KWALIFIKACJA MEP2 - STYCZEŃ 2016

PYTANIE NR 13.
Przedstawiony obraz prążków interferencyjnych sprawdzanej powierzchni cylindrycznej określa odchyłkę promienia równą
Ilustracja przedstawia prążki interferencyjne na powierzchni cylindrycznej, co jest związane z badaniem optycznym w
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wartość N oznacza liczbę prążków interferencyjnych liczonych jednostronnie: od strefy kontaktu (centrum obrazu) do krawędzi badanego obszaru. Na rysunku widać po 3 prążki nad i pod strefą centralną, ale do N przyjmuje się jedną stronę, więc N=3.

Pełne wyjaśnienie:

W kontroli interferometrycznej powierzchni (także cylindrycznej) obserwuje się prążki interferencyjne, które powstają wskutek interferencji światła w szczelinie powietrznej między wzorcem a badaną powierzchnią. Układ prążków jest związany z różnicą dróg optycznych, a więc z odchyłką kształtu/krzywizny.

W tym typie zadania liczba N jest zdefiniowana jako liczba prążków liczona od strefy kontaktu (obszar centralny bez prążków) do krawędzi w jednym kierunku. Jest to ważne, ponieważ obraz bywa symetryczny: prążki mogą występować zarówno "nad" jak i "pod" centrum, ale definicja N nie każe ich sumować.

Na przedstawionym obrazie widać po trzy prążki w górnej części i po trzy prążki w dolnej części, symetrycznie względem strefy centralnej. Zgodnie z konwencją pomiarową odczyt wykonuje się jednostronnie (od środka do brzegu), dlatego poprawny wynik to N = 3.

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne? Odpowiedzi z inną liczbą niż 3 nie zgadzają się z bezpośrednim zliczeniem prążków od centrum do krawędzi. Szczególnie podchwytliwe jest wskazanie N = 6: odpowiada ono całkowitej liczbie widocznych prążków w całym polu (góra+dół), co jest typowym błędem interpretacyjnym. W praktyce warsztatowej poprawne, konsekwentne liczenie od strefy kontaktu pozwala porównywać wyniki między pomiarami i unikać zawyżania odchyłki.

  • Wskazówka egzaminacyjna: najpierw znajdź strefę kontaktu/zerowej różnicy dróg, a dopiero potem licz prążki do krawędzi w jedną stronę.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
N to liczba prążków interferencyjnych liczonych zgodnie z przyjętą konwencją pomiarową. W tym typie kontroli N odczytuje się jednostronnie: od strefy kontaktu (centrum bez prążków) do krawędzi badanego obszaru, a nie jako sumę prążków z całego pola widzenia.
Strefa kontaktu (lub zerowej różnicy dróg) zwykle wygląda jak centralny obszar bez prążków albo miejsce, od którego prążki "rozchodzą się" symetrycznie. To punkt odniesienia do zliczania N i interpretacji kształtu prążków.
Obraz prążków często jest symetryczny, więc prążki pojawiają się po obu stronach centrum. Definicja N dotyczy jednak odczytu wzdłuż promienia w jednym kierunku (od środka do brzegu). Sumowanie obu stron zawyżałoby wynik i prowadziło do błędnej oceny odchyłki.
Wybierz jedną stronę od strefy centralnej (np. tylko górę albo tylko dół) i policz wyraźne prążki do krawędzi badanego pola. Jeśli układ jest symetryczny, druga strona da ten sam wynik, ale do N i tak przyjmuje się wartość jednostronną.
Tak. Kształt i kierunek wygięcia prążków informują o charakterze odchyłki (np. czy powierzchnia jest "za wypukła" lub "za wklęsła" względem wzorca). W samym zadaniu liczbowym kluczowe jest jednak poprawne zliczenie N według definicji.
Najczęściej myli się liczbę prążków widocznych łącznie w całym polu (np. 6) z wartością N. To błąd wynikający z automatycznego "zliczania wszystkiego", zamiast zastosowania reguły: liczymy od centrum do krawędzi tylko w jednym kierunku.
Nie w tym typie pytania. Informacja o tym, że prążki odpowiadają przyrostom rzędu λ/2, jest ważna w metrologii, ale tutaj odczyt dotyczy wyłącznie liczby prążków N. Obliczenia wysokości/odchyłki nie są wymagane.
W praktyce spotyka się interferometry oraz układy z płytkami wzorcowymi i oświetleniem monochromatycznym. Niezależnie od wariantu, zasada interpretacji prążków jest podobna: obserwujesz układ linii i odczytujesz liczbę prążków od strefy odniesienia.
Stosuje się ją podczas wytwarzania i naprawy elementów optycznych, aby szybko ocenić jakość obróbki i zgodność krzywizny ze wzorcem. Jest to metoda przydatna w kontroli międzyoperacyjnej, gdy trzeba zdecydować o dalszym docieraniu/polerowaniu.
Ćwicz rozpoznawanie strefy kontaktu i liczenie prążków od centrum do krawędzi w jednym kierunku. Warto przeanalizować kilka przykładów obrazów o różnej liczbie prążków i różnych wygięciach, aby nie wpadać w pułapkę sumowania obu stron.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 51% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Wartość N oznacza liczbę prążków interferencyjnych liczonych jednostronnie: od strefy kontaktu (centrum obrazu) do krawędzi badanego obszaru."

Źródła:

  • Eugene Hecht, "Optics" (5th Edition), rozdziały dotyczące interferencji i prążków interferencyjnych, Pearson, 2017.
  • Max Born, Emil Wolf, "Principles of Optics" (7th Edition), części dotyczące interferencji i koherencji, Cambridge University Press, 1999.
  • David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, "Fundamentals of Physics", tom dotyczący fal i optyki (interferencja światła), Wiley (różne wydania).

Materiały:

  • Podręczniki z optyki falowej (rozdziały o interferencji i prążkach)
  • Instrukcje laboratoriów/metrologii optycznej dotyczące interpretacji prążków
  • Zadania treningowe z odczytu N na obrazach interferencyjnych (różne przypadki i symetrie)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego