工程光学实验报告
工程光学实验报告讲诉

工程光学实验报告最小偏向角法测棱镜折射率1.测量原理从几何光学可知,棱镜的玻璃折射率n与棱镜顶角A及最小偏向角之间有如下的关系:在不同波长的单色光照明下,在分光仪上测得A和,即可利用上式求得不同波长的玻璃折射率。
2.实验仪器设备①分光仪:利用光的反射、折射、衍射和干涉原理进行角度测量的仪器。
它主要由下列几个部分组成:自准直望远镜,平行光管,载物台,度盘和游标盘。
望远镜通过支臂与度盘固定在一起,组成仪器的照准部。
它与游标盘和棱镜台可分别绕度盘的垂直轴旋转,转过的角度由游标盘和度盘读出(游标精度为1’,度盘每格值为30’),每次读数要在对径方向上二个游标上读数,然后取其平均值,这样可消除度盘的偏心误差,且要在度盘的三个不同位置上读数,以消除度盘的刻度误差,轴的晃动误差等,仪器上各运动部分备有锁紧、微动和调整装置的螺钉。
②光源:a.用钠光灯作照明光源测量D光折射率,钠光谱线λ=0.6328μ。
b.自准直望远镜照明光源为6.3伏白炽灯及变压器。
3.实验步骤第一步:调整:①接上光源b;②目镜调焦;③望远镜调焦,用自准直法将目镜分划板正确地调焦在物镜焦面上,即使望远镜物镜对无穷远调焦;a.粗调望远镜光轴,使其位置适中(通过上、下、左、右调节螺钉);b.棱镜台上放一平行平板玻璃,工作面正对望远镜,观察目镜分划板上十字丝与反射回来的像是否同时清晰,若不同时清晰,则移动目镜镜管,直至同时清晰为目。
④使望远镜瞄准轴与度盘轴相互垂直;当用平行平板使望远镜调焦无穷远时,则锁紧螺钉6,使棱镜台与游标盘连在一起,通过目镜观察分划板上十字丝和其反射像水平线是否精确对称,若不对称则用半修法校正(即不对称量由望远镜和棱镜台各负责校正一半),它可通过调整螺钉达到,然后将棱镜台连同游标盘带平行平板转过去180度,再重复上述步骤校正偏差,通过反复进行,逐次趋近,直到平行平板无论哪一个面正对望远镜,十字线和反射回来的像都对称为止,这说明望远镜瞄准轴与度盘旋转轴已垂直,以后的工作过程中,不允许再调节望远镜的调节螺旋。
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》用牛顿环装置测量平透镜的曲率半径实验报告

《工程光学》用牛顿环装置测量平透镜的曲率半径实验报
告
课程名称:工程光学实验类型:验证类
实验项目名称:用牛顿环装置测量平透镜的曲率半径
一、实验目的
1、观察光的等厚干涉现象,了解等厚干涉的原理
2、学习用干涉方法测量平凸透镜的曲率半径
3、掌握读数显微镜的使用方法
4、学习用逐差法处理数据
二、实验仪器
读数显微镜、钠光灯电源,牛顿环
三、实验原理
扩展光源中的某点S发出一束光,经楔形板两表面反射的两支光相交于 P 点,产生干涉,其光程差为D=D(DD+DD)−D^′ (DD −DD)
表1 牛顿环直径的测量数据1
表2 牛顿环直径的测量数据2。
工程光学实验报告汇总

工程光学实验报告最小偏向角法测棱镜折射率1.测量原理从几何光学可知,棱镜的玻璃折射率n与棱镜顶角A及最小偏向角之间有如下的关系:在不同波长的单色光照明下,在分光仪上测得A和,即可利用上式求得不同波长的玻璃折射率。
2.实验仪器设备①分光仪:利用光的反射、折射、衍射和干涉原理进行角度测量的仪器。
它主要由下列几个部分组成:自准直望远镜,平行光管,载物台,度盘和游标盘。
望远镜通过支臂与度盘固定在一起,组成仪器的照准部。
它与游标盘和棱镜台可分别绕度盘的垂直轴旋转,转过的角度由游标盘和度盘读出(游标精度为1’,度盘每格值为30’),每次读数要在对径方向上二个游标上读数,然后取其平均值,这样可消除度盘的偏心误差,且要在度盘的三个不同位置上读数,以消除度盘的刻度误差,轴的晃动误差等,仪器上各运动部分备有锁紧、微动和调整装置的螺钉。
②光源:a.用钠光灯作照明光源测量D光折射率,钠光谱线λ=0.6328μ。
b.自准直望远镜照明光源为6.3伏白炽灯及变压器。
3.实验步骤第一步:调整:①接上光源b;②目镜调焦;③望远镜调焦,用自准直法将目镜分划板正确地调焦在物镜焦面上,即使望远镜物镜对无穷远调焦;a.粗调望远镜光轴,使其位置适中(通过上、下、左、右调节螺钉);b.棱镜台上放一平行平板玻璃,工作面正对望远镜,观察目镜分划板上十字丝与反射回来的像是否同时清晰,若不同时清晰,则移动目镜镜管,直至同时清晰为目。
④使望远镜瞄准轴与度盘轴相互垂直;当用平行平板使望远镜调焦无穷远时,则锁紧螺钉6,使棱镜台与游标盘连在一起,通过目镜观察分划板上十字丝和其反射像水平线是否精确对称,若不对称则用半修法校正(即不对称量由望远镜和棱镜台各负责校正一半),它可通过调整螺钉达到,然后将棱镜台连同游标盘带平行平板转过去180度,再重复上述步骤校正偏差,通过反复进行,逐次趋近,直到平行平板无论哪一个面正对望远镜,十字线和反射回来的像都对称为止,这说明望远镜瞄准轴与度盘旋转轴已垂直,以后的工作过程中,不允许再调节望远镜的调节螺旋。
工程光学 实验报告

工程光学实验报告引言光学是研究光的传输、变化和控制的学科。
工程光学是应用光学原理和技术解决实际工程问题的学科。
本实验旨在通过一系列实验,深入了解工程光学的相关原理和应用。
实验目的1.了解光的传播和折射的基本原理;2.学习光的干涉、衍射和偏振现象;3.掌握光学元件的使用方法和调整技巧;4.训练实验操作的能力和科学观察的能力。
实验器材•光源:白炽灯、激光器•光学元件:平面镜、凸透镜、凹透镜、棱镜等•光学仪器:干涉仪、衍射仪、偏振片等•其他常用实验器材:光屏、直尺、卡尺等实验步骤实验一:光的传播和折射1.将白炽灯放在适当位置,并使用光屏接收光线;2.调整光源和光屏的位置,观察光线在直线传播中的特点;3.将平面镜插入光路中,记录光线的折射现象;4.在实验中使用凸透镜、凹透镜等光学元件,观察并记录光线的变化。
实验二:光的干涉1.使用激光器作为光源,将光线通过一个狭缝;2.在光线传播路径上放置一个玻璃片,观察光线的干涉现象;3.在实验中改变光源、狭缝和玻璃片的位置,观察干涉现象的变化。
实验三:光的衍射1.将光源调整为单色光,例如使用激光器;2.在光线传播路径上放置一个狭缝,观察光线的衍射现象;3.在实验中改变狭缝的宽度和光源的位置,观察衍射现象的变化。
实验四:光的偏振1.使用激光器作为光源,将光线通过一个偏振片;2.在光线传播路径上放置一个旋转的偏振片,观察光线的偏振现象;3.在实验中改变偏振片的角度,观察偏振现象的变化。
实验结果与讨论通过实验,我们观察到光在直线传播中的特点,以及在不同光学元件中的折射、干涉、衍射和偏振现象。
这些现象是光的基本特性,对于工程光学的应用具有重要的意义。
实验结论1.光在直线传播时具有一定的传播速度和直线传播的特点;2.光在不同介质中会发生折射现象,折射角度与入射角度和介质的折射率有关;3.光的干涉现象是由光波的叠加效应引起的,光的干涉可以产生亮暗相间的干涉条纹;4.光的衍射现象是光波通过一个狭缝或物体边缘时发生的现象,产生的衍射图样具有特定的衍射角度和衍射图样形状;5.光的偏振现象是光波在特定方向上振动的现象,偏振片可以选择特定方向上的光波进行透过。
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。
光学设计实验报告收获(3篇)

第1篇一、实验背景光学设计是光学工程领域中一个非常重要的分支,其目的是通过对光学元件和光学系统的设计,实现对光信息的有效控制和利用。
随着科技的发展,光学设计在各个领域都得到了广泛的应用,如航空航天、光学仪器、光纤通信等。
为了更好地掌握光学设计的基本原理和方法,我们进行了光学设计实验。
二、实验目的1. 理解光学设计的基本原理和方法;2. 掌握光学设计软件的使用;3. 提高实验操作能力和创新意识;4. 培养团队协作精神。
三、实验内容及方法1. 光学元件设计:通过实验,了解光学元件的基本参数,如焦距、折射率等,并运用光学设计软件进行光学元件的设计。
2. 光学系统设计:运用光学设计软件,根据实验要求设计光学系统,如透镜组、反射镜等,并优化系统性能。
3. 光学系统测试:对设计的光学系统进行测试,验证其性能是否符合预期。
4. 实验报告撰写:对实验过程、实验结果进行分析,总结实验收获。
四、实验收获1. 理论知识收获通过本次实验,我们对光学设计的基本原理有了更深入的了解。
我们学习了光学元件的参数计算、光学系统的设计方法以及光学系统的性能评价。
这些知识为我们今后从事光学设计工作奠定了坚实的基础。
2. 实践能力收获在实验过程中,我们学会了如何使用光学设计软件,如Zemax、TracePro等。
通过实际操作,我们掌握了光学设计的基本步骤,提高了自己的实践能力。
3. 团队协作收获本次实验分为小组合作进行,每个小组成员负责不同的实验环节。
在实验过程中,我们学会了如何与团队成员沟通、协作,共同完成实验任务。
这有助于提高我们的团队协作能力和沟通能力。
4. 创新意识收获在实验过程中,我们不断尝试不同的设计方法,寻求最优方案。
这使我们培养了创新意识,学会了在遇到问题时,从多角度思考,寻求解决方案。
5. 实验报告撰写收获在撰写实验报告的过程中,我们学会了如何整理实验数据、分析实验结果,并用文字表达自己的观点。
这有助于提高我们的写作能力和逻辑思维能力。
光学系列实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解光学实验的基本原理和实验方法;2. 掌握光学仪器的基本操作和调整技巧;3. 通过实验验证光学理论,加深对光学知识的理解;4. 培养团队合作精神和实验技能。
二、实验内容及步骤1. 实验一:光的反射和折射(1)实验目的:验证光的反射和折射定律,了解光在介质中的传播规律。
(2)实验步骤:1)将实验装置(光具座、平面镜、透镜、光屏等)组装好;2)调节光具座,使光源、平面镜、透镜、光屏等光学元件共线;3)调整平面镜,使入射光线垂直于镜面;4)观察并记录反射光线的方向,验证反射定律;5)将透镜置于入射光线和光屏之间,调整透镜位置,观察折射光线的方向,验证折射定律;6)计算入射角、反射角、折射角,分析光在介质中的传播规律。
(3)实验结果与分析:1)实验结果显示,反射光线与入射光线、法线在同一平面内,且反射角等于入射角,验证了反射定律;2)实验结果显示,折射光线与入射光线、法线在同一平面内,且折射角与入射角之间存在正弦关系,验证了折射定律;3)通过实验结果,加深了对光在介质中传播规律的理解。
2. 实验二:薄膜干涉(1)实验目的:观察薄膜干涉现象,了解干涉原理和薄膜厚度与干涉条纹的关系。
(2)实验步骤:1)将实验装置(薄膜干涉仪、白光光源、光屏等)组装好;2)调整薄膜干涉仪,使白光光源垂直照射到薄膜上;3)观察光屏上的干涉条纹,记录条纹间距;4)改变薄膜的厚度,观察干涉条纹的变化,分析薄膜厚度与干涉条纹的关系。
(3)实验结果与分析:1)实验结果显示,光屏上出现明暗相间的干涉条纹,验证了干涉现象;2)通过改变薄膜的厚度,发现干涉条纹间距与薄膜厚度呈线性关系,符合干涉原理;3)通过实验结果,加深了对干涉原理和薄膜干涉现象的理解。
3. 实验三:衍射和光的衍射极限(1)实验目的:观察光的衍射现象,了解衍射原理和衍射极限。
(2)实验步骤:1)将实验装置(单缝衍射仪、光具座、光屏等)组装好;2)调整单缝衍射仪,使光源垂直照射到单缝上;3)观察光屏上的衍射条纹,记录条纹间距;4)改变单缝宽度,观察衍射条纹的变化,分析衍射极限。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
工程光学实验报告最小偏向角法测棱镜折射率1.测量原理从几何光学可知,棱镜的玻璃折射率n与棱镜顶角A及最小偏向角之间有如下的关系:在不同波长的单色光照明下,在分光仪上测得A和,即可利用上式求得不同波长的玻璃折射率。
2.实验仪器设备①分光仪:利用光的反射、折射、衍射和干涉原理进行角度测量的仪器。
它主要由下列几个部分组成:自准直望远镜,平行光管,载物台,度盘和游标盘。
望远镜通过支臂与度盘固定在一起,组成仪器的照准部。
它与游标盘和棱镜台可分别绕度盘的垂直轴旋转,转过的角度由游标盘和度盘读出(游标精度为1’,度盘每格值为30’),每次读数要在对径方向上二个游标上读数,然后取其平均值,这样可消除度盘的偏心误差,且要在度盘的三个不同位置上读数,以消除度盘的刻度误差,轴的晃动误差等,仪器上各运动部分备有锁紧、微动和调整装置的螺钉。
②光源:a.用钠光灯作照明光源测量D光折射率,钠光谱线λ=0.6328μ。
b.自准直望远镜照明光源为6.3伏白炽灯及变压器。
3.实验步骤第一步:调整:①接上光源b;②目镜调焦;③望远镜调焦,用自准直法将目镜分划板正确地调焦在物镜焦面上,即使望远镜物镜对无穷远调焦;a.粗调望远镜光轴,使其位置适中(通过上、下、左、右调节螺钉);b.棱镜台上放一平行平板玻璃,工作面正对望远镜,观察目镜分划板上十字丝与反射回来的像是否同时清晰,若不同时清晰,则移动目镜镜管,直至同时清晰为目。
④使望远镜瞄准轴与度盘轴相互垂直;当用平行平板使望远镜调焦无穷远时,则锁紧螺钉6,使棱镜台与游标盘连在一起,通过目镜观察分划板上十字丝和其反射像水平线是否精确对称,若不对称则用半修法校正(即不对称量由望远镜和棱镜台各负责校正一半),它可通过调整螺钉达到,然后将棱镜台连同游标盘带平行平板转过去180度,再重复上述步骤校正偏差,通过反复进行,逐次趋近,直到平行平板无论哪一个面正对望远镜,十字线和反射回来的像都对称为止,这说明望远镜瞄准轴与度盘旋转轴已垂直,以后的工作过程中,不允许再调节望远镜的调节螺旋。
⑤调整平行光管光源,使望远镜同轴a.关掉光源b,打开光源a。
b.平行光管调焦:使狭缝像正确地形成在平行光管物镜焦面上(前面移动狭缝,使望远镜分划板上看到狭缝的清晰像)。
为了便于瞄准,狭缝像的宽度应由调整螺钉9调节到约为分划板上十字丝宽度的3倍。
c.以望远镜分划板为基准,调整螺钉,使狭缝像处在视场中心,与十字线重合。
⑥调整棱镜棱边与仪器主轴平行关掉钠光灯,接上望远镜灯源,使被测棱镜的折射棱与度盘转轴平行,这是校正的最后一步,又能用调整螺钉分别对棱镜的两工作面进行调整,使两工作面在望远镜的自准直像与目镜十字线呈对称,为了便于调整应把棱镜置于与螺钉对称的位置。
第二步:棱镜顶角α的测量棱镜放在承物台上,用自准直法分别使棱镜的两个折射面与自准直望远镜的光轴垂直,两次度盘读数之差值,即为棱镜顶角的互补角值,即第三步:最小偏向角的测量关掉望远镜光源,打开钠光灯光源,用望远镜测定经棱镜折射的狭缝像,当棱镜随着棱镜台转动(游标盘与棱镜台用螺钉6固定在一起转动)时,在望远镜视场的狭缝像相对十字线移动,因望远镜视场有限,为了能始终看到狭缝像,每当狭缝像移动到视场边缘时,望远镜也作相应的转动。
当棱镜发一定方向转过一定角度时,会出现一个新的现象,即原来沿一定方向移动的狭缝像此时突然停止,若再转动棱镜台则狭缝像沿与原方向相反的方向移动。
在狭缝像突然停止时刻的棱镜位置,即为光束经棱镜后最小偏向折射的位置,此时从度盘上用游标读取读数B1。
转动承物台棱镜,以顶角A的另一面对向平行平板,用相同方法测定出最小偏向角位置,读取游标读数B2,两次读数之差即为最小偏向角值的2倍,即这样就提高了测量精度。
平面系统成像特性1.实验装置从氦氖激光器射出的水平激光束,经平面镜反射后折转90度垂直向上,再经柱面镜扩束,成为一扇形光束经介质膜分束器中的介质膜分光镜反射后,又成水平方面扇形光束与演示屏垂直相交,从而在演示屏上显示出光束的径迹,在度盘孔内插下各种光学零件后,就可以做各种光学实验。
演示仪主要由激光器、扩束器、分束器,演示屏,附件夹持架和其他附件组成。
激光管和电源都安装在底座里,演示屏、扩束器和附件夹持架装在底座上,分束器装在演示屏的左侧,夹持架装在演示屏的右侧,在演示屏的中间还有一只度盘6,它可以转动,中间有一只圆孔,用来插放各种光学零件或组件。
2.实验原理①利用氦氖激光器发出的红色细光束,经柱面扩束镜后为一扇形平面光束,直接射向平行平板或各种棱镜上,就能直观地观察到光束在各面上的折反射情况。
②稍稍退出柱面扩束器,在底座上放置装有圆扩束器的支架及装有指标的支架,并把被测棱镜置于右侧的夹持器上,对着出射光线的方向能观察到各种棱镜的转像情况。
3.实验步骤①接上220V电源,然后顺时针方向旋转开关到第一档,在正常情况下,激光管发射出红色激光束,若由于电压过低,激光管不能启辉,可转动开关到第二档,再不行可用第三档。
②调整扩束器,扩束器可在座内前后移动,以使扩展后的光束基本上落在分光镜上,并在演示屏需要的部位得到最明亮的光线径迹,如果不需要扩束,只需把扩束器稍稍退出。
③调整分束器,这是用来将光线分束的装置,根据需要将光线分成二束、三束、四束或五束。
这时就要使用不同面数的介质膜分光镜。
为了使分束后的各条光线亮度均匀,每块介质膜分光镜的反射率是一样的。
分光镜可以绕水平轴线转动,因此可以在演示屏上得到各种不同位置的光线途径,也可以根据需要使分束后的光线成为平行光线、会聚光束或发散光束。
在调整时,应先拧松固紧镙钉,然后转动分光镜到需要位置,然后再拧紧固紧螺钉。
整个分束器座可绕两顶尖螺钉子的轴线转动,以调节分光镜和演示屏之间的倾角,从而可调节演示屏上光线的长度和亮度。
调节时,只需转动分束器座上的调节螺钉即可,整个分束器座可沿演示屏上的槽作上下移动以适应各种需要。
转动分束器的上、下两只顶尖螺钉上的锁紧螺母松开、退出,然后转动上下两只顶尖螺钉,一只退,一只进,注意不要将螺钉顶得过紧,以免损坏零件。
④分别把各光学组件插入度盘中间的圆孔,组件可相对于度盘转动,以固定在适当位置。
度盘可连同光学组件一起转动。
实验物镜焦距、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是位于平行光管物镜焦平面其中O是平行光管物镜,L是被测透镜,y经过平行光管物镜后成像在无限远处,再经过被测上的一对刻线的间隔距离。
y的像y`。
这种方法的原理就是通过测量像y`透镜L后,在它的焦平面上得到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`,因此可以得到即:(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)图1-2 焦距仪结构示意图图1-3 玻罗板1.平行光管2.透镜夹持器3.测微目镜测量焦距用的焦距仪如图1-2所示,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1.平行光管常用的平行光管物镜的焦距有550mm、1000mm和2000mm等。
位于物镜物方焦平面上可更换的分划板的形式很多、其中用于测量焦距的分划板称为玻罗板,图1-3所示的是550mm焦距仪所用的玻罗板,板上刻有5组间隔不同的平行线,它们的间距分别为1、2、4、10和20mm。
焦距为1m时(997.47mm平行光管上玻璃板的间隔为5、10、20mm)。
2.带测微目镜的读数显微镜读数显微镜是用来测量待测物镜所成像高y`的,它由物镜和测微物镜组成,物镜放大倍率可以更换,一般有0.5、1、2.5和5倍等。
测微目镜的结构如图1-4所示,是由目镜、固定分划板、活动分划板和螺旋测微读数装置四部分组成。
测微丝杠转一圈,活动分划板上刻线移动量为固定分划板刻线的一格。
通常测微螺旋的螺距S是0.25~1mm,读数鼓轮一圈等分为100格,格值为S/100。
固定分划板上有若干等分刻线,其格值与螺距相符。
活动分划板上刻有瞄准用的双刻线和叉丝线。
测量时由测微丝杠推动活动分划板,使双刻线和叉丝线对准所选的起始刻线,从固定分划板上读毫米数,再从读数鼓轮上读取微小读数,然后将双刻线和叉丝线对准最终刻线,依法读数,两次读数之差即为起始到终点的刻线距离。
图1-41.目镜2.固定分划板3.活动分划板4.螺旋测微读数装置五、实验步骤1.将平行光管(1)接通电源,注意选用低压变压器。
2.将被测的光学透镜夹在透镜夹持器(2)上。
3.选择好测量显微镜的倍率并装在显微镜上。
4.调整平行管、被测件、测量显微镜基本同轴。
5.调节测量显微镜,使之在视场中能清楚地看到目镜分划板的像,同时调到也能看到平行光管玻罗板上的像。
6.用测微目镜对选定的一组刻线读数,首先对准该刻线左边一条(右边也可),读得一个数,再对准另一条,读得一个数,两个读数之差即为该组刻线经被测物镜所成像之大小,重复读三遍,取平均值。
7.将测得的数代入公式(1—1)计算出被测光学透镜焦距f’来。
8.截距测量:截距是被测物镜后表面到该物镜所成像面间的距离。
在测焦距的同时,利用光具座导轨上长刻度尺测出被测物镜的截距。
图1-5 截距测量示意图在测焦距时,测量显微镜是调焦在被测物镜镜面y’上的,这时显微镜处在光具座长刻度尺某一位置上记下读数,再将显微镜慢慢地向前移动,直到在显微镜能观察到被测物镜后表面的灰尘为止,这时显微镜已处在光具座上一位置上,也记下读数,二次读数之差值,即为显微镜移动的距离S’F,也是被测物镜的后截距S”F,同样将物镜反转180゜,可测出其前截距,测试如图1-5所示。
六、思考题1.不同波长的光源对所测焦距有何影响?2.请划出所测的物方:焦点、焦面、主点、主面;像方:焦点、焦面、主点、主面来。