Il livello funziona per il principio della livellazione geometrica ovvero un insieme di procedure operative attraverso le quali si misura il dislivello tra due punti, cioè la differenza di quota tra coppie di punti sulla superficie terrestre.
Il livello viene posizionato in un punto equidistante dai due punti di misura, si posizionano le stadie sui punti di misura e si procede.
Il livello a specchio invece ha un funzionamento simile al riflettore di Newton basato sulla riflessione degli specchi. La luce entra, percorre tutto il tubo e viene focalizzata dallo specchio primario. Lo specchio secondario posto a 45° lungo il percorso ottico, devia il fascio di luce di fianco al tubo, dove è più facile osservare o fotografare.
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