工光实验报告
工程光学实验报告心得感悟

工程光学实验报告心得感悟在进行工程光学实验的过程中,我获得了很多宝贵的经验和感悟。
首先,通过实践探索光学的原理和性质,我对光学的理论知识有了更深刻的理解。
其次,实验中的团队合作和交流让我明白了团队合作的重要性。
最后,通过克服困难和错误,我学会了如何从失败中汲取经验,并取得成功。
在实验中,我们进行了许多经典的光学实验,如杨氏干涉、牛顿环、迈克尔逊干涉等。
这些实验帮助我更好地理解了光的波动性和粒子性,以及干涉和衍射等现象的产生机制。
通过实际操作和观察,我对这些理论有了更加直观和深入的认识。
在实验中,我还学会了如何使用光学仪器和测量设备,如激光器、干涉仪、透镜、光电探测器等。
通过实际操作,我更加熟悉了这些设备的使用方法和注意事项,提高了实验操作的技巧和效率。
与此同时,实验中的团队合作也是我获得的重要经验之一。
在实验中,我们需要与实验组的成员密切合作,分工合作,共同完成实验任务。
通过与组员的交流和合作,我体会到了团队合作的重要性。
在实验过程中,每个人都可以发挥自己的专长和才能,互相补充和支持。
团队合作不仅能提高实验效率,还能培养我们的团队合作精神,增强相互间的信任和沟通能力。
通过团队合作,我也学会了倾听他人的意见和批评,不断改进自己的不足之处,取得更好的成果。
在实验过程中,我们经常会遇到各种困难和错误。
而克服这些困难和错误,是实验过程中最宝贵的经验之一。
在实验中,我们有时会遇到实验结果与理论预期不符的情况,或者遇到仪器故障等问题。
这时候,我们需要冷静思考,找出问题的原因,并采取相应的解决措施。
通过不断尝试和调整,我们能够逐渐找到正确的方法和方向。
从错误中吸取教训,改进自己的实验方法和思维方式,是实验过程中非常重要的一步。
总的来说,工程光学实验给我带来了很多宝贵的经验和感悟。
通过实践,我深入理解了光学的原理和性质,提高了实验技巧和操作能力。
与团队合作的经验让我明白了团队合作的重要性,学会了倾听和沟通。
通过克服困难和错误,我学会了从失败中汲取经验,并取得成功。
光纤基本操作实验报告

光纤基本操作实验报告引言光纤是一种用于传输光信号的通信介质,具有传输速度快、抗干扰能力强等特点,广泛应用于通信领域。
本实验旨在探究光纤的基本操作和性能,以加深对光纤的理解。
实验设备和材料- 光纤仪器设备:光纤分析仪、光纤放大器- 光纤材料:光纤线缆、光纤接口- 光源:激光器- 测量设备:光功率计、光波长计实验过程1. 光纤连接首先,我们需要将光纤线缆连接到光纤仪器设备中。
连接的过程要确保光纤的质量和连接的可靠性。
具体步骤如下:1. 清洁:使用纯净的酒精和棉签清洁光纤连接口,确保连接口的表面光滑干净。
2. 熔接:对于光纤线缆的连接,可以采用熔接技术。
首先,将待连接的两根光纤线缆剥去外层保护层,然后用熔接机将两根裸光纤熔接在一起,形成稳定可靠的光纤连接。
3. 插拔:将连接好的光纤接口插入到光纤仪器设备的相应接口中,确保插入的方向正确且稳固。
2. 光功率测量光功率是光信号传输过程中的一个重要参数,测量光功率可以了解光纤传输性能和信号强度的变化。
我们将使用光功率计进行测量。
具体步骤如下:1. 设置测量范围:根据实际需求,设置光功率计的测量范围和单位。
2. 连接光纤:将待测量的光纤接口插入光功率计的输入端口,并确保连接牢固。
保持光纤与光功率计的连接口无光泄漏。
3. 取样测量:按下光功率计上的测量按钮,等待一段时间后,记录所测得的光功率数值。
3. 光波长测量光波长是光信号传输过程中的另一个重要参数,不同波长的光信号在光纤中传输的速度和损耗程度也会有所差异。
我们将使用光波长计进行测量。
具体步骤如下:1. 设置测量范围:根据实际需求,设置光波长计的测量范围和单位。
2. 连接光纤:将待测量的光纤接口插入光波长计的输入端口,并确保连接牢固。
保持光纤与光波长计的连接口无光泄漏。
3. 取样测量:按下光波长计上的测量按钮,等待一段时间后,记录所测得的光波长数值。
4. 光纤放大光纤放大器是一种将输入光信号进行放大的设备,可以提升光信号的传输距离和质量。
光照效果分析实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在分析不同光照条件下对物体颜色、亮度和对比度的影响,探究光照对视觉感知的影响规律,为实际应用中的光照设计提供理论依据。
二、实验原理光照是视觉感知的基础,不同光源、角度、距离和强度都会影响物体的颜色、亮度和对比度。
本实验通过对比分析不同光照条件下的视觉感受,探究光照对视觉感知的影响。
三、实验材料1. 实验设备:相机、笔记本电脑、照明设备(包括白光、黄光、红光等不同光源)。
2. 实验样品:同一种颜色和形状的物体(如红色苹果)。
3. 实验环境:室内环境,光照条件可调节。
四、实验方法1. 准备实验样品,确保样品表面干净、无污渍。
2. 设置实验环境,调整照明设备,使光源距离物体一定距离。
3. 分别使用白光、黄光、红光等不同光源照射物体,记录相机拍摄的照片。
4. 在相同条件下,调整光源距离,记录不同距离下的照片。
5. 在相同光源和距离下,调整光源角度,记录不同角度下的照片。
6. 对比分析不同光照条件下的照片,评估颜色、亮度和对比度。
五、实验结果与分析1. 颜色分析实验结果显示,不同光源照射下,物体颜色存在差异。
白光照射下,物体颜色最为真实;黄光照射下,物体颜色偏黄;红光照射下,物体颜色偏红。
这表明光源的颜色对物体颜色感知有显著影响。
2. 亮度分析实验结果显示,光源强度对物体亮度感知有显著影响。
随着光源强度的增加,物体亮度感知也随之增加。
此外,光源距离和角度也会影响物体亮度感知。
3. 对比度分析实验结果显示,光源角度和距离对物体对比度感知有显著影响。
光源角度与物体表面的夹角越小,对比度越高;光源距离越近,对比度越高。
六、实验结论1. 光源颜色对物体颜色感知有显著影响,白光照射下物体颜色最为真实。
2. 光源强度对物体亮度感知有显著影响,光源强度越高,物体亮度感知越强。
3. 光源角度和距离对物体对比度感知有显著影响,光源角度与物体表面的夹角越小,对比度越高;光源距离越近,对比度越高。
七、实验讨论本实验结果表明,光照对视觉感知具有重要影响。
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。
光纤通信实验报告

光纤通信实验报告实验报告:光纤通信技术引言:光纤通信技术是一种基于光传输原理的高速、大容量、低损耗的通信方式。
光纤通信以其优异的性能和广泛的应用领域受到了广泛的关注。
本次实验旨在探究光纤通信的基本原理和实验方法,以及光纤通信的特点和应用。
一、光纤通信的基本原理1.光纤通信的原理光纤通信是利用光纤作为传输介质,将光信号转换为电信号进行传输。
它主要包括光信号的产生、调制、传输和接收等过程。
光信号通过激光器发射端发出,经过光纤传输到接收端,然后通过光电转换器将光信号转换为电信号。
2.光纤的工作原理光纤是一种具有高折射率的细长光导纤维,主要由芯层、包层和包住层组成。
光信号在传输过程中会发生多次反射,利用全内反射原理将光信号在光纤内损耗尽可能小地传播。
二、光纤通信实验的步骤1.光信号的产生通过激光器发射端发出激光光束,光纤接收端接收光信号。
2.光信号的调制利用调制器对光信号进行调制,使其携带有用信息。
3.光信号的传输利用光纤的高折射率和全内反射的特点,将光信号传输到接收端。
4.光信号的接收通过光电转换器将光信号转换为电信号,进而进行信号处理,如放大、滤波等。
三、光纤通信的特点和应用1.高速传输光纤通信具有高传输速率和大容量的优势,可以满足现代通信的高速要求。
2.低损耗光纤通信中光信号的传输损耗非常小,可以远距离传输无衰减。
3.安全性强光信号在传输过程中不容易被窃听或干扰,保证了通信的安全性。
4.应用广泛结论:通过本次实验,我们深入了解了光纤通信的基本原理和实验方法。
光纤通信具有高速传输、低损耗、安全性强和应用广泛等特点,是现代通信领域的重要技术。
光纤通信的发展势头迅猛,未来有望取代传统的铜线通信,成为主流的通信技术。
激光加工实验报告

激光加工实验报告激光加工实验报告激光加工是一种高精度、高效率的加工方法,广泛应用于工业生产中。
本文将介绍一项关于激光加工的实验,探讨其原理、应用和发展前景。
一、实验目的本次实验旨在通过对不同材料的激光加工实验,了解激光加工的原理和特点,探索其在不同领域的应用潜力。
二、实验装置实验采用了一台高功率激光器和相应的控制系统。
激光器产生的激光束经过透镜聚焦后,可以对材料进行切割、打孔、雕刻等加工。
三、实验过程1. 材料准备:实验中选取了金属、塑料和木材作为加工对象。
分别准备了不同厚度和硬度的样品。
2. 参数设置:根据材料的特性和加工要求,设置激光功率、扫描速度和聚焦深度等参数。
3. 加工实验:将样品放置在加工台上,通过控制系统启动激光器进行加工。
观察加工过程中的光斑形状、材料的熔化和蒸发情况,记录加工结果。
四、实验结果1. 金属加工:激光加工可以对金属材料进行高精度的切割和雕刻。
通过调整激光功率和扫描速度,可以实现不同形状和尺寸的加工效果。
实验中观察到激光束在金属表面产生的熔化和蒸发现象,形成清晰的切割线和雕刻图案。
2. 塑料加工:激光加工对塑料材料也具有较好的加工效果。
由于塑料的熔点较低,激光束可以迅速加热并使其熔化。
实验中发现,激光加工可以实现精细的打孔和切割,而且不会产生明显的热影响区。
3. 木材加工:激光加工对木材材料的应用较为有限。
由于木材的燃点较低,激光加工易造成烧焦和烟雾产生。
然而,通过调整激光功率和扫描速度,可以实现木材的雕刻和切割。
实验中观察到激光加工在木材表面形成的烧焦痕迹,但可以通过后续处理使其变得平滑。
五、应用前景激光加工作为一种高精度、高效率的加工方法,具有广阔的应用前景。
在制造业领域,激光加工可以用于金属零件的切割、焊接和打孔,提高生产效率和产品质量。
在电子行业,激光加工可以实现精细的电路板刻蚀和焊接,满足小尺寸、高密度的电子元器件需求。
此外,激光加工还可以应用于医疗、航空航天和艺术等领域,为相关行业带来更多的创新和发展机遇。
工测实验报告模板
工测实验报告模板
以下是一个工测实验报告的基本模板,你可以根据具体的实验内容和要求进行相应的调整和填写。
实验报告
实验名称:(填写实验的具体名称)
一、实验目的:
(简要描述实验的目的,例如验证某个理论、测定某个物理量等)
二、实验原理:
(简要描述实验所基于的理论原理和相关知识,可以引用相关的公式或图表)
三、实验装置和仪器:
(描述实验所使用的装置和仪器的具体型号和基本参数)
四、实验步骤:
(详细描述实验的具体步骤和操作过程,可以配上图示或流程图)
五、实验数据和结果:
(列举实验中所测得的数据和结果,并结合实验原理进行分析和解释)
六、实验误差和讨论:
(分析实验中可能存在的误差来源、误差分析方法和结果,并对实验结果进行讨论和比较)
七、实验结论:
(根据实验结果,回答实验的目的是否达到,并得出一个准确的结论)
八、实验体会:
(简要总结实验过程中的心得体会和对实验的进一步思考)
以上仅是一个简单的实验报告模板,具体的实验报告要根据实验的具体内容和要求进行相应的修改和填写。
在实验报告中,要注意使用科学的语言和符合实验规范的书写格式,可以借鉴相关的实验报告范例进行参考。
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。
手工光学电学实验报告
1. 了解光学元件的基本性质和电学元件的基本原理。
2. 掌握光学仪器和电学仪器的使用方法。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理1. 光学原理:利用光学元件(如透镜、棱镜等)对光线的折射、反射、偏振等性质进行研究。
2. 电学原理:利用电学元件(如电阻、电容、电感等)对电路中的电流、电压、功率等参数进行研究。
三、实验仪器1. 光学仪器:平行光管、透镜、棱镜、分光计、激光器等。
2. 电学仪器:直流电源、电阻、电容、电感、万用表、示波器等。
四、实验内容1. 光学实验(1)观察光的折射现象:通过平行光管观察光线通过不同折射率介质时的折射情况,记录折射角。
(2)观察光的反射现象:利用棱镜观察光线在平面镜上的反射情况,记录反射角。
(3)观察光的偏振现象:利用偏振片观察光线的偏振情况,记录偏振方向。
2. 电学实验(1)研究电阻的伏安特性:通过万用表测量不同电阻值下的电压和电流,绘制伏安特性曲线。
(2)研究电容的充放电过程:利用电容和电阻组成的电路,观察电容的充放电过程,记录电压和电流的变化。
(3)研究电感的自感现象:利用电感和电阻组成的电路,观察电感的自感现象,记录电压和电流的变化。
1. 光学实验(1)搭建实验装置,调整平行光管,使其发出平行光。
(2)将平行光管的光线通过不同折射率的介质,观察折射现象,记录折射角。
(3)将平行光管的光线照射到平面镜上,观察反射现象,记录反射角。
(4)将偏振片插入光路中,观察偏振现象,记录偏振方向。
2. 电学实验(1)搭建实验电路,连接电阻、电容、电感等元件。
(2)利用万用表测量电路中的电压和电流,记录数据。
(3)观察电容的充放电过程,记录电压和电流的变化。
(4)观察电感的自感现象,记录电压和电流的变化。
六、实验数据及处理1. 光学实验(1)记录不同折射率介质下的折射角。
(2)记录平面镜上的反射角。
(3)记录偏振片插入光路后的偏振方向。
2. 电学实验(1)记录不同电阻值下的电压和电流,绘制伏安特性曲线。
人工光合成实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解人工光合成的原理和过程。
2. 掌握人工光合成实验的操作步骤。
3. 研究不同光催化剂对人工光合成效率的影响。
4. 分析实验结果,探讨人工光合成的应用前景。
二、实验原理人工光合成是指利用光催化剂在人工条件下模拟自然光合作用,将光能转化为化学能的过程。
其基本原理是:光催化剂在光照下吸收光能,产生电子-空穴对,电子-空穴对通过电子传递链传递到催化剂表面,参与氧化还原反应,最终实现化学能的储存。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 光催化剂:TiO2、ZnO、CdS等- 水溶液:KCl、NaNO3、葡萄糖等- 光源:300W氙灯- 电化学工作站- 恒温水浴槽- 光度计- 移液器- 烧杯- 电流计- 电压计2. 实验仪器:- 光合作用装置- 气密反应器- 真空泵- 惰性气体罐四、实验步骤1. 准备实验材料:称取一定量的光催化剂,溶解于水中,配制成一定浓度的溶液。
2. 设置实验装置:将光催化剂溶液倒入气密反应器中,加入一定量的KCl、NaNO3、葡萄糖等水溶液,连接电化学工作站。
3. 启动光源:打开300W氙灯,照射反应器中的溶液。
4. 测量光电流:记录电流计和电压计的读数,分析光电流与光照强度的关系。
5. 变化光催化剂:更换不同类型的光催化剂,重复步骤3和4,比较不同光催化剂的光合效率。
6. 控制变量实验:在光照强度、反应器温度等条件下,探究光催化剂的稳定性。
五、实验结果与分析1. 光电流与光照强度的关系:随着光照强度的增加,光电流也随之增加,表明光催化剂的光合效率与光照强度呈正相关。
2. 不同光催化剂的光合效率:实验结果表明,CdS的光合效率最高,其次是ZnO和TiO2。
3. 光催化剂的稳定性:经过多次光照,CdS的光催化剂活性保持稳定,而ZnO和TiO2的光催化剂活性略有下降。
六、结论1. 人工光合成实验成功实现了光能向化学能的转化。
2. CdS是人工光合成实验中效果最佳的光催化剂。
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实验一望远镜、显微镜光学特性分析与测量实验者:39171104 张燕琴39171105 彭陈陈39171106 杨柳实验时间:2011年5月24日一、实验目的与内容目的:在掌握望远镜、显微镜基本原理的基础上,通过实际测量,进一步了解它们的主要光学特性。
内容:分别检测一台望远镜、显微镜的视场、出瞳、分辨率等特性参数,并与理论值进行比较。
二、实验原理(1)焦距仪焦距仪是光学产品、元件的综合检测仪器。
适用于光学仪器厂、照相机厂、科研所及光学实验室等。
该产品结构合理,配件齐全,适应性强,可进行单片焦距测量望远镜、显微镜的焦距测量。
利用鉴别率板可测显微镜、望远镜的鉴别率,配上光源测节器,可测出光学诸基点。
利用平行光管、波罗板、读数显微镜、可测望远镜或显微镜的放大倍率。
反射镜和高斯目镜用来检验平行光管所用,配上视距分划板,可检测望远镜的视距,还可检测照像物镜等。
图一是焦距仪的示意图。
(2)望远镜:望远镜的主要光学特性参数有:出瞳直径、出瞳距离、放大率、视场、分辨率。
几何光学中,把限制轴上点光束孔径的光阑称为孔径光阑;把限制光学仪器所能观察到的视场大小的光阑成为视场光阑。
把孔径光阑经过他的前方所有光学系统部分所称的像称为入瞳,把孔径光阑经过他的后方所有的光学系统部分所成的像称为出瞳。
物镜框是孔径光阑。
这个光学系统的入瞳就是孔径光阑本身(即物镜框)。
限制望远镜所能观察到的视场大小的分划板框是视场光阑。
孔径光阑经过他后面的所有光学系统(分划板及物镜)所成的像就是出瞳,出瞳到最后一个面的距离就是出瞳距离望远镜的放大率是指视觉放大率。
视觉放大率是指人眼通过望远系统观察和直接观察同一物体时,在人眼视网膜上成像的大小之比,即望远镜的视场是指人眼通过该仪器所能见到的物空间的最大范围。
用所能见到的物空间最大范围的边缘向入瞳中心所引的张角的角度值来表示望远镜的物方视场。
像方视场用像空间的边缘向出瞳中心所引的张角的角度值来表示。
望远镜的分辨率用极限分辨角表示。
(3)显微镜:显微镜的主要光学特性参数有:视觉放大率、线视场、分辨率。
显微镜的视觉放大率为:M=△/F×D/F2,F1=物镜焦距,F2=目镜焦距,△=光学筒长,D=明视距离(=250mm).显微镜的线视场取决于放在物镜前焦面的视场光阑的大小,物体经物镜就成像在视场光阑上。
设视场光阑直径为D,则则显微镜的线视场为:显微镜的分辨率主要取决于显微物镜的数值孔径,与目镜无关。
目镜仅把被物镜分辨的像放大,即使目镜放大率很高,也不能吧物镜不能分辨的细节看清。
具体光路如下:三、实验设备1、望远镜光学特性参数测量焦距仪,平行光管(mm f 550'=平),读数显微镜,视场仪(大视场平行光管),被测水准仪,鉴别率板(#2、#3板),白炽灯,钢板尺等。
2、显微镜光学特性参数测量测量显微镜(有⨯3,⨯8等物镜,⨯10目镜),精密玻璃刻线板,透明毫米刻线尺,(台灯)。
三、 实验步骤(一)望远镜光学特性参数分析与测量。
1、入瞳、出瞳的测量:(1)将被测望远镜,平行光管和读数显微镜安放在三角导轨上。
望远镜的孔径光阑孔A 为物镜框,其出瞳在目镜的后方,设入瞳直径为D ,出瞳直径为d 。
用平行光管照明。
白炽灯放在物镜平L 的前焦面附近。
发出平行光均匀照亮物镜,则在目镜目L 之后得到孔A 所成的一个清晰的大小为d 的像,即出瞳。
(2)用读数显微镜测量d 的大小显微镜安置在一个各方向可调的支架上。
前后移动显微镜,使d 在分划板g 上成清晰的像'd ,'d 之值可在分划板上读出。
设显微镜物镜显L 的倍数为β(⨯1=β)并依如下关系计算出瞳直径d :β'd d =(4)用读数显微镜测量出瞳距'p2、鉴别率测量:在平行光管的后焦面上装上一块鉴别率板(有各种刻线间距的刻线板,各组刻线线宽见附表)。
则板上各组即代表处于无穷远的不同宽窄的物体。
人眼通过被测望远镜观察鉴别率板上的各组刻线。
其中尚能分辨的最小刻线间距(依四个方向都能看清楚为准)所对应的角值,即对应与望远镜的最小鉴别角,亦即最高分辨率。
记下该组刻线的组号,并按下面的方法换算成望远镜的鉴别率。
例:尚能分辨的最小一组刻线是#3板中的第十八组,查附表,得刻线宽μ15=b ,刻线间距μ302=b ,则两线之夹角θ如图3所示,得:秒)(11550"2062651030'23平=⨯⨯==-f b θ此θ即为最小鉴别角,亦即最高鉴别率。
根据公式秒)(入()140mm D =θ计算理论鉴别率。
3、视场测量:(1)物方视场角ω2:在一个大视场(广角)平行光管物镜(mm f 240'视=)的焦面上装置一块毫米刻线尺,由白炽灯照亮,将被测望远镜放在物镜后面(靠近,但千万别碰上镜面)人眼通过望远镜观察毫米刻线尺的像。
所能看到的最大刻线范围,就是望远镜的物方视场。
设所看到的最大刻线范围是)(2mm η,按如下关系计算物方视场角ω2:'视f tg ηω=(2)像方视场测量:将被测望远镜反向放置,即使目镜靠近大视场平行光管,从物镜方面观察,这时所能看到的最大刻线范围,就是望远镜的像方视场。
设所看到的最大刻线范围是)('2mm η(当然,它要比物方的η2大得多,为什么?)则按下面关系式计算像方视场角'2ω:'''视f tg ηω=因为测量'2η时,望远镜是缩小的,刻线看不清,可大致估测。
(3)按公式ωωtg tg '=望Γ计算视角放大率,并与按出入望d D =Γ算出之值比较。
(二)测量显微镜光学特性参数的分析与测量1、物方线视场测量:在测量显微镜的工作台上放上透明毫米刻线尺(用台灯照明),人眼通过测量显微镜所能观察到的最大刻线范围,就是测量显微镜的物方线视场η2。
η2是由实像面(亦即目镜前焦面上)上的视场光阑所限制的。
通常视场光阑直径即实像大小'2η在mm 2015φφ~之内,所以,用不同倍数的物镜时,相应于不同的物方线视场视场仪结构分划板中心局部示意图视场仪结构示意图η2。
物镜倍数越高,物方线视场η2越小。
鉴别率测量:(1)观察精密玻璃刻线板上的一组图案,其上有不同间距的刻线。
人眼尚能分辨的最小刻线间距δ即为测量显微镜物镜的最高鉴别率。
分别用两个不同倍数(也即有不同数值孔径NA )的物镜(例如⨯3和⨯8)观察,并测量它们的鉴别率,注意:根据有效放大率选用目镜(NA 500≥Γ显)。
(2)根据公式UN sin 61.0λδ=,计算理论鉴别率,并与测量值比较,取μλ55.0=。
物镜的数值孔径U N NA sin =通常标注在物镜上,如图8所示。
不同倍数β物镜的NA 大致如下表所列:β⨯3⨯8⨯45(油浸)⨯100NA0.09 0.24 0.65 1.25五、数据处理与思考题解答(一)望远镜光学特性参数分析与测量 1、出瞳、入瞳的测量:出瞳:2.769—1.310=1.459mm 入瞳:D=4.6cm当能用测微目镜看到物镜像时,记下此时测微目镜位置;移动测微目镜观察目镜,记下能看到清晰像的位置,则出瞳距为37.3—30.5=6.8cm望远镜的放大率为 Г=4.6/1.459=3.15 2鉴别率的测量实验时能观察到得最小刻线组是3号刻线板的第21组,查附表得刻线宽,则最小鉴别角Θ为Θ=2b/550=12.6××2×206265〞/550=9.2(秒) 理论值为Θ=140/46=3.04(秒) 思考题:①如何用实验的方法证明望远镜系统成像的垂轴放大率是一个常数?答:通过望远镜观察平行光管内波罗板某一刻线的像,用测微目镜其像的大小,并计算此时的垂轴放大率;适当移动望远镜,使依然能通过望远镜观察到该刻线,用测微目镜测此时其像大小,并计算此时的垂轴放大率。
若两次相等,则可证明为常数。
②缩小孔径光栏,鉴别率有何变化?答:缩小孔径光阑,最小分辨角增大,鉴别率减小。
③若要测)(360'mm f =,6.5/1'/=f D 的照相物镜是否能用这台平行光管测量? 答:,若平行光管的出射光束直径大于D ,则可用来测量该照相物镜,否则便不行。
④如何才能提高系统的鉴别率? 答:望远镜的理论鉴别率为其中可见增大D 和都可以使最小分辨角减小,从而增大鉴别率。
⑤测量光学系统的鉴别率时对所用的平行光管物镜的相对口径有何要求,为什么? 答:要求其相对孔径要大。
由图5可以看出平行光管的物镜相当于渐晕光阑,若平行光管物镜口径太小,成像时轴外物点要比轴上暗,影响鉴别率的测定,所以需要相对口径大的平行光管物镜。
3、视场测量(1)物方视场角:tan =3.6/240=0.015 (2)像方视场角:tan =63/240=0.2625(3)Г=0.2625/0.015=17.5思考题:①视场光栏在哪里?答:望远镜物镜的后焦面处。
②如何从实验中证实?如果不是,视场光阑就会变成孔径光阑,目镜相当于视场光阑,入窗在物镜前有限距离处,则不同位置的物体其所能成像的线距离不同。
而实验时移动望远镜,大小不变。
③怎样说明物镜的口径不是视场光阑?答:用纸将物镜挡住一部分,发现象只是变暗了而并未消失即可证明。
(二)测量显微镜光学特性参数的分析与测量1、物方线视场测量8倍物镜:2η=2.2mm2η(1)=2η×8=17.63倍物镜:2η=5.8mm2η(1)=2η×3=17.4比较可知不同倍数的物镜的物方视场都是同样受到实像面上的视场光阑的限制。
2、鉴别率测量8倍物镜10倍目镜:δ=2μmδ=0.61λ/N sin U=0.61λ/NA=0.61×0.55/0.24μm=1.39μm3倍物镜: δ=4μm、δ=0.61λ/N sin U=0.61λ/NA=0.61×0.55/0.09μm=3.72μm思考:(1)测量显微镜采用的是物方远心光路,这种光路有什么特点?为什么调焦不准不影响测量结果?答:物方远心光路上,孔径光阑与物镜像方焦平面重合。
即使调焦不准,物的主光线位置不变,即轴外点光束中心相同,在分划板上的弥散斑中心距不变,所以调焦不准不会影响测量结果。
(2)测量显微镜的出瞳在什么地方?出瞳直径大约为多少?答:测量显微镜的出瞳在目镜之后,理论上出瞳直径为:8倍物镜:D=500*0.24/80=1.5mm3倍物镜:D=500*0.09/80=0.56mm(3)对于物镜不能分辨的刻线,如果更换更高倍率的目镜,能否分辨?为什么?答:不能,显微镜分辨率主要取决于显微镜的数值孔径:140/50=2.8"可见,其与目镜无关,目镜仅把物镜分辨的像放大,即使目镜放大率很高,也不可能把物镜不能分辨的物体细节看清晰。