ЗНАЧЕНИЕ И РОЛЬ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
Природа вооружила человека прекрасным оптическим инструментом - глазом. На внутренней поверхности глаза образуется оптическое изображение, воспринимаемое человеком как зрительный образ. Но возможности глаза ограничены. Глаз видит только те предметы, которые расположены непосредственно перед ним на сравнительно близком расстоянии, и не может различить отдельные детали далеко расположенных предметов. Глаз не видит в темноте.
Оптические приборы, созданные человеком, необычайно расширили возможности зрения. Приборы перископического типа позволяют наблюдать процессы, происходящие в помещениях, не доступных для человека. Окопные перископы, стереотрубы, танковые прицелы, перископы подводных лодок применяются для наблюдения из-за укрытий. Театральные и призменные бинокли давно уже стали предметами нашего обихода. В мореплавании широко применяются различные подзорные трубы для рассмотрения далеких объектов.
Астрономические рефракторы и рефлекторы позволили проникнуть взором в глубины мирового пространства и открыть много новых звезд и звездных скоплений. С помощью этих приборов рассматривают ближайшие к Земле планеты и наблюдают процессы, происходящие на поверхности Солнца.
Приборы, позволяющие рассматривать далеко расположенные предметы и называемые телескопическими, весьма разнообразны. Среди них приборы для измерения координат движущихся целей, такие, как дальномеры и высотомеры, большая группа геодезических приборов: нивелиры, теодолиты и другие, позволяющие определять координаты точек на земной поверхности.
Невооруженный глаз различает предметы величиной около 0,1 мм. Применение луп повысило эту возможность до 0,01 мм, а с помощью микроскопа стало возможным различать малые объекты величиной до 0,15 мкм. Микроскоп применяется в различных отраслях науки и техники, в частности для контрольно-измерительных целей в виде компараторов, толщемеров, отсчетных, координатных, инструментальных, универсальных и других микроскопов.
Успехи фотохимии вызвали значительное развитие фотографических приборов. Общеизвестны не только фотоаппараты различных типов и конструкций, но и различные фотографические устройства к микроскопам, телескопам, зрительным трубам, позволяющие фиксировать изображения в видимых и невидимых лучах спектра. Фотографические оптические системы применяются для фотографирования с экранов радиолокаторов, электронных осциллографов и телевизионных трубок, а также для фотографирования шкал счетно-решающих машин.
Оптические приборы позволяют проектировать ряд последовательных изображений на экран и получать впечатление движущихся объектов.
Сложные оптические системы в виде киносъемочных камер, осветительных приборов, приборов для размножения фильмов, кинопроекционных аппаратов применяются в процессе создания кинофильма.
Киносъемочные и проекционные устройства позволили осуществить стереоскопическое безочковое и поляроидное кино. Развитие оптических средств обусловило появление широкоэкранного, широкоформатного и панорамного кинематографов, а также круговой кинопанорамы.
Проекционные приборы в виде диапроекторов, эпипроекторов, эпидиаскопов, оптических и теневых проекторов нашли широкое применение как для исправления аэроснимков и карт, контроля изготовления деталей в металлопромышленности, так и для демонстрации различных рисунков и фотографий.
Неотъемлемой частью многих оптических приборов являются осветительные устройства, предназначенные для создания надлежащей освещенности рассматриваемых предметов. Такие устройства кроме источника света содержат и оптические детали - конденсоры и зеркала, позволяющие направить максимальный и возможно более равномерный световой поток на предмет.
Большое развитие за последнее время получили спектральные приборы: спектроскопы, спектрографы и спектрометры. Приборы спектрального анализа позволяют установить разницу в количественном содержании веществ, составляющих всего 0,0001%.
Использование фотоэлектрического эффекта позволило создать большую группу фотоэлектрических приборов контроля автоматических"процессов в различных отраслях народного хозяйства
Широко применяются специальные оптические устройства фототелеграфных и фотогравировальных машин, светозаписи звуковых колебаний, фотореле и т. п. В телемеханических и электроизмерительных приборах (электрометры, зеркальные гальванометры, магнитоэлектрические осциллографы и др.) применяются специальные оптические устройства для записи и контроля показаний.
Для определения освещенностей, оптических плотностей и светопропускания служат фотометрические приборы. Люксметром измеряют освещенность, денситометром - оптическую плотность, а универсальным фотометром - коэффициенты отражения непрозрачных тел и коэффициенты светопропускания прозрачных, микрофотометром - оптические плотности малых прозрачных участков. Спектродензограф позволяет определять оптические плотности непрозрачных тел в различных лучах спектра, а спектрофотометр - оптические плотности прозрачных тел, а также измерять распределение интенсивности излучения в спектре источника света.
В работах, связанных с изучением цвета, пользуются колориметрическими приборами. Эти приборы приобретают особое значение на транспорте, в полиграфии и в химии. Колориметр, например, позволяет определять цвет излучения или цвет окрашенной поверхности.
При помощи интерференционных приборов определяют качество изображения оптических систем, качество обработки различных поверхностей с точностью до долей микрона, измеряют очень малые расстояния.
Напряжения в материалах измеряются с помощью поляризационных приборов.
Можно выделить пять главных видов оптических приборов: 1) зрительные трубы (телескопические системы), 2) микроскопы, 3) фотографические объективы, 4) проекционные приборы, 5) осветительные приборы.
Иногда в одном приборе одновременно сочетаются признаки двух и более видов приборов. Например, металлографический микроскоп последовательно может служить и как обычный микроскоп и как фотографический прибор. В микрофотометре сочетаются осветительные устройства, оптическая система микроскопа, проекционные и фотографические устройства. Современные приборы сложны и основаны на взаимодействии многих механических, оптических и электрических устройств.