Транскрипт

1 Лабораторная работа 4 ИЗМЕРЕНИЕ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЛИНЗ И ОБЪЕКТИВОВ ВВЕДЕНИЕ Разрешающей способностью оптической системы называется способность системы изображать раздельно две точки или две линии, расположенные в пространстве предметов. Мерой разрешающей способности служит наименьшее линейное или угловое расстояние между двумя точками (линиями), изображения которых раздельно строятся оптической системой. В реальных оптических системах обычно имеются остаточные аберрации, которые вызывают перераспределение световой энергии в дифракционной картине, а внутренние дефекты объектива приводят к образованию вредного рассеянного света, накладывающегося на оптическое изображение, что понижает разрешающую способность и контраст изображения. Оптическую систему принято считать совершенной, если разрешающая способность ограничена только дифракцией света на краях оправы или апертурной диафрагмы. Дифракция света, обусловленная волновой природой света, нарушает прямолинейное распространение света: светящаяся точка изображается в виде круглого пятна, называемого кружком Эри, окруженного. темными и светлыми кольцами убывающей ярости. Около 84% световой энергии сконцентрировано в центральном пятне, 7% внутри первого светлого пятна и 9% в остальных кольцах. А В А а В Рис К распределению световой энергии в дифракционном изображении точки ρ Рис Предельное положение изображений двух светящихся точек, построенных идеальной оптической системой ρ

2 Радиус ρ первого темного кольца в плоскости изображения определяется выражением 1,22 λ f ρ = ; (4.1) D где λ - длина волны света; f - фокусное расстояние испытуемой системы; D - диаметр действующего отверстия системы. Величина ρ равна расстоянию между центрами изображений двух точек А и В (рис. 4.1); ρ можно определить по формуле 0,61 λ ρ = sin σ ; (4.2) где σ - апертурный угол в пространстве изображений. При λ = 0,56 мкм ρ 0,34 σ ; (4.3) где ρ измеряется в микрометрах. Угловая величина радиуса первого темного кольца при λ = 0,56 мкм ψ = ρ f ; (4.4) ψ = 140 D ; (4.5) где D выражено в миллиметрах. Из формулы (4.5) следует, что угловая величина радиуса первого темного кольца при постоянной длине волны света зависит только от диаметра D действующего отверстия объектива. Изображения двух светящихся точек, построенные оптической системой, представляют собой два диска с нерезкими краями. По мере сближения точек диски соприкасаются, потом перекрываются и затем сливаются. Глаз может видеть две точки в плоскости изображения раздельно при некотором минимальном расстоянии ρ между ними и необходимой разности освещенностей в точке минимума а и максимумов A или B (рис. 4.2). Контрастная чувствительность для среднего глаза равна 5%. Отношение освещенности в точке а к освещенности в точке A или B достигает 85%. Обычно расстояние между центрами светлых дисков принимают равным радиусу первого темного кольца ρ. В этом случае максимум оснащенности дисков падает на первые темные кольца, а отношение освещенности в точке минимума а к освещенности в точке максимума А или В составляет 75%. Разрешающую способность оптических систем определяют с помощью штриховых или радиальных мир, представляющих собой стеклянные

3 пластинки с нанесенными светлыми штрихами (рис.4.3) или секторами на темном фоне. Выпускают стандартные штриховые миры шести номеров. Каждая мира состоит из 25 элементов, оцифрованных по краям и имеющих по четыре группы штрихов с шириной штриха, меняющейся от одного элемента к другому. Под шириной штриха понимают осевое расстояние между двумя соседними темными или светлыми полосами, т. е. суммарная ширина темной и светлой полос равна ширине одного штриха. Группы штрихов в каждом элементе расположены по четырем направлениям: вертикальном, Рис Штриховая мира горизонтальном и под углом 45 в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Вместо оцифровок 3, 11, 15 и 23 миры имеют штриховые отметки, называемые базами В. Ширина штриха от номера к номеру миры меняется в следующем порядке: 1 от 50 до 200, 2 от 25 до 100; 3 от 12,5 до 50, 4 от 6,3 до 25, 5 от 3,1 12,5 и 6 от 1,6 до 6,3 штрихов на 1 мм. Ширина штриха от элемента к элементу изменяется приблизительно на 6%. В стандартной мире в каждой из четырех групп элемента берется не менее 5 штрихов одинаковой длины, равной девятикратной ширине штриха. Все шесть номеров стандартных мир имеют абсолютный контраст К = 1. Если известно фокусное расстояние объектива коллиматора, используемого для определения разрешающей способности телескопических систем, то можно заранее составить таблицу угловых величин ψ" штрихов для всех 25 элементов каждой из шести мир, рассчитанных по формуле a ψ = ; (4.6) f к где а - ширина штриха в мм; f к - фокусное расстояние объектива коллиматора. Такая таблица, рассчитанная для коллиматора оптической скамьи ОСК- 2, имеющего объектив с f к = 1600 мм и миры пяти номеров в револьверном держателе, представлена в Приложении 4-1.

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОБЪЕКТИВОВ И ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИХ СИСТЕМ. Разрешающую способность телескопической системы или отдельного объектива определяют визуально для центра поля на оптической скамье с длиннофокусным объективом коллиматора, фокусное расстояние которого в 3-4 раза больше испытуемого объектива. Схема установки для определения разрешающей способности объектива изображена на рис Коллиматор 5 A 6 F" 7 f к " f л " Микроскоп Рис Схема установки для определения разрешающей способности объектива Штриховая (или радиальная) мира 4 устанавливается в фокальной плоскости объектива 5 коллиматора и освещается источником света 1 через конденсор 2 и матовое стекло 3. Фокальная плоскость объектива коллиматора должна быть определена фокусировкой трубы на бесконечно удаленный объект. Наиболее простым и удобным способом фокусировки является автоколлимационный, осуществляемый с помощью плоскопараллельной пластинки, которую прижимают вплотную к оправе объектива, и автоколлимационного окуляра, установленного в выдвижном колене трубы коллиматора. Перемещая последний, добиваются наиболее точного совмещения автоколлимационного изображения марки окуляра с его перекрестием. Такое положение, соответствующее установке коллиматора на бесконечность, фиксируется отсчетом по шкале выдвижного колена трубы. Испытуемый объектив, закрепленный в объективодержателе оптической скамьи, приводят в соосное положение с объективом коллиматора как можно ближе к последнему. Изображение миры, построенное в фокальной плоскости испытуемого объектива, рассматривают через микроскоп 7 с увеличением в, снабженный винтовым окуляр-микрометром. Вначале окуляр устанавливают на резкое видение его шкалы и перекрестия, а затем, перемещая рейтер с микроскопом по направляющим оптической скамьи или только тубус микроскопа кремальерным винтом, добиваются отчетливого изображения миры. Апертура объектива микроскопа должна быть равна или несколько больше апертуры испытуемого объектива. Например, для объектива с относительным отверстием 1: 5 апертура микроскопа 0,1 0,2. Может оказаться, что все 25 элементов миры разрешаются или, наоборот, совершенно не разрешаются, тогда берут миру с большим или

5 меньшим номером, по которой можно будет найти предельно разрешаемый элемент, расположенный в том или ином ряду. В этом элементе штрихи всех четырех направлений должны быть видны раздельно. По номеру разрешаемого элемента и номеру соответствующей миры в таблице Приложения 4-1, рассчитанной по формуле (4.6), находят величину разрешающей способности испытуемого объектива в угловой мере. Если такой таблицы нет, то разрешающую способность определяют измерением интервала группы штрихов любого направления в разрешаемом элементе винтовым окуляр-микрометром (см. Приложение 4-2), работающим совместно с объективом микроскопа, т. е. как микроскоп-микрометр. Для этого окулярным микрометром измеряют интервал l группы из нескольких разрешаемых штрихов в предельно разрешаемом элементе миры и находят ширину l одного штриха в изображении по одной из формул: l ε l = m ; (4.7) l = l β m ; (4.8) где l = (A 2 A 1) разница отсчетов окуляр-микрометра при наведении на крайние штрихи выбранной группы; m число штрихов в группе разрешаемого элемента миры; ε - цена одного деления шкалы барабана в плоскости объекта микроскопа; β линейное увеличение объектива 1. Угловую величину разрешающей способности испытуемого объектива в секундах находят по формуле: ψ = l f ; (4.9) где f - фокусное расстояние испытуемого объектива; l - ширина измеренного штриха в плоскости изображения исследуемого объектива. Другим вариантом представления разрешающей способности объектива является определение числа разрешаемых штрихов N на 1 мм какого-либо направления в плоскости изображения. Эта величина обратная l: N = 1 l штр/мм; (4.10) Третьим способом определения разрешающей способности может служить измерение измерительным микроскопом величины изображения базы миры В", в которой определѐн предельно разрешаемый элемент, то есть расстояния между крайними штриховыми отметками, расположенными на месте 11 и15 номеров элементов миры. 1 Градуирование шкалы барабана окуляр-микрометра (определение ε и β) описано в Приложении 4-2. Следует отметить, что при использовании ε отсчеты А i надо делать в делениях шкалы (например 254 дел.), а при использовании β в миллиметрах (например 2,54 мм)

6 Если измерить базу миры B = ε A 2 A 1, или B = (A 2 A 1)/β ; (4.11) где (A 2 A 1) разница отсчетов окуляр-микрометра при наведении на штрихи базы миры, то величину разрешения N можно вычислить по формуле: 60 K N = B ; (4.12) где К коэффициент, определяемый по номеру предельно разрешаемого элемента стандартной миры, в которой измеряется база. Значения К приведены в таблице 4.1. Таблица 4.1 Значения коэффициента К для элементов штриховой миры элемента К элемента К I 1,0 14 2,1 2 1,2 3 1,4 4 1,5 5 1,6 6 1,3 19 2,8 7 1,4 20 3,0 8 1,5 21 3,2 9 1,7 23 3,8 12 1,9 25 4,0 13 2,0 ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ Лабораторная работа выполняется на оптической скамье ОСК-2, описание скамьи представлено в Приложении 5-1. В состав установки для измерения разрешающей способности входят: коллиматор со штриховыми мирами в качестве тест-объекта, осветитель, измерительный микроскоп с окулярным микрометром, универсальная оправа, объект-микрометр или шкала. Все элементы схемы устанавливаются с помощью подвижных рейтеров на рельс оптической скамьи. Фокусное расстояние объектива коллиматора мм. Диаметр объектива коллиматора мм. ЗАДАНИЕ 1. Определить увеличение β объектива измерительного микроскопа. 2. Определить ε - цену одного деления шкалы барабана окулярмикрометра в плоскости объекта. 3. Определить разрешающие способности оптических систем,

7 указанных преподавателем, пользуясь данными таблицы Приложения Определить разрешающие способности оптических систем, указанных преподавателем, пользуясь результатами измерений изображения базы миры соответствующего номера. 5. Определить разрешающие способности оптических систем, указанных преподавателем, используя результаты измерений ширины штриха в предельно разрешаемом элементе миры соответствующего номера. 6.. Рассчитать значения теоретической (при отсутствии аберраций) разрешающей способности изучаемых объективов. 7. Оценить качество изученных оптических систем сравнением полученных значений разрешающей способности с теоретически возможными при отсутствии аберраций УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ РАБОТЫ 1. Установить на рельсе оптической скамьи рейтеры с измерительным микроскопом, держателем объект-микрометра (или другой измерительной шкалы) и осветителем. 2. Передвижением рейтеров и вращением юстировочных винтов добиться резкости изображения шкалы объект-микрометра, наблюдаемого в окуляр микроскопа. 3. Измерить с помощью окуляр-микрометра расстояние между несколькими делениями шкалы объект-микрометра, пользуясь указаниями Приложения Результаты измерений занести в таблицу 4.2 Таблица 4.2 Данные измерений для градуировки измерительного микроскопа приемов Среднее Отсчеты А 1 A 2 Разность отсчетов Число делений шкалы эталона z Измеряемый интервал, z a, мм 5. По результатам измерений и данным о цене деления шкалы объектмикрометра рассчитать: а) увеличение объектива измерительного микроскопа β; б) цену деления барабана винтового окуляр-микрометра ε. 6. Убрать со скамьи рейтер с объект-микрометром и собрать схему измерения разрешающей способности объективов согласно рис Вращением револьверного барабана установить в фокальной плоскости

8 объектива коллиматора миру с самым большим номером. 8. Наблюдая в окуляр микроскопа, передвижением рейтеров и вращением юстировочных винтов добиться резкости и центрального положения изображения миры, создаваемого изучаемым объективом. 9. Путем подбора определить номер миры и номер элемента миры с предельным разрешением штрихов. 10. По таблице Приложения 4-1 определить угловое разрешение изучаемого объектива. Рассчитать разрешающую способность в штр/мм (см. формулы 4.9; 4.10). 11. При помощи окуляр-микрометра измерить величину изображения базы В" выбранной миры. Результаты занести в таблицу 4.3. Таблица 4.3 Данные измерений для определения размеров изображения базы штриховой миры приемов Среднее Объектив 1 Объектив 2 Объектив 3 Мира Мира Мира А 1 A 2 А 1 A 2 А 1 A Определить разрешающую способность объектива по формуле (4.12). 13. В выбранном элементе миры окулярным микрометром измерить интервал l группы разрешаемых штрихов, результаты занести в таблицу 4.4. Таблица 4.4 Данные измерений для определения размеров штриха в элементе предельного разрешения. приемов Отсчеты А 1 A 2 l m l, мм Среднее 14. По формулам (4.7) или (4.8) найти ширину l одного штриха в изображении и определить разрешение объектива N по формуле (4.10). Угловую величину разрешающей способности испытуемого объектива определить по формуле (4.9). 15. Измерить диаметр действующего отверстия D и определить среднюю величину теоретической разрешающей способности измеряемого объектива в

9 видимом диапазоне ψ = 120 / D. 16. Сменить измеряемый объектив и повторить измерения. 17. Результаты измерений и расчетов свести в единую таблицу Таблица 4.5 Результаты определения разрешающей способности объективов Тип объектива Методы определения разрешающей способности Измерение Измерение базы По таблице ширины миры штриха N ψ штр/мм ψ N штр/мм ψ N штр/мм ψ Теоретич. 18. Сравнить полученные результаты между собой, сделать выводы о качестве объективов КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. От чего зависит разрешающая способность объектива? 2. Чем определяется предельно возможная разрешающая способность объектива? 3. В каких единицах может быть выражена разрешающая способность? 4. Для чего в данной работе служит коллиматор? На что влияет при этом величина фокусного расстояния объектива коллиматора? 5. Какова предельная разрешающая способность объектива коллиматора (оценить самостоятельно)? 6. Что определяют значения номера миры и номера элемента штриховой миры? 7. В чем состоит принцип градуировки окуляр-микрометра? 8. Какова предельная точность измерения окуляр-микрометром? 9. Что определяет значение увеличения объектива микроскопа?

Лабораторная работа 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ И МИКРОСКОПА Приборы и принадлежности: Зрительная труба Кеплера, микроскоп, измерительный микроскоп, микрометр, штангенциркуль, масштабная

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 9. ИЗУЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. Оборудование: оптическая скамья с рейтерами, объектив, осветитель, зрительная труба, штангенциркуль, сетка, шкала, окулярный микрометр. ОПИСАНИЕ ЦЕЛЕЙ

Лабораторная работа 4 ИЗМЕРЕНИЕ ФОКУСНЫХ РАССТОЯНИЙ, ФОКАЛЬНЫХ ОТРЕЗКОВ И РАБОЧИХ РАССТОЯНИЙ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Цель работы: изучить методы измерения фокусных расстояний, фокальных отрезков и рабочих расстояний

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-04 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСКОПА 1. Теоретическое введение Зрительное восприятие размера предмета определяется тем углом, под которым виден предмет (углом зрения). Углом зрения

Лабораторная работа 15. Изучение зрительной трубы и микроскопа Цель работы: изучение свойств сложных центрированных оптических систем на примере зрительной трубы и микроскопа. Задача исследования: освоить

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 17-3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ (КОЛЬЦА НЬЮТОНА) Цель работы: наблюдение явления интерференции, возникающего при отражении света от воздушного зазора между соприкасающимися

Работа 4.1 Определение длины волны при помощи зонной пластинки Оборудование: клистронный генератор, приемник электромагнитных волн, гальванометр, выпрямитель ВУП-1, оптическая скамья, ртутная лампа, измерительный

Государственное высшее учебное заведение «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра физики ОТЧЁТ по лабораторной работе 83 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЁТКИ

Государственное высшее учебное заведение «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра физики ОТЧЁТ по лабораторной работе 84 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЁТКИ

Лабораторная работа 2 ИЗМЕРЕНИЕ РАДИУСОВ КРИВИЗНЫ СФЕРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ Цель работы изучить методы (контактные и бесконтактные) измерения радиусов кривизны сферических поверхностей; приобрести навыки измерения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11 МИКРОСКОП Цель работы. Изучить устройство микроскопа, измерить его увеличение и определить предел разрешения. Глаз. В оптическом отношении глаз можно рассматривать как собирающую

Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского Лабораторная работа 1 Определение разрешающей способности микроскопа и глаза Ярославль 013 Оглавление 1. Вопросы для подготовки

Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского Лабораторная работа 10 Моделирование оптических приборов Ярославль 2011 Оглавление 1. Вопросы для подготовки к работе...............

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Общая физика и физика нефтегазового производства»

Измерение эффективного фокусного расстояния (EFL) ЭФР это расстояние между главной плоскостью линзы и фокальной плоскостью линзы. При этом следует различать эффективное фокусное расстояние от параксиального

Методические указания к выполнению лабораторной работы 3.. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА КРИВИЗНЫ ЛИНЗЫ И ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ ПО КОЛЬЦАМ НЬЮТОНА Степанова Л.Ф. Волновая оптика: Методические указания к выполнению

3 Цель работы: ознакомление с оптическими схемами коллиматора, зрительной трубы Галилея, микроскопа. Задача: моделирование зрительной трубы Галилея и микроскопа. Техника безопасности: блок питания лампы

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет» (УГТУ) 54 Определение размеров

ГОНИОМЕТР Г-9 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ Устройство и порядок настройки Гониометр служит для точного измерения углов и находит широкое применение в оптических лабораториях. С помощью гониометра можно определять

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ СИЛЫ ЛИНЗ Поленова Ю. Е., Терентьев И. Ю. НИУ БелГУ Белгород, Россия METHODS OF DETERMINING THE OPTICAL POWER OF THE LENS Polenova. Yu. E, Teretyev I. Yu. Belgorod National

Московский физико-технический институт (государственный университет) МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ УВЕЛИЧЕНИЯ Лабораторная работа 5.2 МОСКВА 2005 В работе используются: оптическая

Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Е С Т А Н Д А Р Т Ы С О Ю З А С С Р ОБЪЕКТИВЫ СЪЕМОЧНЫЕ М ЕТОДЫ ИЗМ ЕРЕНИЙ АБЕРРАЦИЙ ГОСТ 20825-75-ГОСТ 20827-75 Издание официальное Цена 8 коп. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИХ СИСТЕМ Цель работы: изучить методы измерения характеристик телескопических систем; приобрести практические навыки работы с оптическим теодолитом

Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСКОПА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Лабораторная работа 3.15. ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА КАК СПЕКТРАЛЬНЫЙ ПРИБОР А.И. Бугрова Цель работы: Экспериментальное определение периода и угловой дисперсии дифракционной решетки как спектрального прибора.

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА 1. Вычислить радиус r шестой зоны Френеля для плоской монохроматической волны (λ = 546 нм), если точка наблюдения находится на расстоянии b = 4,4 м от фронта волны. 2. Вычислить радиус

Лабораторная работа Исследование дифракции в параллельном пучке лазерного излучения. Цель работы: ознакомление дифракцией света на одномерной дифракционной решетке и определение длины волны лазерного излучения;

Федеральное агентство по образованию Восточно-Сибирский государственный технологический университет МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ Лабораторная работа Аннотация В настоящей работе изучаются модели зрительных

Тема 2. Дифракция света Задачи для самостоятельного решения. Задача 1. Между точечным источником света и экраном поместили диафрагму с круглым отверстием, радиус которого r можно менять. Расстояния от

ОПРЕДЕЛЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ГОНИОМЕТРА ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ, ДИСПЕРСИИ И РАЗРЕШАЮЩЕЙ СИЛЫ СТЕКЛЯННОЙ ПРИЗМЫ Лабораторная работа 5 Методические указания к выполнению лабораторной работы по общей физике (оптике)

Государственное высшее учебное заведение «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра физики ОТЧЁТ по лабораторной работе 8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА КРИВИЗНЫ ЛИНЗЫ И ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ

3 Цель работы: ознакомиться с отражательной дифракционной решеткой. Задача: определить с помощью дифракционной решетки и гониометра длины волн линий спектра ртутной лампы и угловую дисперсию решеткит Приборы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8- ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ Цель работы: изучение дифракции света на одномерной дифракционной решетке и определение ее характеристик: периода дифракционной решетки, угловой дисперсии.

Лабораторная работа 5а Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки. Цель работы: изучение явления дифракции света и использование, этого явления для определения длины световой волны.

Лабораторная работа 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ БИПРИЗМЫ ФРЕНЕЛЯ Приборы и принадлежности: Оптическая скамья, микрометрическая щель, бипризма Френеля, окулярный микрометр, светофильтр, осветитель,

Лабораторная работа 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ Цели работы: Изучение дифракционной решетки как спектрального прибора. В процессе работы необходимо: 1) найти длины волн спектральных

Лабораторная работа 15 Определение фокусных расстояний собирающих и рассеивающих линз Цель работы: определение главных фокусов и главных точек линз. Любая оптическая система (линзы, состоящие из нескольких

Федеральное агентство по образованию РФ Ухтинский государственный технический университет 54 Определение размеров малых объектов Методические указания к лабораторной работе для студентов всех специальностей

) Под каким углом должен падать пучок света из воздуха на поверхность жидкости, чтобы при отражении от дна стеклянного сосуда (n =,5) наполненного водой (n 2 =,33) свет был полностью поляризован. 2) Какова

«КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ» ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 3. Вариант 1. 1. В опыте Юнга на пути одного из лучей поставили трубку, заполненную хлором. При этом вся картина сместилась на 20 полос. Чему равен показатель

ИЗМЕРЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТОДОМ СВЕТОВОГО СЕЧЕНИЯ НА ДВОЙНОМ МИКРОСКОПЕ 1. Цель работы Изучить устройство приборов для определения шероховатости поверхности, основанные на методе светового

Лабораторная работа 2 ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ФОТООБЪЕКТИВА ПРИ ПОМОЩИ БОЛЬШОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СКАМЬИ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Образование оптических изображений Пусть точечный источник А расположен на оси собирающей

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 48 ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ СВЕТА НА ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКЕ Цель работы изучение дифракции света на одномерной дифракционной решетке, определение длины волны излучения полупроводникового лазера.

Лабораторная работа 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА КРИВИЗНЫ ЛИНЗЫ И ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ ПО КОЛЬЦАМ НЬЮТОНА Цель работы: 1. определить радиус кривизны линзы, используя в качестве эталона зеленую линию спектра ртути

Лабораторная работа Определение фокусных расстояний линз Цель работы: определить фокусные расстояния и оптические силы собирающей и рассеивающей линз. Оборудование: осветитель, стеклянная пластина с изображением

Лабораторная работа 3.0 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА КРИВИЗНЫ И ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЛИНЗЫ МЕТОДОМ КОЛЕЦ НЬЮТОНА В ПРОХОДЯЩЕМ СВЕТЕ А.А. Сафронов, Ю.И. Туснов Цель работы: изучение явления интерференции на примере

Лабораторная работа 4 ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ СВЕТА НА КРУГЛОМ ОТВЕРСТИИ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Любая волна, распространяющаяся в однородной среде, свойства которой не меняются от точки к точке, сохраняет направление

ФИЗИКА, ч. 3 ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 1-4 Вариант 1 1. На щель шириной 0,1 мм нормально падает пучок монохроматического света длиной волны 500 нм. Дифракционная картина наблюдается на экране, находящемся

Вариант 1. 1. Монохроматический свет длиной волны 0,6мкм падает нормально на диафрагму с отверстием диаметром 6мм. Сколько зон Френеля укладывается в отверстии, если экран расположен в 3м за диафрагмой

Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д.Ушинского Лаборатория оптики В.К. Мухин Лабораторная работа 6 Дифракция Френеля на круглом отверстии Ярославль 013 Оглавление Литература:...

106 Задание 1. Выберите правильный ответ: ОПТИЧЕСКАЯ МИКРОСКОПИЯ 1. Увеличением лупы называют... а) отношение расстояния от объединенной узловой точки глаза до предмета к расстоянию от этой точки до сетчатки

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 9. ИЗУЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ. Оборудование: оптический набор "ОПТИК-КАБИНЕТ", линейки, стенной масштаб, школьный проекционный аппарат. В данной работе используется два комплекта

Лабораторная работа 3.07 ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА КАК СПЕКТРАЛЬНЫЙ ПРИБОР Н.А. Экономов, А.М. Попов. Цель работы: экспериментальное определение угловой дисперсии дифракционной решетки и расчёт её максимальной

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОКУСНЫХ РАССТОЯНИЙ ПОЛО- ЖИТЕЛЬНОЙ И ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ЛИНЗЫ. Оборудование: оптическая скамья с набором рейтеров, положительные и отрицательные линзы, экран, осветитель,

Лабораторная работа 20 Определение длин волн линий спектра излучения с помощью дифракционной решетки Цель работы: ознакомление с прозрачной дифракционной решеткой; определение длин волн спектра источника

Работа 26а ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА КРИВИЗНЫ ЛИНЗЫ С ПОМОЩЬЮ ЯВЛЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ Цель работы: изучение явления интерференции на примере колец равной толщины и определение радиуса кривизны линзы интерференционным

Лабораторная работа 3.06 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ СВЕТА С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ Н.А. Экономов, Козис Е.В Цель работы: изучение явления дифракции световых волн на дифракционной решетке. Задание:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 47 ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛУЧАХ (ДИФРАКЦИЯ ФРАУНГОФЕРА) Цель работы наблюдение дифракционной картины при дифракции в параллельных лучах на одной и двух щелях; определение

Лабораторная работа 1 АТТЕСТАЦИЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ НА ГОНИОМЕТРЕ ГС-5 Цель работы - изучить методы измерения и контроля двугранных углов между плоскими полированными поверхностями, пирамидальности призм

Лабораторная работа 4 (Оптика) Интерференция света. Бипризма Френеля. Цель работы: определение угла и показателя преломления бипризмы по отражению и преломлению света, а также по интерференционной картине.

Индивидуальное задание N 6 «Волновая оптика» 1.1. Экран освещается двумя когерентными источниками света, находящимися на расстоянии 1 мм друг от друга. Расстояние от плоскости источников света до экрана

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДИЗАЙНА И ТЕХНОЛОГИИ НОВОСИБИРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3.04 ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРА ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ С ПОМОЩЬЮ ГОНИОМЕТРА 1. Цель работы Целью работы является изучение явления дифракции и ознакомление с методом определения длины волны света

Лабораторная работа 7 Дифракционные измерители линейных размеров Цель работы - изучение способов контроля линейных размеров изделий, имеющих форму тонкого длинного цилиндра, и оценки средних размеров частиц

ГОСТ 15114-78 М Е Ж Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й С Т А Н Д А Р Т СИСТЕМЫ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЕ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ ВИЗУАЛЬНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА РАЗРЕШЕНИЯ Издание официальное Б З 1 0-9 8 ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО

Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского Лабораторная работа 3 Определение длины световой волны при помощи бипризмы Френеля Ярославль 2009 Оглавление 1. Вопросы для подготовки

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРИЗМЫ И ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ Цель работы: с помощью дифракционной решетки определить длины волн излучения в спектре ртутной лампы; определить параметры отражательной

Министерство образования и науки Российской Федерации Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Кафедра физики ПРИМЕНЕНИЕ ДИФРАКЦИИ ФРАУНГОФЕРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА

Лабораторная работа 5. Дифракция лазерного света на дифракционной решетке. Определение параметров различных дифракционных решеток. Η И.Ескин, И.С. Петрухин Описание и методика проведения опытов подготовлены

Термин «разрешающая способность» на удивление трудно понять в полной мере. Если говорить что другой термин того же значения, хоть и близкий, - «разрешение», более понятен для большинства пользователей. Но разобраться со всеми нюансами его использования в видеонаблюдении очень непросто.

Заданием данной публикации является осветление следующих моментов:

1. В чем заключается традиционное понимания «разрешения», способность различать детали? В чем состоят ограничения подобного подхода?
2. Что означает разрешение в видеонаблюдении, число пикселов? Что ограничивает использование подобной метрики?
3. В чем отличия между разрешением матрицы и разрешением передачи потока?
4. Как сильно компрессия может повлиять на разрешение?
5. Чем ограничивается значение разрешени?

Разрешение - способность различать детали

В переводе с традиционного английского языка слово «разрешение» переводится, как способность различать детали. Например, можете ли вы в таблице, которую используют для проверки зрения, рассмотреть самую нижнюю строчку? А насколько четкое изображение сможет показать камера, когда снимки с нее будут просматриваться через монитор смежных штрихов? Именно это и является основным показателем качества, который ориентируется на результат.

Так уж получилось, что в отрасли видеонаблюдения обычно используют именно такой подход. Разрешающую способность камеры измеряли количеством телевизионных линий, то есть, измерялось количество штрихов, которое может обеспечить камера на мониторе. Чем больше штрихов можно увидеть, тем больше можно будет разглядеть деталей, которые снимала камера из реального мира - черты лица человека, номера автомобиля, и прочее.

В чем же состояли ограничения такого подхода? На самом деле все достаточно просто. Дело в том, что разрешающую способность камер, то есть количество линий на мониторе, всегда измеряли в условиях с хорошим освещением. Но само собой, что камера не может выдавать такое же качество картинки, если ее засветит солнце, или наоборот, освещение будет отсутствовать. Тогда, конечно же, качество съемки значительно ухудшается. Еще одну дополнительную сложность представляет тот факт, что невозможно измерить определенный алгоритм изменения качества съемки, для всех камер изменения будут разными.

Теоретически такой подход может быть применен для измерения качества камеры, но не стоит забывать, что точный результат он показывает только в идеальных условиях, которых в реальности добиться почти невозможно.

Разрешение - число пикселей

В наше время, когда большинство систем видеонаблюдения было переведено на , производители так же применяют в их отношении попытки измерить качество общее качество съемки. Для этого просто подсчитывают количество физических пикселей в матрице видеокамеры. Принято считать, что чем больше пикселей (так же, как раньше ориентировались на количество телевизионных линий) может выдавать видеокамера, тем выше будет качество изображения.

По аналогии с классическим измерением разрешающей способности камеры, которое проводилось в идеальных условиях, производители и сейчас продолжают игнорировать проблемы, которые могут повлиять на качество съемки.

Бывают, конечно, некоторые исключения, но в большинстве случаев, чем хуже освещенность, тем ниже будет качество съемки и тем ниже будет реальная разрешающая способность камеры. Например, камеры со сравнительно небольшим количеством пикселей благодаря лучшей технологии обработки изображения могут обеспечить гораздо более высокое качество съемки, как при ярком освещении от солнца, так и в условиях широкого динамического диапазона освещения.

Но, несмотря на это, сейчас количество пикселей считается одной из основных характеристик приборов видеонаблюдения. Несмотря на все эти ограничения, стоит всегда помнить, что ведя разговор на тему разрешающей способности, чаще всего даже профессионалы при этом имеют в виду не саму разрешающую способность, а количество пикселей. Кроме того, разрешающая способность может проявляться и в других формах.

При равных условиях, чем большим будет разрешение камеры (число пикселей), тем больше она будет стоить. И хотя камера может обладать многими характеристиками, всегда помните о том, что при низкой освещенности или большой ширине динамического диапазона качество картинки может сильно меняться.

В таблице приведены примеры разрешения камер видеонаблюдения, наиболее часто встречающихся на своременном рынке безопасности:

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.

• Разрешение (измерительные приборы) - способность измерительного прибора измерять значение некоторого параметра двух одновременных воздействий: измерять координаты центров двух близкорасположенных световых пятен (в оптике), задержку между импульсами в парном видеоимпульсе (в радиотехнике) и др. Количественной мерой разрешения является разрешающая способность . Например, и анализатор спектра , визуализирующий спектральную плотность радиосигнала, и электронносчетный частотомер (ЭСЧ), подсчитывающий число периодов переменного напряжения за некоторый интервал времени или длительность одного периода, позволяют проводить измерения частоты одиночного гармонического радиосигнала. Однако если на вход прибора одновременно подать несколько гармонических сигналов (то есть сигнал в виде суммы нескольких гармонических сигналов), то анализатор спектра способен выявить их и измерить значения частот каждого (при условии, что значения частот достаточно различаются), а ЭСЧ в силу принципа действия не способен этого сделать. То есть анализатор спектра обладает разрешающей способностью по частоте , а ЭСЧ - не обладает. В данном случае минимальная разность частот двух одновременно действующих и одинаковых по амплитуде гармонических сигналов, при котором сами значения частот могут быть измерены с заданной погрешностью, называется разрешающей способностью спектроанализатора по частоте. Размерность разрешающей способности совпадает с размерностью того параметра, для которого она определяется. Например, частота и разрешающая способность по частоте измеряются в герцах. Распространенной ошибкой является отождествление разрешающей способности прибора с его чувствительностью (минимальным приращением измеряемой величины, которое может быть обнаружено прибором) и абсолютной погрешностью измерения (разностью между измеренным с помощью прибора и истинным значениями).
  • Разрешающая способность (масс-спектрометрия)
  • Разрешающая способность радиолокационой станции (по некотором параметру цели - по дальности, по азимуту, по углу места, по скорости) - способность, а также количественная мера способности РЛС проводить измерение значений этого параметра для двух целей при одинаковых значениях всех прочих параметров целей.
  • Разрешающая способность анализатора спектра - способность, а также количественная мера способности анализатора спектра измерять значения частот двух одновременно действующих на входе прибора гармонических сигналов, близких по значению частоты.

Кроме рефлектограммы на дисплей рефлектометра выводится таблица, содержащая данные об основных событиях в линии, в том числе и расстояния до всех неоднородностей. Характерно, что расстояния до неоднородностей указываются с точностью до шестого, а иногда и до седьмого знака. Например, в таблице 3.4 полная длина линии указана с точностью до шестого знака: 68.1328 км.

Число знаков, с которым прибор показывает измеренное значение, характеризует прецизионность отсчета, т.е. насколько точно можно произвести отсчет. Точность же измерения длины волокна заметно меньше. Она зависит не только от точностных характеристик рефлектометра, но от величины коэффициента отражения от неоднородности, точности, с которой установлен групповой показатель преломления волокна, и т.д.

При большом числе знаков в отсчете естественно возникает вопрос, сколько же знаков являются на самом деле значимыми. Проще всего это можно определить, скалывая последовательно небольшие отрезки волокна (рис. 3.8), и наблюдая, как при этом изменяются показания рефлектометра. По существу, таким способом определяется разрешающая способность рефлектометра при измерении длины волокна. Как известно разрешающая способность – это наименьший интервал изменения измеряемой величины, который все ещё вызывает изменение результатов измерений.

Рис. 3.8. Схема определения разрешающей способности рефлектометра при измерении длины волокна

В таблице 3.4 представлены результаты измерений длины SM волокна при многократном уменьшении его длины на один метр. Измерения проводились рефлектометром Е6000С на длине волны 1310 нм при длительности импульса 3 мкс. Число измеряемых точек в Е6000С равно 16 000, что соответствует, при диапазоне измерений 80 км, интервалу между точками в 5 м.

Таблица 3.4. Результаты измерений длины волокна при многократном уменьшении её на один метр

№	Длина волокна L N , в автоматическом режиме, км	Длина волокна L N , в полуавто-матическом режиме, км	L N+1 - L N в автоматиче-ском режиме, м	L N+1 - L N в полуавтома-тическом режиме, м	Фактическое изменение длины волокна, м	Коэффициент отражения, дБ
1	L1 = 68.2248	68.148	-	-	-	-38.923
2	L2 = 68.1328	68.133	-92	-15	0	-14.576
3	L3 = 68.1328	68.133	0	0	-2	-13.951
4	L4 = 68.1328	68.133	0	0	-3	-17.529
5	L5 = 68.1379	68.133	+5.1	0	-4	-20.778
6	L6 = 68.1277	68.128	-10.1	-5	-5	-14.950
7	L7 = 68.1277	68.128	0	0	-6	-14.580
8	L8 = 68.1277	68.128	0	0	-7	-13.905
9	L9 = 68.1226	68.123	-5.1	-5	-8	-13.823

Длина волокна измерялась в автоматическом и полуавтоматическом режиме. Результаты этих измерений для одной и той же длины волокна, как видно из первых двух столбцов таблицы, могут отличаться на несколько метров. В третьем и в четвертом столбце таблицы приведено измеренное значение изменения длины волокна, соответственно, в автоматическом и полуавтоматическом режиме. Фактическое изменение длины волокна приведено в пятом столбце. В последнем столбце приведены значения коэффициента отражения от торца волокна.

Из таблицы видно, что при многократном уменьшении длины волокна на 1 м измеренное значение длины волокна уменьшается, но не монотонно. Значение измеренной длины волокна зависит не только от его фактической длины, но и от величины коэффициента отражения света от торца волокна. Показания рефлектометра изменяются только после того, как длина волокна уменьшается на 2…3 м. При этом (если исключить из рассмотрения сколы волокон с малым коэффициентом отражения) измеренное значение длины волокна L N уменьшается на величину интервала между точками, равному 5 м. Соответственно, точность измерения длины волокна не превышает 5 м.

При плохом сколе (они выделены в таблице) длина волокна получается больше, чем при хорошем сколе. Так, например, в начале волокно было обломано, и коэффициент отражения от торца волокна составил всего лишь –38.923 дБ. После того, как конец волокна был сколот, коэффициент отражения увеличился до –14.576 дБ, а длина волокна (по показаниям рефлектометра в автоматическом режиме) уменьшилась на 92 м. Фактически же длина волокна при этом уменьшилась всего лишь на 1 м.

Из результатов приведенных в таблице 3.4 видно, что разрешающая способность рефлектометра в измерении длины волокна зависит от качества скола торца волокна. Причина появления этой зависимости обсуждалась в предыдущем параграфе. В кратком изложении она заключается в следующем. При отражении импульса от хорошего скола торца волокна скорость нарастания сигнала определяется крутизной переднего фронта импульса. А при отражении от плохого скола сигнал зачнет заметно уменьшаться только после того, как через торец волокна пройдет не только весь передний фронт импульса, но и некоторая, доля самого импульса. Соответственно, при плохом сколе пороговый уровень достигается при большей длине волокна.

То, насколько сильно могут различаться результаты измерения толщины волокна при изменении коэффициента отражения от торца волокна, видно из первых двух строк таблицы 3.4. Характерно, что если в автоматическом режиме это расхождение достигает –92 м, то в полуавтоматическом режиме, за счет более точного определения начала всплеска оно получается заметно меньше (–15 м). Минимальная же ошибка, с которой можно определить положение конца волокна, равна примерно половине ширины интервала между измеряемыми точками.

Главы из книги
Листвин A.B. Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон (скачать PDF)

Об измерениях оптоволоконными рефлектометрами с примерами рефлектограмм страница Измерения оптоволоконного кабеля (ВОЛС) в процессе монтажа

Разрешающая способность - это количество элементов в заданной области. Этот термин применим ко многим понятиям, например, таким как:

разрешающая способность графического изображения;

разрешающая способность принтера как устройства вывода;

разрешающая способность мыши как устройства ввода.

Например, разрешающая способность лазерного принтера может быть задана 300 dpi (dot per inche - точек на дюйм), что означает способность принтера напечатать на от­резке в один дюйм 300 отдельных точек. В этом случае элементами изображения явля­ются лазерные точки, а размер изображения измеряется в дюймах.

Разрешающая способность графического изображения измеряется в пикселах па дюйм. Отмстим, что пиксел в компьютерном файле не имеет определенного размера, так как храпит лишь информацию о своем цвете. Физический размер пиксел приобретает при отображении па конкретном устройстве вывода, например, на мониторе или принтере.

Для экранной копии достаточно разрешения 72 dpi, для распечатки на цветном или лазерном принтере 150-200 dpi, для вывода на фотоэкспонирующем устройстве 200-300 dpi. Установлено эмпирическое правило, что при распечатке величина разрешения оригинала должна быть в 1,5 раза больше, чем линиатура растра устройства вывода.

Разрешение печатного изображения и понятие линиатуры. Размер точки растро­вого изображения как на твердой копии (бумага, пленка и т. д.), так и на экране зависит от примененного метода и параметров растрирования оригинала. При растри­ровании на оригинал как бы накладывается сетка линий, ячейки которой образуют элемент растра. Частота сетки растра измеряется числом линий на дюйм и называется линиатура .

Разрешающая способность технических устройств по-разному влияет на вывод век­торной и растровой графики.

Так, при выводе векторного рисунка используется максимальное разрешение уст­ройства вывода. При этом команды, описывающие изображение, сообщают устройству вывода положение и размеры какого-либо объекта, а устройство для его прорисовки использует максимально возможное количество точек. Таким образом, векторным объект, например, окружность, распечатанная на принтерах разного качества, имеет па листе бумаги одинаковые положение и размеры. Однако более гладко окружность выглядит при печати па принтере с большей разрешающей способностью, так как состоит из боль­шего количества точек принтера.

Значительно большее влияние разрешающая способность устройства вывода оказывает па вывод растрового рисунка. Если в файле растрового изображения не определено, сколь­ко пикселов на дюйм должно создавать устройство вывода, то по умолчанию для каждого пиксела используется минимальный размер. В случае лазерного принтера минимальным элементом служит лазерная точка, в мониторе - вндеопиксел. Так как устройства вывода отличаются размерами минимального элемента, который может быть ими создан, то размер растрового изображения при выводе на различных устройствах также будет неодинаков.

1. Цветовые модели

Некоторые предметы видимы потому, что излучают свет, а другие - потому, что его отражают. Когда предметы излучают свет, они приобретают в нашем восприятии тот цист, который видит глаз человека. Когда предметы отражают свет, то их цвет определя­ется цветом падающего па них света и цветом, который эти объекты отражают. Излучаемый свет выходит из активного источника, например, экрана монитора. Отраженный свет отражается от поверхности объекта, например, листа бумаги.

Существуют два метода описания цвета; система аддитивных и субтрактивных цветов.

Система аддитивных цветов работает с излучаемым светом. Аддитивный цвет по­лучается при объединении трех ос­новных цветов: красного, зеленого и синего (Red, Green, Blue – RGB) При смешивании их в разных пропорциях получается соответствующий цвет. Отсутствие этих цветов пред­ставляет в системе черный цвет. Схематично смешение цветов показано на рис. 2, а.

а) аддитивный цвет б) Субтрактивный цвет

Рис. 2. Система смешения цветов

В системе субтрактивных цветов происходит обратный процесс: какой-либо цвет по­лучается вычитанием других цветов на общего луча света. При этом белый цвет получается в результате отсутствия всех цветов, а присутствие всех цветов даст черный цвет. Система субтрактнвных цветов работает с отраженным цветом, например, от листа бумаги. Белая бумага отражает все цвета, окрашенная - некоторые поглощает, остальные отражает.

В системе субтрактнвиых цветов основными являются голубой, пурпурный и жел­тый цвета (Cyan, Magenta, Yellow - CMY). Они являются дополнительные красном)", зеленому и синему Когда эти цвета смешивают на бумаге в равной пропорции, получается черный Цвет. Этот процесс проиллюстрирован на рис. 2 б. В связи с тем, что типографские краски не полностью поглощают свет, комбинация трех основных цветов выглядит тем­но-коричневой. Поэтому для корректировки тонов и получения истинно черного цвета в принтеры добавляют немного черной краски. Системы цветов, основанные па таком принципе четырехцветной печати, обозначают аббревиатурой CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blасК).

Существуют и другие системы кодирования цветов, например, представление его в виде тона, насыщенности и яркости (Hue, Saturation, Brightness – HSB).

Тон представляет собой конкретный оттенок цвета, отличный от других: красный, голубой, зеленый и т.п. Насыщенность характеризует относительную интенсивность цвета.

При уменьшении, например, насыщенности красного цвета, он делается более пастель­ным или блеклым. Яркость (или освещенность) цвета показывает величину черного от­тенка, добавляемого к цвету, что делает его более темным. Система HSB хорошо согла­суется с моделью восприятия цвета человеком. Тон является эквивалентом длины вол­ны света, насыщенность – интенсивности волны, а яркость – общего количества света. Недостатком этой системы является необходимость преобразования ее в другие систе­мы; RGB – при выводе изображения на монитор; CMYK – при выводе на четырехцвет­ный принтер.

Рассмотренные системы работают со всем спектром цветов - миллионами возмож­ных оттенков. Однако пользователю часто достаточно не более нескольких сотен цве­тов. В этом случае удобно использовать индексированные палитры - наборы цветов, содержащие фиксированное количество цветов, например, 16 или 256, из которых мож­но выбрать необходимый цвет. Преимуществом таких палитр является то, что они зани­мают гораздо меньше памяти, чем полные системы RGB и CMYK.

При работе с изображением компьютер создает палитру и присваивает каждому цве­ту номер, затем при указании цвета отдельного пиксела или объекта просто запомина­ется номер, который имеет данный цвет в палитре. Для запоминания числа от 1 до 16 необходимо 4 бита памяти, а от 1 до 256 - 8 битов, поэтому изображения, имеющие 16 цветов называют 4-битовыми, а 256 цветов - 8-битовыми. При сравнении с 24 битами, необходимыми для хранения полного цвета в системе RGB, или с 32 битами - в системе CMYK, экономия памяти очевидна.

При работе с палитрой можно применять любые цвета, например, системы RGB, но ограниченное их количество. Так, при использовании 256-цветовой палитры в процессе ее создания и нумерации каждый цвет в палитре описывается как обычный 24-битовый цвет системы RGB. А при ссылке на какой-либо цвет уже указывается его номер, а не конкретные данные системы RGB, описывающие этот цвет.