он может вращаться вместе с лимбом при неподвижной зрительной трубе, либо совместно с лимбом и зрительной трубой при закреплении зажимного винта 29. С помощью двух винтов 9 столик может быть наклонён или приведен в горизонтальное положение.
На вертикальную ось прибора посажен стеклянный лимб с ценой деления 20^΄ оцифрованный через каждый градус от 0 до 359°. При включении рычажком 26 и выключении рычажком 27 специального механизма, помещённого в корпусе алидады, лимб может вращаться вместе с алидадой и вместе со столиком соответственно, а также самостоятельно относительно алидады и столика - маховичком 21
Шкалу лимба можно наблюдать через окуляр отсчётного устройства 17 при включённом освещении прибора. Выключатель 25 расположен в нижней части основания. Резкость изображения шкалы регулируется вращением оправы окуляра 17.
Оптическая схема отсчётного устройства собрана так, что через окуляр можно наблюдать изображение штрихов двух диаметрально противоположных участков лимба, причём одно изображение прямое, а другое обратное (рис.12). Кроме того оптическая схема позволяет перемещать эти изображения друг относительно друга, оставляя в покое как лимб, так и алидаду со зрительной трубой. Это перемещение измеряется при помощи оптического микрометра, цена деления шкалы которого равна 1 ".



Общий вид гониометра Г5 (зрительная труба справа)



Общий вид гониометра Г5 (зрительная труба слева)

Рис. 9.
3.5. Правила снятия отсчёта на гониометре



Рис.10. Поле зрения отсчетного микроскопа

В левом окне наблюдаются изображения диаметрально противоположных участков лимба и вертикальный индекс для отсчета градусов, в правом окне — деления шкалы оптического микрометра и горизонтальный индекс для отсчета минут и секунд.

Чтобы снять отсчет по лимбу, необходимо повернуть маховичок 49 оптического микрометра (рис. 6) настолько, чтобы верхние и нижние изображения штрихов лимба в левом окне точно совместились.

Число градусов будет равно видимой ближайшей левой от вертикального индекса цифре. Число десятков минут равно числу интервалов, заключенных между верхним штрихом, который соответствует отсчитанному числу градусов, и нижним оцифрованным штрихом, отличающимся от верхнего на 180°.

Число единиц минут отсчитывается по шкале микрометра в правом окне по левому ряду чисел.

Число десятков секунд — в том же окне по правому ряду чисел.

Число единиц секунд равно числу делений между штрихами, соответствующими отсчету десятков секунд, и неподвижным горизонтальным индексом. Положение, показанное на рис. 3, соответствует отсчету 0⁰ 15' 57".

4. ПОДГОТОВКА ГОНИОМЕТРА К РАБОТЕ
4.1. Установка зрительной трубы на бесконечность
4.1.1. Включите гониометр тумблером "сеть" 25 (рис.9).

4.1.2. Вращением оправы окуляра 16 (рис.11) добейтесь резкого изображения отсчётного креста в поле зрения окуляра (рис. 4, вид Б).

4.1.3. Установите зрительную трубу маховичком 13 по фокусировочной шкале 5 на отметку ∞. Затем приложите к оправе объектива плоскопараллельную стеклянную пластинку. Медленно вращая маховичок 13 влево-вправо, добейтесь максимальной резкости изображения светящегося креста автоколлимационной сетки (см. рис. 4, вид А).

4.2. Установка визирной оси зрительной трубы и плоскости

предметного столика перпендикулярно оси вращения прибора
4.2.1. На столик гониометра установите торцевой гранью контрольную плоскопараллельную стеклянную пластинку так, чтобы её плоскость была перпендикулярна оси одного из винтов 9 (рис.9,11).

4.2.2. Застопорите зрительную трубу винтом 23 и, отключив зажимной винт 29,поверните предметный столик так, чтобы ось зрительной трубы была перпендикулярна плоскости пластинки. Медленно поворачивая столик вправо и влево относительно выбранного положения, найдите светящийся автоколлимационный крест. Если креста нет, поверните на пол-оборота тот винт 9, ось которого перпендикулярна плоскости пластинки, и вновь повторите поиск автоколлимационного креста до его появления.

4.2.3. Совместите светящийся автоколлимационный крест с отсчётным крестом окуляра (винт 9 смещает этот крест вверх-вниз, поворот столика смещает крест вправо-влево). Снимите отсчёт по отсчётному микроскопу 17 (смотри пункт 3.5).

4.2.4. Поверните столик на 180⁰ . Контролируйте поворот по отсчётному микроскопу. Показания должны измениться на 180°

4.2.5. Проверьте совпадение по вертикали перекрестия сетки окуляра с автоколлимационным изображением, полученным от другой поверхности пластинки. Несовпадение перекрестия исправьте так: половину интервала выберите наклоном трубы 11, а другую половину наклоном столика (винт 9, перпендикулярный плоскости пластинки, см. рис. 11).

4.2.б. Повторите п.п. 4.2.4….4.2.5. до точного совмещения автоколлимационных крестов, получаемых от обеих поверхностей пластинки с горизонтальной нитью перекрестия.

Установка зрительной трубы перпендикулярно оси вращения гониометра


7 - плоскопараллельная пластина, 8 - предметный столик,

9 - винт наклона столика, 11 - юстировочный винт наклона зрительной трубы. Все позиции соответствуют рис.9.

Рис.11.
4.2.7. Поверните пластинку на столике на 90⁰ ,по отношению к первоначальному положению и снова найдите изображение автоколлимационного креста. Несовпадение исправьте только наклоном столика, винтом 9,ось которого перпендикулярна плоскости пластинки.
4.3. Установка коллиматора
4.3.1. Включите ртутную лампу и соедините ее с помощью световода со щелью коллиматора.

4.3.2. Поворачивая алидаду направьте зрительную трубу на коллиматор и, вращая маховичок 4 (рис.9), добейтесь наиболее четкого изображения щели.

4.3.3. Винтом 2 (рис.9) установите ширину щели равную ширине биштриха отсчетного креста окуляра.

4.3.4. Вращая винт б (рис.9), наклоняйте коллиматор до тех пор, пока изображение щели не расположится симметрично относительно отсчетного креста. При этом оптическая ось коллиматора установится перпендикулярно оси прибора.
5. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Измерение углов призмы автоколлимационньм методом

5.1.1. Застопорите зрительную трубу в произвольном положении винтом 23. Верхний столик застопорите винтом 31. Отпустите винт 29 (рис.9). При этом предметный столик вместе с лимбом должен свободно вращаться относительно алидады.

5.1.2. Установите в центр столика исследуемую призму. Столик с призмой поверните так, чтобы одна из граней призмы стала перпендикулярна оси зрительной трубы.

5.1.3. Медленно вращая столик, найдите автоколлимационное изображение перекрестия и совместите его с вертикальной нитью отсчётного креста окуляра. Снимите отсчёт A1 В случае, если столик гониометра был ранее отгоризонтирован относительно визирной оси зрительной трубы, то смещение изображения автоколлимационного креста по высоте свидетельствует о наличии пирамидальности призмы. Убирать это смещение наклоном столика или зрительной трубы не следует, т.к. это приведёт к разъюстировке прибора.

5.1.4. Проделайте п. 5.1.3. для второй и третьей грани призмы и снимите отсчёты А2 и A3 соответственно.

5.1.5. Проделайте измерение углов призмы три раза, каждый раз предварительно переставляя призму на столике. Сохраняйте соответствие отсчётов А1.А2,АЗ отражающим граням призмы.

5.1.6. Вычислите по формулам (2) и (3) углы призмы. Найдите сумму (∑) углов призмы. Оцените точность ваших измерений. Отклонение от номинального значения не должно превышать точности прибора равную 5".
5.2. Измерение углов призмы методом отражения.
5.2.1. Перед измерением углов призмы данным методом установите или проверьте установку коллиматора по пункту 4.3. данной инструкции.

5.2.2. Поворачивая алидаду подведите зрительную трубу близко к коллиматору, образуя между их осями острый угол (см. рис.7), и оставьте алидаду неподвижной в процессе измерений. Для этого застопорите винт 23.

5.2.3. Установите на столике исследуемую призму (рис.7). Зажмите винт 31 и отпустите винт 29 (рис.9). При этом столик должен вращаться свободно. Поворачивая столик с призмой и наблюдая в зрительную трубу, найдите изображение щели коллиматора, полученное отражением от грани призмы. Совместите это изображение с вертикальной нитью перекрестия сетки окуляра. Точную наводку проводите микрометренным винтом 22 (рис.9) или винтом 30 при зажатом винте 29.

5.2.4. Снимите отсчёт А1 по отсчётному микроскопу 17 и занесите показания в таблицу.

5.2.5. Поворачивая столик с призмой, найдите изображение щели коллиматора, отражённое от второй грани призмы. Совместите его с перекрестием окуляра. Снимите отсчёт А2 и занесите его в таблицу. Проделайте тоже самое для третьей грани призмы и запишите в таблицу отсчёт A3.

5.2.6. Проделайте измерения углов призмы три раза, каждый раз переставляя призму на столике. Сохраняйте соответствие отсчётов А1, А2,АЗ отражающим граням.

5.2.7. Вычислите по формулам (2) и (3) утлы призмы. Найдите сумму

( ∑ ) углов призмы. Отклонение от номинального значения не должно превышать точность прибора равную 5".

5.2.8. Закончив измерения, выключите прибор, поставив тумблер 25 в положение " Выкл."

Выключать ртутную лампу можно только после окончания работ на соседних установках, связанных с лампой световодами.

Таблица 1.

№ призмы	Метод измерений	номер опыта	Измеряемые величины			Результаты вычислений
			А1	А2	А3	α12	α23	α31	Σ
	отражение	1 2 3
	автоколлима-ционный	1 2 3
Среднее значение:

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
6.1. Сформулируйте законы геометрической оптики.

6.2. Что такое фокусы и фокальные плоскости оптических систем?

6.3. Для чего предназначен гониометр?

6.4. Объясните принцип работы и назначение коллиматора и зрительной трубы.

6.5. Нарисуйте ход лучей в зрительной трубе и в автоколлиматоре.

6.6. Объясните принцип измерения углов на гониометре.
7. ЛИТЕРАТУРА

1. 
   Сивухин Д. В. Общий курс физики. Оптика.- М. Наука, 1985, с. 64-180
   
2. 
   Трофимова Т. И. Курс физики. - М. Высшая школа, 1986, с.241-250
   
3. 
   Афанасьев В.А. Оптические измерения. - М. 1981.
   

ПРИЛОЖЕНИЕ

ИЗМЕРЕНИЕ ОШИБКИ ПРЯМОГО УГЛА ПРИЗМЫ
При установке призмы на предметном столике гониометра гипотенуз-ной гранью нормально к визирной оси трубы в поле зрения появляются три (или пять) автоколлимационных изображения перекрестия сетки окуляра (рис. П 2), одно из которых образуется от гипотенузной грани А ( луч 1 ), второе - после отражения от катетных граней В и С (луч 2 ) и третье - от катетных граней С и В ( луч 3 ) (см. рис. П 1).

Ход лучей при нормальном падении света на гипотенузную грань

Поле зрения автоколлимационного окуляра

При прохождении лучей через призму с показателем преломления nлучи 2 и 3 отклоняются от нормали или от луча 1 на угол 2φn , здесь φ - ошибка прямого угла, т.е. угол равный отклонению угла призмы от 90° Отклонение лучей 2 и 3 друг от друга равно β = 4φn. При n = 1.5 получим β= 6φ.

Врашая столик с призмой, можно видеть, что автоколлимационное изображение, полученное от гипотенузной грани, перемещается, в то время как изображения, построенные лучами 2 и 3, остаются неподвижными.

О наличии пирамидальности призмы свидетельствует тот факт, что все автоколлимационные изображения смещены по высоте относительно друг друга.

Для того, чтобы измерить угол β необходимо, поворачивая столик, последовательно совместить автоколлимационное изображение 1 с неподвижными изображениями 2 и 3 и взять разность соответствующих отсчётов по лимбу.