工程光学试验
工程光学实验1—6指导书
实验一 放大率法测量焦距和截距 Measurement Of Focus And Intercept一、实验目的:1．通过对透镜的焦距和截距测量熟悉焦距仪的测量原理及测量方法，掌握基本的实验技能。
2．了解焦距仪的结构及平行光臂的使用，学会螺旋丝杠式测微目镜读数方法。
3．掌握校正显微镜放大率的方法。
二、实验要求：基本理论：理想光学系统的共线成像理论。
基本知识：了解焦距仪的结构，平行光管的使用，理想光学系统焦点、焦平面、主平面、焦 距和截距的概念。
基本技能：学会在焦距仪上进行同轴等高调节。
学会使用螺旋丝杠式测微目镜及读数方法。
三、实验内容及测量原理：焦距和截距是光学系统重要的特性参数，就几何光学来说，焦距是光学系统的特征值。
只要知道焦距和焦点的位置，就能完全确定任何位置上的物体经过该光学系统所成像的位置、大小、正倒和虚实。
1．焦距的测量原理：光学系统的主点到焦点的距离称为焦距。
物方焦距、像方焦距分别用f 、'f 表示。
放大率法测量焦距是利用平行光管物镜焦面上分化板的一对刻线在被测透镜焦面上成像的比例关系，求出被测透镜焦距的大小。
如平行光管分化板上一对刻线间距为y ,经被测透镜成的像为'y ,平行光管物镜和被测透镜焦距分别为'0f 和'f ,由图一可看出它们的关系如下： 0f y tg -=ω '''f y tg -=ω∵'ωω= ∴''0f y f y -=- 即yy f f ''0'∙-= 式中f0'、y 为已知，f'与y'成正比。
这样只要测出y',即可求出被测透镜焦距。
图一2．焦距的测量：光学系统的最后一个表面顶点到像方焦点的距离为后焦距，用lp'表示。
很显然，对于一个光学系统知道了焦距和截距的大小，就可确定焦点和主点的位置。
图二在测量截距的同时，可以进行透镜截距'F l的测量。
工程光学基础实验报告
一、实验目的1. 理解和掌握光学基本原理和实验方法；2. 学习使用光学仪器，观察光学现象；3. 分析光学实验数据，提高实验技能。
二、实验仪器与设备1. 光具座；2. 平面镜；3. 凸透镜；4. 薄透镜；5. 光屏；6. 光具箱；7. 刻度尺；8. 毫米尺；9. 精密水准仪；10. 光学显微镜；11. 光电传感器；12. 数据采集器。
三、实验原理1. 几何光学：利用光学仪器观察光的传播、反射、折射等现象，研究光与物质之间的相互作用。
2. 物理光学：研究光的波动性质，包括光的干涉、衍射、偏振等现象。
四、实验内容与步骤1. 观察平面镜成像现象：将平面镜放置在光具座上，调整光源和光屏，观察物体在平面镜中的成像。
2. 观察凸透镜成像现象：将凸透镜放置在光具座上，调整光源和光屏，观察物体在凸透镜中的成像。
3. 观察薄透镜成像现象：将薄透镜放置在光具座上，调整光源和光屏，观察物体在薄透镜中的成像。
4. 光的干涉现象：利用干涉仪观察光的干涉条纹，研究光的波长、相位等信息。
5. 光的衍射现象：利用衍射光栅观察光的衍射条纹，研究光的波长、衍射角等信息。
6. 光的偏振现象：利用偏振片观察光的偏振现象，研究光的偏振方向和强度。
7. 光电传感器实验：将光电传感器连接到数据采集器，观察光强度与光电传感器输出电压之间的关系。
五、实验数据与结果分析1. 观察平面镜成像现象：实验结果显示，物体在平面镜中的成像与物体本身位置关于平面镜对称。
2. 观察凸透镜成像现象：实验结果显示，物体在凸透镜中的成像为实像或虚像，成像位置与物体位置、透镜焦距有关。
3. 观察薄透镜成像现象：实验结果显示，物体在薄透镜中的成像为实像或虚像，成像位置与物体位置、透镜焦距有关。
4. 光的干涉现象：实验结果显示，干涉条纹间距与光的波长、干涉仪间距有关。
5. 光的衍射现象：实验结果显示，衍射条纹间距与光的波长、衍射光栅间距有关。
6. 光的偏振现象：实验结果显示，光的偏振方向与光的传播方向有关。
工程光学实验指导
实验一物镜焦距、截距的测定一、实验目的掌握用定焦距平行光管法测量光学系统焦距、截距的方法二、实验内容掌握测量方法，做好测量前的准备工作，测量给定的照相物镜、望远物镜和显微物镜的象方焦距和截距、物方焦距和截距。
三、实验原理测量焦距的方法很多，其中的定焦距平行光管法、（即放大率法）测量范围大，测量精度高，相对误差一般在1％以下，是目前常用的方法，其测量原理如图1－1。
图1－1焦距截距的测定原理图其中O 是平行光管物镜，L 是被测透镜，y0 是位于平行光管物镜焦平面上的一对刻线的间隔距离。
y0 经过平行光管物镜后成像在无限远处，再经过被测透镜L 后，在它的焦平面上得到y0 的像y`。
这种方法的原理就是通过测量像y`的大小，然后计算出被测透镜的焦距。
从图1－1 看出下面两个关系式，用作图成像的方法很容易得出：w=w`（1－1）这就是用定焦距平行光管法测定焦距所用的公式，其中f0`是平行光管物镜的焦距，是已知的。
Y0 是位于平行光管物镜焦平面处的分划板上的一对刻线的间隔距离，它的大小也是事先已知的。
Y`是这对刻线y0 经过被测透镜后所成的像，如果能测量出此像y`的大小，那么就很容易用公式（1－1）计算出被测透镜的焦距f`。
利用本公式及方法，可以测量正负透镜、望远物镜、照相物镜、放映物镜，各种目镜的焦距。
应当注意要正确选择测量显微镜的物镜，使之与被测光学系统相匹配。
如测负焦距系统使要选择长工作距的显微物镜。
这是因显微物镜的倍率不同，故（1－1）式变化如下（1－2）式中：β――――――测量显微镜放大倍数四、实验设备焦距仪、待测物镜（照相物镜、照相物镜、显微物镜）焦距仪结构示意如图1－2，它包括一个平行光管、一个透镜夹持器、一个带有目镜的读数显微镜和把它们连在一起的一根带有长度刻尺的导轨组成。
图1－2焦距仪结构示意图1.平行光管、2.透镜夹持器、3.测微目镜组成1．平行光管本实验采用的平行光管物镜的焦距为550mm。
《工程光学实验》迈克尔逊干涉仪
《工程光学实验》迈克尔逊干涉仪一、实验目的1．掌握迈克尔逊干涉仪和法布里-珀罗干涉仪的工作原理和调节方法;2．了解各类型干涉条纹的形成条件、条纹特点和变化规律;3．测量空气的折射率。
二、实验仪器迈克尔逊干涉仪、激光器、扩束镜、观察屏、小孔光阑三.实验原理用激光器做光源，使激光通过扩束镜会聚后发散，此时就得到了一个相关性很好的点光源，射到分光板P1和P2上后就将光分成了两束分别射到M1和M2上，反射后通过Pl 、P2就可以得到两束相关光，此时就会产生干涉条纹。
产生干涉条纹的条件,如图所示，B 、C是两个相干点光源,则到A点的光程差。
若在A点出产生了亮条纹，则 2dcosi=N (N 为亮条纹的级数），因为i和k均为不可测的量.所以取其差值，即入四、实验步骤1、打开激光电源，先不要放扩束镜，让激光照到分光镜Pl 上，并调节激光的反射光照射到激光筒上。
2、调节M2的位置使屏上两排光中最亮的两个光点重回，并调至其闪烁。
3、将扩束镜放于激光前，调节扩束镜的高度和偏角，使光能照在P!分光镜上，看显示屏上有没有产生同心圆的干涉条纹图案。
没有的话重复2、3步骤，直到产生同心圆的干涉条纹图案。
4、微调M是干涉图案处于显示屏的中间。
5、转动微量读数鼓轮，使M1移动，可以看到中心条纹冒出或缩进，若看不到此现象，先转动可度轮，再转动微量读数鼓轮。
记下当前位置的读数d0 ，转动微量读数鼓轮，看到中心条纹冒出或缩进30 次则记一次数据,共记录10 次数据即d。
. d:… ds。
五、实验数据冒进或缩进的条纹数△N M2的位置读数d50 50.0009 0.0801 0.0032672 50 50.0214 0.080150 50.0419 0.082150 50.0604 0.084150 50.0810 0.082050 50.1021 △d=0.08168 50 50.124050 50.144550 50.163050 50.1870。
工程光学实验PPT课件
• 1、带有毛玻璃的白炽灯光源S • 2、品字形物屏P： SZ-14 • 3、凸透镜L： f=190mm(f=150mm) • 4、二维调整架： SZ-07 • 5、平面反射镜M • 二维调整架： SZ-07 • 7、通用底座： SZ-04 • 8、二维底座： SZ-02 • 9、通用底座： SZ-04
• 光学表面上如有灰尘，用实验室专备的干燥脱脂棉轻轻拭去或 用橡皮球吹掉。
• 光学表面上若有轻微的污痕或指印，用清洁的镜头纸轻轻拂去， 但不要加压擦拭，
• 更不准用手帕、普通纸片、衣服等擦拭。若表面有较严重的污 痕或指印，应由实验室人员用丙酮或酒精清洗。所有镀膜面均 不能接触或擦拭。
• 防止唾液或其溶液溅落在光学表面上。
F1经Lo后成一放大实像F’1，然后再用目镜Le作为放大镜观察 这个中间像F’1，F’1应成像在Le的第一焦点Fe之内，经过目镜 后在明视距离处成一放大的虚像F’’1。 • 三、实验仪器 • 1、带有毛玻璃的白炽灯光源S • 2、1/10mm分划板F1
•
mx=(像宽/实宽)÷20 （20为测微目镜的放大倍数）
• 像距改变量：s=(a1-a2)+(b2-b1)
• 被测目镜焦距：fe=s/(m2-m1)
• 实验四 自组显微镜
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• 一、实验目的 • 了解显微镜的基本原理和结构，并掌握其调节、使用和测量它的
放大率的一种方法。
• 二、实验原理 • 物镜Lo的焦距fo很短，将F1放在它前面距离略大于fo的位置，
2 F 3 4 Le 5
工程光学实验
自组显微镜(测量实验)一、实验目的了解显微镜的基本原理和结构，并掌握其调节、使用和测量它的放大率的一种方法。
二、实验原理物镜L o的焦距f o很短，将F1放在它前面距离略大于f o的位置，F1经L o后成一放大实像F’1，然后再用目镜L e作为放大镜观察这个中间像F’1，F’1应成像在L e的第一焦点F e之内，经过目镜后在明视距离处成一放大的虚像F’’1。
三、实验仪器1、带有毛玻璃的白炽灯光源S2、1/10mm分划板F13、二维调整架：SZ-074、物镜Lo：f o=15mm5、二维调整架：SZ-076、测微目镜Le（去掉其物镜头的读数显微镜）7、读数显微镜架: SZ-388、三维底座：SZ-019、一维底座：SZ-0310、一维底座：SZ-0311、通用底座：SZ-04四、仪器实物图及原理图图四（1）图四（2）五、实验步骤1、把全部器件按图四的顺序摆放在平台上，靠拢后目测调至共轴。
2、把透镜Lo 、Le 的间距固定为180mm 。
3、沿标尺导轨前后移动F1（F1紧挨毛玻璃装置，使F1置于略大于f o 的位置），直至在显微镜系统中看清分划板F1的刻线。
六、数据处理显微镜的计算放大率：(250)/()o e M f f =⨯∆⨯其中：E O F F -=∆，见图示。
本实验中的fe=250/20(计算方法可参考光学书籍)自组望远镜(测量实验)一、实验目的了解望远镜的基本原理和结构，并掌握其调节、使用和测量它的放大率的两种方法。
二、实验原理最简单的望远镜是由一片长焦距的凸透镜作为物镜，用一短焦距的凸透镜作为目镜组合而成。
远处的物经过物镜在其后焦面附近成一缩小的倒立实像，物镜的像方焦平面与目镜的物方焦平面重合。
而目镜起一放大镜的作用，把这个倒立的实像再放大成一个正立的像，如图五所示。
三、实验仪器1、带有毛玻璃的白炽灯光源S2、毫米尺F3、二维调整架：SZ-074、物镜Lo：f o=225mm5、二维调整架：SZ-076、测微目镜Le：（去掉其物镜头的读数显微镜）7、读数显微镜架: SZ-388、通用底座：SZ-049、通用底座：SZ-0410、通用底座：SZ-0411、通用底座：SZ-0412、白屏：SZ-13四、仪器实物图及原理图图五五、实验步骤1、把全部器件按图五的顺序摆放在平台上，靠拢后目测调至共轴。
工程光学实验报告
工程光学实验报告工程光学实验报告引言光学作为一门重要的工程学科，对于现代科技的发展起到了至关重要的作用。
工程光学实验是光学学习过程中不可或缺的一部分，通过实验我们可以更加深入地了解光学原理及其应用。
本文将以工程光学实验为主题，结合实验过程和结果，探讨光学原理的应用及其在工程领域中的重要性。
实验一：光的折射与反射在实验一中，我们通过使用光的折射与反射现象来研究光的传播规律。
首先，我们使用一束激光照射到一个玻璃板上，观察光线在玻璃板上的折射现象。
通过改变入射角度和玻璃板的折射率，我们可以得到不同的折射角度，并进一步分析光的折射定律。
接下来，我们将光线照射到一个平面镜上，观察光线的反射现象。
通过改变入射角度和镜面的倾斜角度，我们可以得到不同的反射角度，并进一步分析光的反射定律。
实验二：光的干涉与衍射在实验二中，我们研究了光的干涉与衍射现象。
首先，我们使用一束激光照射到一块干涉滤光片上，观察到干涉条纹的形成。
通过改变光源的波长和干涉滤光片的厚度，我们可以得到不同的干涉条纹，进一步分析光的干涉定律。
接下来，我们将光线通过一个狭缝，观察到光的衍射现象。
通过改变狭缝的宽度和光源的波长，我们可以得到不同的衍射图样，并进一步分析光的衍射定律。
实验三：光的偏振与吸收在实验三中，我们研究了光的偏振与吸收现象。
首先，我们使用一束偏振光照射到一块偏振片上，观察到光线的偏振现象。
通过旋转偏振片的方向和改变光源的偏振状态，我们可以得到不同的偏振效果，并进一步分析光的偏振定律。
接下来，我们将光线照射到一个吸光物质上，观察到光的吸收现象。
通过改变吸光物质的浓度和光源的强度，我们可以得到不同的吸光效果，并进一步分析光的吸收定律。
实验四：光的散射与散焦在实验四中，我们研究了光的散射与散焦现象。
首先，我们使用一束激光照射到一个散射介质中，观察到光线的散射现象。
通过改变散射介质的浓度和光源的强度，我们可以得到不同的散射效果，并进一步分析光的散射定律。
04031277工程光学实验指导书
04031277⼯程光学实验指导书《⼯程光学》实验指导书周建民编著华东交通⼤学机电⼯程学院实验⼀透镜焦距的测量透镜是光学仪器中最基本的元件，反映透镜特性的⼀个主要参量是焦距，它决定了透镜成像的位置和性质(⼤⼩、虚实、倒⽴)。
对于薄透镜焦距测量的准确度，主要取决于透镜光⼼及焦点(像点)定位的准确度。
本实验在光具座上采⽤⼏种不同⽅法分别测定凸、凹2种薄透镜的焦距，以便了解透镜成像的规律，掌握光路调节技术，⽐较各种测量⽅法的优缺点，为今后正确使⽤光学仪器打下良好的基础。
⼀、实验⽬的1、学会测量凸透镜、凹透镜焦距的⼏种⽅法。
2、掌握简单光路的分析和光学元件同轴等⾼的调节⽅法。
3、熟悉光学实验的操作规则。
⼆、实验仪器⼯程光学实验系统（光源、物、凸透镜、凹透镜、光屏、光具座、卷尺）三、实验原理在近轴光线的条件下，薄透镜成像的⾼斯公式为1=+''l f l f (1-1) 当将薄透镜置于空⽓中时，则⾼斯公式为f l l '=-'111 (1-2) （1-1）、(1-2)式中, f ′为像⽅焦距；f 为物⽅焦距；l ′为像距；l 为物距。
式中的各线距均从透镜中⼼(光⼼)量起，与光线进⾏⽅向⼀致为正，反之为负，如图1-1所⽰。
图1-1 透镜成像符号意义图若在实验中分别测出物距l 和像距l ′，即可⽤式(1-2)求出该透镜的焦距f′。
但应注意：测得量须添加符号，求得量则根据求得结果中的符号判断其物理意义。
对于凸透镜焦距的测量，除⽤上述物像公式法测量之外，还可⽤以下⼏种⽅法。
1.粗略估测法以太阳光或较远的灯光为光源，⽤凸透镜将其发出的光线聚成⼀光点(或像)，此时，l →∞，l ′≈f ′，即该点(或像)可认为是焦点，⽽光点到透镜中⼼(光⼼)的距离，即为凸透镜的焦距，此法测量的误差约在10％左右。
由于这种⽅法误差较⼤，⼤都⽤在实验前作粗略估计，如挑选透镜等。
2.⾃准法如图1-2所⽰（略），在待测透镜L 的⼀侧放置被光源照明的1字形物屏AB ，在另⼀侧放⼀平⾯反射镜M ，移动透镜(或物屏)，当物屏AB 正好位于凸透镜之前的焦平⾯时，物屏AB 上任⼀点发出的光线经透镜折射后，将变为平⾏光线，然后被平⾯反射镜反射回来。
工程光学实训报告总结
一、实训背景随着科技的发展，光学技术在工程领域的应用越来越广泛。
为了更好地掌握光学知识，提高自身实践能力，我们进行了为期两周的工程光学实训。
本次实训旨在通过实验操作，加深对光学原理、光学仪器及光学应用的理解。
二、实训内容1. 光学基本原理实验（1）光的直线传播实验：通过观察激光束在空气、水、玻璃等不同介质中的传播，验证了光的直线传播原理。
（2）光的反射实验：通过平面镜、球面镜等不同反射面的实验，研究了反射定律、反射率等光学参数。
（3）光的折射实验：通过棱镜、透镜等不同折射面的实验，研究了折射定律、折射率等光学参数。
2. 光学仪器实验（1）显微镜实验：通过显微镜观察物体细微结构，学习显微镜的构造、使用方法及注意事项。
（2）望远镜实验：通过望远镜观察天体，学习望远镜的构造、使用方法及注意事项。
（3）光纤实验：通过光纤实验装置，了解光纤的基本原理、传输特性及在实际工程中的应用。
3. 光学应用实验（1）光学成像实验：通过光学成像实验装置，研究光学成像的原理、特点及应用。
（2）光学传感实验：通过光学传感实验装置，了解光学传感的基本原理、传感器的类型及在实际工程中的应用。
（3）光纤通信实验：通过光纤通信实验装置，研究光纤通信的原理、特点及应用。
三、实训成果1. 理论知识方面：通过本次实训，我们对光学基本原理、光学仪器及光学应用有了更深入的了解，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
2. 实践能力方面：通过实际操作，我们掌握了光学仪器的使用方法、实验操作技巧，提高了动手能力。
3. 团队协作能力方面：在实训过程中，我们相互帮助、共同进步，培养了团队协作精神。
四、实训不足1. 实验时间有限，部分实验未能深入探究。
2. 对光学仪器的了解不够全面，对光学原理的掌握还有待提高。
3. 实验过程中，部分同学对实验操作不够熟练，影响了实验效果。
五、改进措施1. 在今后的学习中，加强光学理论知识的学习，提高对光学原理的掌握。
2. 积极参加光学实验，提高实验操作技巧，熟练掌握光学仪器的使用。
工程光学基础实验设计与仿真
工程光学基础实验设计与仿真
以下是一个基于工程光学基础实验设计与仿真的示例，你可以根据实际需求进行修改和扩展。
**实验名称：透镜成像规律研究**
一、实验目的
1. 了解透镜的成像规律。
2. 掌握使用光学仿真软件进行实验设计和数据分析的方法。
二、实验原理
当光线通过透镜时，会发生折射，根据透镜的形状和折射率，可以得到不同的成像结果。
本实验将研究凸透镜和凹透镜的成像规律。
三、实验器材
1. 光学平台。
2. 光源（可选用激光或白炽灯光源）。
3. 透镜：凸透镜和凹透镜各一个。
4. 光屏。
5. 光具座及支架。
6. 光学仿真软件（如 Zemax、CodeV 等）。
四、实验步骤
1. 在光学平台上安装光源、透镜、光屏，并调整它们的位置，使光源的光线能够穿过透镜并在光屏上形成清晰的像。
2. 改变光源和透镜之间的距离，观察光屏上像的大小和清晰度的变化，并记录实验数据。
3. 使用光学仿真软件建立实验模型，输入透镜的参数和光源的位置，模拟实验过程。
4. 对比实验数据和仿真结果，分析误差来源。
五、注意事项
1. 实验过程中应注意避免光线直射眼睛，以免对视力造成伤害。
2. 在调整实验装置时，要小心操作，避免损坏仪器。
3. 记录实验数据时，要保证数据的准确性和完整性。
通过本实验，学生可以深入了解透镜成像的规律，提高对工程光学基础知识的理解和应用能力。
同时，通过光学仿真软件的应用，学生可以掌握现代工程设计中常用的仿真工具，为今后的工程实践打下基础。
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工程光学实验
1 光学系统计算机辅助设计
2 光学玻璃主要性能测量
3 光学零部件基本量测量
4 光学系统基点基面位置的测定
5 光学系统分辨率的测量
6 光学系统星点检验
7 显微镜、望远镜的特性参数测量
8 测微平行光管的调整和使用
9 标定单色仪输出波长
10 光栅单色仪波长精度检验与校正
11 可见分光光度计性能测试与调整
12 光栅摄谱仪的调整和使用
13 应用光学CAI实验（包括基点与基面、棱镜转像、光阑、几何像差、分辨率、光
学传递函数、激光、自聚焦透镜等内容）
14 光的干涉实验
15 光的衍射实验
16 光的偏振实验。