平行光管的调节与使用
平行光管的基本原理及使用方法
平行光管的基本原理及使用方法
平行光管是一种利用平行光束衍射和反射以准确传递图像的物理系统。
它使用镜子和多个连接的光学元件，如玻璃棒、反射镜和平行轴来形成光束，从而将图像从一端传递到另一端。
使用平行光管的基本步骤如下：
1. 将光源)连接到平行光管的第一端；
2. 将将第一端的光束传输到玻璃杆上，然后将光束反射到另一端；
3. 在另一端的反射镜上放置一个人眼被安装的摄像机，以便追踪光束；
4. 根据摄像机的读数调整反射镜的角度，以使光束向目标指向。
工程光学实验 平行光管的调节与使用11光电专用
实验项目 平行光管的调节与使用[实验目的]1、了解平行光管的结构原理，并掌握平行光管的调整方法。
2、掌握平行光管的使用方法，测定透镜的分辨率及透镜的焦距。
[实验仪器]①CPG-550平行光管及其附件（含灯源及其变压器、平面反射镜）； ②分划板组（十字叉丝分划板、玻罗板、分辨率板、星点板）； ③读数测微目镜（高斯型）；（④被测透镜。
[实验内容及步骤] 一、平行光管的调节（1）用自准直法调节平行光管发出平行光（无视差） a)调节目镜.使在目镜能清晰观察到十字分划板叉丝。
b)调节平面反射镜，使平行光管的出射光反射回到平行光管内。
c)细心调节分划板前后位置，使目镜能同时清楚地看到十字丝和它反射回来的十字叉丝像，并调节平面反射镜的垂直和水平调节螺丝，使叉丝物像重合，切武视差，此时分划板已处于F 焦面位置，平行光管发出平行光。
注意：分划板可更换，中心点可调，前后位置可调，mm f 550='物。
（2）使十字分划板中心点再平行光管的光轴上a)松开平行光管的十字螺钉，将平行光管沿管轴旋转180º，如发现分划板叉丝物像不重合，说明叉丝中心与管轴还有偏离，此时可分别调节平面反射镜及分划板中心的位置，两者各调一半，使叉丝物像重合（半角调节法）。
b ）反复以上调节，使得转动平行光管时叉丝物像重合。
二、精确测定凸透镜的焦距（十字分划板→玻罗板）（1）原理：l f B O y 平'=2，l f A O y x '='1 ∴ 平f f y y x ''='，y y f f x ''='平只要测出y ',将y 、平f '代入以上公式，即可求出x f '。
（2）玻罗板：注意：a)测微鼓单向移动，避免回程差；b ）x f f '>'2平dd f f x ''='平三、测凸透镜的分辨本领，即最小分辨角（1）玻罗板更换为分辨率板（3号）：每单元由4组刻纹，共25个单元。
5实验 平行光管的调整和使用
实验五 平行光管的调整和使用一、实验目的1、 了解平行光管的结构、掌握平行光管的调整方法。
2、 使用平行光管测量透镜焦距。
二、实验仪器550型平行光管（准直管），可调式平面反射镜，分划板（玻罗板），测微目镜，待测透镜三、实验原理1、平行光管的结构2、 测量原理准直管是一种能发射平行光束的精密光学仪器，有一个质量优良的准直物镜，其焦距的数值是经过精确测定的。
光源发出的光，经分光镜反射后，照亮分划板，利用平面反射镜和目镜，应用自准直原理可将分划板准确定位在物镜的焦面上，其光路图如下图2所示。
从图中几何关系看出，测量表达式为：y y f f x''⋅= 已知f=550mm ，由此可知只需测出y 和y ’的值即可。
四、实验步骤1、 调节准直管（1） 将准主管面对平面反射镜，使玻罗板的刻线对位于垂直方向。
（2） 调节目镜，使目镜中能清楚地看到玻罗板上地刻线对。
（3） 调节平面反射镜，使由准主管射出地光束重新返回准主管。
（4） 细心调节分划板座地前后位置，使目镜中能同时清楚地看到刻线对和它反射回来地像，这时玻罗板已基本调节在物镜的焦平面上。
图2 平行光管测透镜焦距光路图（5）调节平面反射镜的铅直和水平调节螺旋，使玻罗板上刻线对物、像重合，且无视差，这时玻罗板已和物镜的焦平面严格共面。
（6）松开准主管座上的十字螺钉，将准主管绕光轴转过180度，如发现玻罗板上刻线对不再重合，说明玻罗板中心同光轴还有些偏离。
（7）分别调节平面反射镜及分划板中心调节螺旋，两者各调节一半，使玻罗板上刻线对物、像重合。
（8）重复步骤（6）、（7），反复调节，直到转动准主管时，刻线对的物和像始终重合，至此，准主管已调节完毕。
2、测定透镜的焦距(1) 如图放置好准直管，待测透镜及测微目镜，调节同轴、等高；(2) 沿光轴前后移动透镜，使在测微目镜中看到清晰的玻罗板像；(3) 用测微目镜测出玻罗板的像上各线对的间距y‘，重复几次，取平均值；（已知：y1=1mm，y2=2mm，y3=4mm，y4=10mm，y5=20mm）(4) 以y‘和y及准直管物镜焦距f‘=550mm代入测量公式，计算出待侧透镜的焦距。
平行光管的调节与应用
光学系统的分辨本领
光学系统对物点所成的像，不可能是几何点，而是具有一定大小的光斑——亮暗交替的环状衍射条纹。
如果两个物点的距离很小，对应的光斑会互相重叠，光的衍射现象限制了光学系统的分辨能力，这是光学系统普遍存在的问题。
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瑞利判据与最小分辨角
一个物点的衍射图样中央主极大与另一个物点的衍射的第一极小相重合时，这两个物点是恰可分辨的。
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实验目的和教学要求
了解平行光管的结构，掌握平行光管的调节方法; 学习使用平行光管测定薄透镜的焦距。 了解分辨率的概念，利用平行光管测量透镜的分辨本领；
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平行光管
通过平行光管可以取得来自无穷远的光束——平行光。它是装校调整光学仪器的重要工具，也是常用的光学量度仪器。
预备问题及课堂讨论题
1．测凸透镜焦距和分辨率时，透镜与平行光管间的距离对结果有无影响？2．如何用一元线性回归方法来计算透镜焦距，特别是有多个但不完整的玻罗板线对的数据时，还能获得焦距的测量值吗？3. 导出分辨率的测量公式，式中206265″是怎么来的？4. 讨论人眼在明视距离和远处（例如10 m处）能分辨的最小距离（眼瞳直径的调节范围约为2～8 mm）5. 测量透镜分辨率时，若将鉴别率板的成像再进行一级放大，是否能提高透镜的分辨率（设放大系统的分辨率高于透镜）？6. 玻罗板放不到位，对测量的焦距值有什么影响？
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透镜最小分辨角的测量
分辨率板
每板上面都有25个单元图案，每个单元有四个方向，每个方向都由一些平行的刻线所组成的。3号分辨率板则从40µm递减到10µm。
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用测微目镜可观察到分辨率板的像。如果被检透镜质量高，在视场里观察到能分辨的单元号码越高。仔细找出尽可能高的分辨单元号码，由下式计算最小分辨角
平行光管的调节和使用实验报告
平行光管的调节和使用实验报告一、引言平行光管是一种常用的光学实验仪器，用于产生平行光束。
在许多光学实验和光学设备中，平行光束的使用至关重要。
本实验旨在研究平行光管的调节和使用方法，以及对光束的影响。
二、实验步骤1. 准备实验所需材料：平行光管、光源、反射镜、透镜等。
2. 将光源放置在适当的位置，并对其进行调节，保证光线稳定。
3. 将平行光管放置在光源前方，调节其位置，使光线能够通过光管。
4. 调节平行光管的角度，使光线尽可能地平行。
5. 在平行光管的出口处放置反射镜，反射光线使其方向与入射光线平行。
6. 在反射镜的一侧放置透镜，调节透镜位置和焦距，使光线经过透镜后能够聚焦成平行光束。
三、实验结果通过对平行光管的调节和使用，我们成功地产生了平行光束。
通过调节光源位置和角度，我们可以控制光线的入射方向和角度。
通过反射镜和透镜的使用，我们能够使光线保持平行，并且可以调节光线的聚焦程度。
四、实验讨论1. 光源的稳定性对实验结果有重要影响。
如果光源不稳定或者存在明显的闪烁，会导致产生的光束不够平行。
2. 平行光管的角度调节是关键步骤之一。
如果角度调节不准确，会导致光束的方向不平行。
3. 反射镜和透镜的使用可以进一步改善光束的平行性和聚焦效果。
透镜的选择和调节需要根据实际需求进行。
五、实验应用平行光管广泛应用于光学实验和光学设备中。
在显微镜、望远镜等光学仪器中，平行光管可以使光线在光学系统中传输更加稳定和精确。
在激光技术中，平行光管可以用于整形光束，使其成为平行光束，提高激光器的输出功率和质量。
六、实验总结通过本实验，我们学习了平行光管的调节和使用方法，并成功地产生了平行光束。
实验结果表明，光源的稳定性、平行光管的角度调节以及反射镜和透镜的使用对光束的平行性和聚焦效果有重要影响。
平行光管在光学实验和光学设备中具有广泛的应用价值，对光学研究和应用具有重要意义。
七、参考文献[1] 瞿晓星, 王宇, 李明, 等. 平行光管的研究及应用[J]. 中国光学, 2018, 11(1): 64-70.[2] 邓小勇, 张航, 吴江, 等. 平行光管的设计与制作[J]. 中国光学, 2019, 12(3): 409-415.八、附录实验所用材料：平行光管、光源、反射镜、透镜等。
分光计平行光管的调整方法
分光计平行光管的调整方法在分光计的世界里，平行光管就像是一把打开科学大门的钥匙。
想象一下，站在实验室里，面前摆着一台闪闪发亮的分光计，心里那种激动的感觉，简直就像是打开了宝藏。
你肯定会想，这个光管究竟要怎么调整才能把它的性能发挥到极致呢？别急，今天就来聊聊这个有趣的调试过程，让我们一起轻松搞定它。
确保你的光源是稳定的，像个守规矩的学生，不然光管的效果就像不按时交作业，糟糕得很。
慢慢把光管对准光源。
要是这个时候你心里有点忐忑，那也是正常的。
调整光管的位置时，要把它和分光计的主轴对齐，像两根直线，完美无瑕。
想象一下，你在跟朋友拍照，大家都要站成一排，这样才能拍出好照片，对吧？光管调整好后，别急着松口气。
你得仔细观察光线的入射角。
这时候可以用一些小工具来辅助，比如说一个小镜子。
把光线反射到分光计的光栅上，确保光线打在正确的位置。
就像在做一道数学题，步骤得一个一个来，不然结果可就大相径庭了。
别忘了，调整光管的时候要注意光路的顺畅。
就好比开车，要确保前方没有障碍物，不然一不小心就得刹车。
此时，慢慢转动光管，让光线经过不同的角度，仔细观察它们的变化。
就像在做实验一样，尝试不同的设置，记录下你的发现。
试着把光线聚焦在一个点上，等你成功的时候，心中的成就感简直能飙升到天际。
一旦光线顺畅通过，你可能会觉得，哎呀，这样就差不多了。
其实不然！接下来要调整光管的高度，确保光线能够均匀照射在光栅上。
想象一下在做菜，调味料要适量，不能太咸或太淡。
调整好后，最后一步就是微调，确保每个细节都完美无瑕。
这时候的你，简直像个艺术家，创作出了一幅无与伦比的光学画作。
在整个过程中，要保持耐心，别急于求成。
科学探索本来就是一条漫长而充满未知的道路。
就像我们生活中遇到的挫折，得一点一点来克服。
调整分光计平行光管的过程就像是一次冒险之旅，既要享受过程，也要抓住每一个闪光点。
别忘了，调试结束后，要认真记录下每一个步骤和结果。
这可是日后宝贵的经验哦！分光计的调整看似复杂，其实只要掌握了要领，过程就能变得轻松又愉快。
5实验平行光管的调整和使用
5实验平行光管的调整和使用实验目的：通过对平行光管的调整和使用，掌握光学实验中平行光管的使用方法，并了解平行光管在光学实验中的作用和应用。
实验器材：平行光管、白色光源、凹透镜、凸透镜、物体、屏幕、光屏等。
实验原理：平行光管是光学实验中常用的一种装置，用来产生平行光线，可以用来模拟远方光源照射物体的情况。
在实验中，我们可以通过调整平行光管的位置和角度，来获得不同的光线照射效果，从而研究光线的传播规律和光学相关现象。
实验步骤：1.将平行光管放置在平稳的台面上，并调整好其位置，使其与实验物体和光屏等垂直。
2.将白色光源放置在平行光管的一侧，并确保光线可以通过平行光管发射出来，形成平行光束。
3.在平行光管的另一侧放置实验物体，比如一个透镜或其他物体，调整其位置和角度，使其得到适当的光线照射。
4.在实验物体的另一侧放置一个光屏或观察屏，用来观察光线的传播情况和形成的影像。
5.可以在实验中加入凹透镜、凸透镜等光学元件，观察其对光线传播的影响，从而了解不同物体对光线的散射、聚焦等现象。
实验注意事项：1.实验中要小心操作，防止光线直射眼睛，可以戴上护目镜等防护用具。
2.调整平行光管的位置和角度时要小心，确保光线发射和照射的正确。
3.实验环境应保持安静，避免外部光线干扰，以获得清晰的实验结果。
实验结果：通过调整平行光管的位置和角度，我们可以观察到不同物体在光线照射下的影像和效果。
实验中我们可以发现，平行光管可以模拟远方光源照射物体的情况，从而研究光的传播规律和光学现象。
实验应用：平行光管在光学实验和教学中有着广泛的应用，可以用来研究光的传播规律、物体的光学特性、光成像等方面的问题。
通过实验，我们可以更好地理解光学原理和现象，提高实验技能和科学素养。
总结：通过对平行光管的调整和使用，我们可以更好地了解光学实验中的平行光线产生和应用方法，掌握光的传播规律和光学现象的研究方法，提高实验技能和科学素养，为进一步研究光学问题打下基础。
实验十一平行光管的调整及使用
实验十一平行光管的调整及使用一、实验目的1. 了解平行光管的结构、原理和调整方法；2. 掌握使用平行光管测量物体的长、宽、高，及角度等参数的方法。
二、实验原理平行光管又称为追光器，是一种用于投影、测量的光学仪器，通过平行光束的投射使被测物投影到屏幕上，从而测量物体的长、宽、高和角度等参数。
平行光管主要由发光体、物镜、平台、接触轮等部分组成，其中，发光体产生平行光束，物镜使光束垂直投射到物体表面，平台和接触轮保证了物体在同一平面上的测量。
调整好的平行光管，可以投射出非常纯净、明亮、均匀并没有“翘尾巴”的平行光。
三、实验器材平行光管、直尺、标尺、图钉、白纸、测角器。
四、实验步骤1. 开启平行光管电源，调节发光体的亮度，使平行光管发出明亮的光线；2. 将平行光管放在平稳的桌面上，调整光管的高度，使光线垂直向下照射；3. 参照平行光管安装说明书，安装和调整合适的物镜，请专业人员指导操作；4. 将待测物体放置在平行光管的平台上，与接触轮接触；5. 调整物镜位置，使得光束的最终成像平面足够大，可以容纳整个测量范围；6. 调整物镜的焦距和位置，使得光束垂直投射到物体表面；7. 在屏幕上固定一张白纸，在白纸上钉上几个图钉，并沿着待测物体的四周方向，用直尺或标尺测量物体的长、宽、高等参数；8. 使用测角器测量物体的角度等参数；9. 完成测量后，关闭平行光管电源，清理仪器和工作环境，正确认识仪器和配件的使用与维护。
五、实验注意事项1. 实验过程中，必须认真仔细，小心操作，避免意外事故的发生；2. 使用平行光管前，应仔细读取并遵守厂家的安装、调整、使用和维护规定；3. 仪器的磨损度、光管的清洁度、物镜的调整程度等，都会对测量结果产生直接的影响，应加以重视；4. 操作人员必须具备一定的专业知识和技能，不得擅自拆卸和修理仪器；5. 仪器在使用过程中，应避免与其它光学仪器和强电器具放在同一位置，以免产生干扰。
六、结论通过本实验，我们了解了平行光管的结构、原理和调整方法，并掌握了使用平行光管测量物体的长、宽、高及角度等参数的方法。
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HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY
物理实验报告
实验题目：平行光管的调节与使用
姓名：
物理实验教学中心
实验报告
一、实验题目：平行光管的调节与使用
二、实验目的：
1、了解平行光管的结构，掌握平行光管的调节方法
2、学习使用平行光管测量薄透镜的焦距
3、学习使用平行光管测量系统的分辨率
三、实验仪器：
平行光管，高斯目镜、分划板，测微目镜，平面反射镜、凸透镜，光具座，螺丝刀。
四、实验原理（原理图、公式推导和文字说明）：
１．用平行光管测量薄凸透镜的焦距
图1 平行光管测量薄凸透镜的装置和光路图
平行光管测量薄凸透镜的装置和光路图如上图所示。
平行光管光源发出的光照在波罗板上，由于波罗板位于平行光管透镜的焦平面上，因而该光束出射后变成平行光束。
再经过待测透镜，成像在待测透镜的焦平面上。
利用测微目镜，使被测透镜焦平面上所成玻罗板的像也成像在测微目镜的焦平面上，便可测量。
设平行光管的焦距为'f ，波罗板某线对的间距为h ，待测透镜的焦距为1'f ，1'h 为测微目镜上玻罗板线对的距离，由光路容易看出：
'
tan f h u = 111'tan f h u '=' 由于1
u u '=，所以有 '''11f h
h f ⋅=
可见，只要测出测微目镜上玻罗板线对的距离，就可以计算出待测透镜的焦距。
２．用平行光管测定分辨率
光学系统的分辨率是该系统成像质量的综合性指标，按照几何光学的观点，任何靠近的两个微小物点，经光学系统后成像在像平面上，仍然应是两个“点”像。
事实上，这是不可能的。
即使光学系统无像差，通过光学系统后，波面不受破坏，而根据光的衍射理论，一个物点的像不再是“点”，而是一个衍射花样。
光学系统能够把这种靠得很近的两个衍射花样分辨出来的能力，称为光学系统的分辨率。
根据衍射理论和瑞利准则，仪器的最小分辨角为 αD λ22.1=
式中α的单位为弧度，D 为入射光瞳直径，λ为光波波长。
当平行光管物镜焦平面上的分辨率板产生的平行光射入被测透镜时，在被测透镜的焦平面附近，用测微目镜可观察到分辨率板的像。
如果被检透镜质量高，在视场里观察到能分辨的单元号码越高。
仔细找出尽可能高的分辨单元号码，由下式测定系统分辨率的角值
"206256'
2f αθ= 式中θ为角值，α为条纹宽度,'f 为平行光管焦距。
五、实验数据处理（整理表格、计算过程、结论）：
１、用平行光管测量薄凸透镜的焦距
'f =548.899mm
根据公式'''11f h
h f ⋅=有： h =20mm 时，'''11f h
h f ⋅==99.36mm h =10mm 时，'''11f h
h f ⋅==98.65mm h =4mm 时，'''11f h
h f ⋅==98.3mm
2、用平行光管测量系统的分辨率
分辨率板刚好能分辨的单元号码为：
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查找书上137页的表格可以得到；
刻纹宽度为：20.0μｍ
利用公式"206256'
2f αθ=可以得到光学系统最小分辨角为： 0.15548.899
5.222206256'2''=⨯==f αθ
六、总结及可能性应用（误差分析、收获、体会及本实验的应用）：
本实验学习讲解了使用平行光管测定薄凸透镜的焦距和光学系统的分辨率。
理论上用平行光管可以非常准确的测量结果，但是本次测量还是略微存在着一些偏差。
分析其原因主要是由于平行光管和测微目镜之间的共轴问题引起的，同时无法完全消除视差、测量时存在空程、刻线没有对准、分划板没有放置到位等也是产生误差的主要原因。