几何光学实验共轴调节的方法
《工程光学》实验一 焦距的测量
（1-4）
可见，只要在光具座上确定物屏、像屏以及透镜二次成像时其滑座边缘所在 位置，就可准确求出焦距 f '。这种方法不需要考虑透镜本身的厚度，测量误差 可达到 1％。 位移法测量凸透镜的焦距的方法也称为共轭法、 二次成像法或贝塞尔物像交 换法。 2、凹透镜焦距的测定 凹透镜是发散透镜，不能直接成像。所以要测量凹透镜的焦距，必须借助于 凸透镜来实现。具体测量方法主要有成像法和自准法两种。 （1）成像法 成像法又称物距-相距法，如图 1-4 所示，先使物 AB 发出的光经凸透镜 L1 后形成一缩小倒立的实像 A′B′，然后在 L1 和 A′B′之间放入待测凹透镜 L2，如果 s2 <f 凹，就能使虚物凹 A′B′产生一实像 A″B″。分别测出 L2 到 A′B′和 A″B″之间 距离 s2、s2′，根据式(1-2)即可求出 L2 的像方焦距 f 2′。
图 1-6 共轴调节原理示意图
细调： 如图 1-6(A)所示， 使 D > 4（ f f 为透镜的焦距） ， 然后固定物屏和像屏。 将凸透镜沿光轴移到 O1 或 O2 位置都能在屏上成像， 一次成大像 A1B1 ， 一次成 小像 A2B2。物点 A 位于光轴上，则两次像的 A1 和 A2 点都在光轴上而且重合。 如果物点 A 不在透镜的主光轴上，则两次像的 A1 和 A2 点不重合，若观察到大 像的 A1 点在小像 A2 的下面，如图 1-6(B)所示，可以看出物点 A 在光轴之上，这 时应升高透镜，反之则应降低透镜。如此反复调节透镜高度，使大像的中心趋向 小像中心（大像追小像） ，直至 A1 和 A2 重合，即说明点 A 已调到透镜的主光轴 上了。 2、自准法测凸透镜焦距 （1）按图 1-2 所示放置光源、物屏、凸透镜和平面镜。固定物屏，记录物 屏的位置 XAB（位置的记录是针对于在光具座上开展实验而言，但如果是在光学 平台上开展实验，则位置要学生用钢尺来确定。本书中此后再提到有关这类位置 的记录，如果是在光学平台上开展实验，都要求学生用钢尺来确定光学元件的位 置） 。 （2）移动凸透镜 L，由于成像清晰度的判定会有一定的误差，为减少此误 差，可采用左右逼近法读数，测定凸透镜位置。即从左至右移动凸透镜，在物屏 上刚看到与物大小相同的清晰倒像时，记录此时凸透镜的位置 XL；再从右至左 移动凸透镜，在物屏上刚看到与物大小相同的清晰倒像时，记录此时凸透镜的位 置 XL'（表 1-1 所示是本书给出的一种关于自准法测凸透镜焦距实验记录的参考 表格，实验中，学生要根据实验测量的要求自己设计实验记录表格） 。 （3） 取两次读数的平均值(XL+ XL')/2， 求该透镜的焦距 f X AB 实验要求重复 3 次，求出焦距的平均值 f 及其不确定度。 表 1-1 自准法测凸透镜焦距实验记录参考表格 XAB= 实验测量次数 凸透镜位置 （mm） f（mm） XL 1 XL' XL 2 XL' XL 3 XL' mm f (mm)
光学元件同轴等高的调节和判断方法
1原理激光器是人类20世纪最伟大的发明之一,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。
激光器发射的激光是朝一个方向射出的,光束的发散角极小,大约只有0.001弧度。
一般光学实验中光路并不是很长(一般小于5米)或很短(大于0.1米),透镜的口径一般大于20毫米,利用小孔进一步缩小激光束直径后(小孔直径一般1毫米左右为宜),出射光束完全可以看做是一条光线。
当光线在空气以及透镜等光学元件中传播时,满足直线传播定律、折射定律和反射定律等。
对于透镜,光线沿着光轴传播时,不改变光的传播方向,反射光线沿原路返回。
2调节过程通常光学实验的光学系统搭建在导轨上,光学元件通过光学调整架与滑块相连,滑块可在导轨上固定或移动,也可从导轨上拿开。
光学调整架指的是各种杆架、支撑杆、镜架、平移台以及夹持器等,主要用于解决光学元件的夹持和调整。
具体调节过程和判断方法如下: (1)调节2个小孔同轴等高将支撑激光器1与小孔1的滑块6靠近并紧固在导轨6上,如图1所示。
粗调小孔1或激光器的支撑杆3到适当的高度,让激光束中心穿过小孔1;将调整好的小孔1连同滑块一起从导轨上拿掉,轻轻放到一旁待用;将小孔2连同滑块一起放置到小孔1滑块相同的位置并紧固,调整小孔2使激光束中心穿过小孔,将调整好的小孔2连同滑块一起从导轨上拿掉,轻轻放到一旁待用。
光学元件同轴等高的调节和判断方法潘宝珠李博文蓝新惠陈天昊汤靖*(南通大学理学院,江苏南通226017)【摘要】激光器发出的光经过小孔缩束以后可以看做光线。
确定光轴的方法为:首先调节2个小孔同轴等高,其次调节激光器使激光光线穿过间隔一定距离同轴等高的两个小孔,当透射光线穿过小孔,反射光线返回到另一小孔时,这样就确定了光轴,且实现了光轴的可视化。
对于透镜,透射光线沿着光轴传播时,不改变光的传播方向,反射光线沿原路返回。
基于此可以对光学系统中凸透镜、凹透镜等光学元件独立地进行同轴等高调节。
该方法大大降低了光学元件同轴等高调节和判断的难度,可显著地提高工作效率。
几何光学实验
薄透镜焦距测量实验⼀、实验⽬的：1、通过实验深刻理解薄透镜的成像规律；2、熟悉薄透镜焦距测量的⽅法；3、学习和掌握光学系统调节过程中共轴等⾼的调节技巧、各微调光学仪器的使⽤⽅法；4、拓展研究薄透镜在显微系统、望远系统和幻灯⽚系统中的应⽤原理。
⼆、实验原理：透镜是组成各种光学仪器的基本光学元件，焦距则是透镜的⼀个重要参数。
在不同的使⽤场合往往要选择合适的透镜或透镜组，这就需要测定透镜的焦距。
本实验通过不同的实验⽅法来研究薄透镜的成像规律，并确定其焦距。
1. 薄透镜成像公式当透镜的厚度远⽐其焦距⼩的多时，这种透镜称为薄透镜。
在近轴光线的条件下，薄透镜成像的规律可表示为：（1）式中U表示物距，V表示像距，f为透镜的焦距，U、V和f均从透镜的光⼼O点算起。
并且规定U恒取正值；当物和像在透镜异侧时，V为正值；在透镜同侧时，V为负值。
对凸透镜f 为正值，对凹透镜f为负值。
2. 凸透镜焦距的测定（1）⾃准法如图1所示，将物A放在凸透镜的前焦⾯上，这时物上任⼀点发出的光束经透镜后成为平⾏光，由平⾯镜反射后再经透镜会聚于透镜的前焦平⾯上，得到⼀个⼤⼩与原物相同的倒⽴实像A´。
此时，物屏到透镜之间的距离就等于透镜的焦距f。
图1 ⾃准法测薄透镜焦距光路图（2）共轭法如图2所示，固定物与像屏的间距为D(D>4f)，当凸透镜在物与像屏之间移动时，像屏上可以成⼀个⼤像和⼀个⼩像，这就是物像共轭。
根据透镜成像公式得知：u 1=v 2 ； u 2=v1（因为透镜的焦距⼀定）若透镜在两次成像时的位移为d ，则从图中可以看出，故 。
由 得： (2)由上式可知只要测出D 和d ，就可计算出焦距f 。
共轭法的优点是把焦距的测量归结为对于可以精确测量的量D 和d 的测量，避免了测量U 和V 时，由于估计透镜光⼼位置不准带来的误差。
3.⾃准法测量凹透镜焦距凹透镜是发散透镜，⽤透镜成像公式测量凹透镜的焦距时，凹透镜成的像为虚象，且虚像的位置在物和凹透镜之间，因⽽⽆法直接测量其焦距，⾃准法来测量。
薄透镜光学系统的同轴调节
薄透镜光学系统的同轴调节
薄透镜光学系统应用在航天器、船舰、汽车等不同类型的光学测量上，能够精确检测物体特征变化。
同轴调节可以确保在薄透镜光学系统构成的光学系统中，光束的方向保持不变，从而更好的完成光学测量任务。
一般来说，同轴调节方法主要有三种：
首先，利用激光器对配置在薄透镜光学系统中的光路元件进行同轴控制，一般情况下，激光器的调节量越小，其对光学系统的同轴调整效果越好。
其次，使用可调焦面片来控制光学系统中光路元件的同轴调整，这种方式下，可以很方便地改变焦距大小，从而调节光学系统中元件之间的偏移量。
最后，使用传动配套调整光学系统中元件的位置，以确保元件间距离保持一定，从而达到同轴调整的目的，传动配套调整可以非常精准地调节光学系统中的光路元件，达到精确的同轴要求。
薄透镜光学系统的同轴调节步骤
薄透镜光学系统的同轴调节步骤
薄透镜光学系统的同轴调节步骤如下：
1. 首先确定系统的中心轴线，并将透镜固定在光学系统的支架上。
2. 使用调节螺丝将透镜垂直放置在中心轴线上，确保透镜平面与中心轴线垂直。
3. 将一束平行光照射到透镜上，通过观察光的折射情况确定透镜的位置是否正确。
如果光线向下偏折，说明透镜需要向上调整，反之亦然。
4. 使用调节螺丝水平调整透镜的位置，直到光线通过透镜的中心轴线，并且不发生偏折。
5. 调整透镜的焦距，使得光线汇聚到所需的位置（比如焦平面）。
可以通过改变透镜与物体或者像的距离来实现。
6. 重复调整透镜的位置和焦距，直到达到期望的光学效果。
需要注意的是，在进行同轴调节过程中，可以使用辅助工具如亮点法、干涉法等来帮助确保光线的轴对称性和焦点位置的准确性。
此外，还应注意避免在调节过程中触碰透镜表面，以防止划伤或污染透镜。
光学实验主要仪器、光路调整与技巧
实验1光学实验主要仪器、光路调整与技巧引言不论光学系统如何复杂，精密，它们都是由一些通用性很强的光学元器件组成，因此掌握一些常用的光学元器件的结构和性能，特点和使用方法，对安排试验光路系统时正确的选择光学元器件，正确的使用光学元器件有重要的作用实验目的掌握光学专业基本元件的功能；调整光路，主要包括共轴调节、调平行光和针孔滤波。
基本原理(一)、光学实验仪器概述:主要含：激光光源，光学元件，观察屏或信息记录介质1. 激光光源;激光器即Laser(Light Amplification by stimulated emission of radiation)，原意是利用受激辐射实现光的放大．然而实际上的激光器,一般不是放大器,而是振荡器,即利用受激辐射实现光的振荡,或产生相干光。
.960年,梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器.现在被广泛用于各个行业激光的特性:(1)高度的相干性(2)光束按高斯分布激光器的分类:(1)气体激光器——He-Ne激光器,Ar离子激光器(2)液体激光器——染料激光器(3)固体激光器———半导体激光器,红宝石激光器本套实验方案的选择的激光器是气体型He-Ne内腔式激光器,波长为632.8nm的红光，功率2mW。
个别实验中还会用到白光点光源。
2、用于光学实验的元件一般包括：防震平台、分束镜、扩束镜、准直镜、反射镜、成像透镜、傅立叶变换透镜、多自由度微调器、可变光栏、观察屏等部件。
如果是全息实验还需要快门、干版架、自动曝光和显定影定时器、记录干版等。
（本实验方案中，扩束镜采用针孔空间滤波器，准直镜、成像透镜、傅立叶变换透镜均采用双凸透镜）⑴防震平台光学实验需要一个稳定的工作平台。
特别是对于全息图制作实验，由于是参考波和物光波干涉条纹的记录，如果在曝光过程中因为振动导致两光波有变化，就要影响干涉条纹的调制度。
通常要求该光波的振动变化小于十分之一波长。
影响稳定性的因素有震动、空气流和热变化等。
校同轴度方法范文
校同轴度方法范文校正同轴度是测量一个物体的轴线与参考轴线之间的偏差的过程。
此过程通常用于机械工程和制造业中，用来确保物体的几何形状和位置的精确度。
下面将介绍几种常用的校正同轴度的方法。
1.光栅法光栅法是一种非接触式的测量方法。
它利用光栅原理将激光束分成若干个相互平行的光带，然后通过测量物体上相邻光带的间距来确定同轴度。
这种方法精度高，适用于小尺寸和高精度的物体测量。
2.三坐标测量法三坐标测量法是一种精确测量三维物体形状和位置的方法。
它通过运用三个坐标轴和测量机的转动臂来确定物体的轴线，并通过测量机上的探针来获取物体表面的坐标数据。
这种方法适用于各种尺寸和形状的物体测量，精度高，但需要专门的设备和操作技巧。
3.影像测量法影像测量法是利用相机和图像处理软件进行同轴度测量的方法。
相机将物体的图像捕捉下来，并通过图像处理软件对图像进行分析，测量物体的尺寸和位置信息。
这种方法操作简单，适用于各种尺寸的物体测量，但精度相对较低。
4.检测仪器法检测仪器法是利用各种仪器设备对物体进行同轴度测量的方法。
常见的检测仪器包括同轴度测量仪、平行仪、百分表等。
这些仪器通过接触或非接触的方式对物体进行测量，可以快速准确地获得同轴度的数据。
这种方法适用于各种形状和材料的物体测量，但需要专门的仪器设备和操作技巧。
在进行同轴度测量时，需要注意以下几点：1.校准仪器：确保测量仪器的准确性和稳定性，避免错误结果的产生。
2.适当的夹持：正确夹持物体，使其保持稳定，避免在测量过程中发生移动或晃动。
3.清洁表面：确保测量物体表面的干净和光滑，避免灰尘或污染物对测量结果的影响。
4.多次测量：对同一物体进行多次测量，以获取更准确的平均值，并检查测量结果的一致性。
5.合适的环境：选择一个适合的环境进行测量，避免温度、湿度等因素对测量结果的影响。
总结：校正同轴度是一个关键的工艺，它对机械工程和制造业中的精度要求有着重要的作用。
通过选择合适的校正同轴度方法，并遵循正确的测量程序和操作要求，可以保证物体的精确度和质量。
深圳大学--光学实验主要仪器、光路调整与技巧
深圳大学--光学实验主要仪器、光路调整与技巧深圳大学实验报告课程名称：工程光学（1）实验名称：实验一光学实验主要仪器、光路调整与技巧学院：光电工程学院专业：指导教师：报告人：学号：组别：实验时间：2015年实验报告提交时间：一、实验目的与要求：掌握光学专业基本元件的功能；掌握基本光路调试技术，主要包括共轴调节和调平行光二、实验器材：光学实验仪器主要包括：光源，光学元件，接收器等。
1）氦氖激光器8）燕尾式平移台2）激光夹持器9）分化板3）显微物镜10）透镜/反射镜支架（Φ40.0）4）物镜接圈11）干板架5）开口透镜/反射镜支架（Φ20.0）12）毛玻璃6）一维调节滑块13）平行平晶7）K9平凸透镜（Φ40.0, f150.0）14）导轨，滑块，支杆，调节支座，磁力表座等三、实验原理：光路调试技术在光学实验中，光学元件同轴等高的调节是实验中必不可少的一个重要环节，它关系到成像质量的好坏、能否得到预期的光学现象和满意的测量结果。
可以说调整好光路是进行光学研究和光学实验应具备的技能。
下面介绍光路的基本调整方法。
3.2.1共轴调节光学实验中经常要遇到用一个或多个透镜同时成像，为了获得较好的像，必须使各个透镜的主光轴重合（即共轴），并使物体位于透镜的主光轴附近。
另外，为了最大限度的利用激光扩束后的面光源，所有透镜的主轴都需要大致通过光斑中心，才能获得清晰的像。
共轴调节使物、观察屏的中心处在透镜光轴上，并使各光学元件共轴，达到共轴能保证近轴光线的条件成立。
共轴调节一般分为两步骤进行：1）第一步粗调，即用眼睛观察，使物、观察屏与透镜中心大致在一条直线上。
粗调的方法如下：通过前后移动白屏的方法先使激光光束与台面平行，再将透明物、扩束镜、双凸透镜依次摆好，调节它们的取向和高低左右位置，凭眼睛观察，再让光斑、物、镜的几何中心处在一条直线上，这样便使透镜镜的主光轴与平台面平行且共轴，光斑也最大限度得到利用。
2）第二步细调，即移动透镜，当两次成像中心重合即达到共轴，若不重合，须视情况针对性地调节各光学元件，直至两次成像的中心重合。
大学物理实验报告思考题部分答案解析(周岚)
2．实验中确定节点的依据是什么？如何确定？
答：入射光线通过第一节点 时，出射光线必通过第二节点 ，并与过 的入射光线平行。实验时不断改变光具组在上层导轨上的位置并使上层导轨饶回转轴转动，当屏上则像点位置不动时，光具组的第二节点 恰好在回转轴 点的位置上。
3．测量牛顿环直径时要注意哪些问题?
答：应注意两点： 在测量中，测微鼓轮只能向一个方向旋转，否则会产生空程误差. 测量牛顿环直径时, 注意左右两侧环纹不要数错,且十字叉丝纵丝对准暗纹中心，防止工作台震动。
【思考题】
1．若把牛顿环倒过来放置,干涉图形是否变化?
答：不变。
2．在测量牛顿环直径时,若实际测量的是弦,而不是牛顿环直径,对结果有何影响?
实验十九 光具组基点的测定
【预习题】
1．主点（或面）、节点（或面）的含义是什么？它们在什么条件下重合在一起？
答：主点是横向放大率 的一对共轭点。若将物体垂直于系统的光轴放置在第一主点 处，则必成一个与物体同样大小的正立像于第二主面 处。过主点垂直于光轴的平面，分别称为第一、第二主面（如图中 、 所示）。第一、第二主面主面是一对横向放大率 的共轭面。节点是角放大率 的一对共轭点。如图所示：入射光线（或其延长线）通过第一节点 时，出射光线（或其延长线）必通过第二节点 ，并与过 的入射光线平行。过节点垂直于光轴的平面分别称为第一、第二节面。
2．如何正确调节读数显微镜? 在测量中怎样避免空程误差?
答：先将显微镜降到靠近牛顿环装置附近,然后慢慢而又小心地自下而上调节镜筒,直至看到清晰的牛顿环为止。在测量中为了避免空程误差，应作到两点： 先转动测微鼓轮向右侧(或向左侧)移动,将显微镜的十字叉丝超过第35条暗纹(到40条),然后再退到35条暗纹,进行测量； 测量中读数显微镜只向一方向移动，中途不可倒退。
光学元件同轴等高的调节和判断方法
光学元件同轴等高的调节和判断方法作者：潘宝珠李博文蓝新惠陈天昊汤靖来源：《科技视界》2019年第10期【摘要】激光器发出的光经过小孔缩束以后可以看做光线。
确定光轴的方法为：首先调节2个小孔同轴等高，其次调节激光器使激光光线穿过间隔一定距离同轴等高的两个小孔，当透射光线穿过小孔，反射光线返回到另一小孔时，这样就确定了光轴，且实现了光轴的可视化。
对于透镜，透射光线沿着光轴传播时，不改变光的传播方向，反射光线沿原路返回。
基于此可以对光学系统中凸透镜、凹透镜等光学元件独立地进行同轴等高调节。
该方法大大降低了光学元件同轴等高调节和判断的难度，可显著地提高工作效率。
【关键词】光学;实验;同轴等高调节;激光器中图分类号： O4-34 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）10-0097-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.10.040Adjustment and Determination Method of Coaxial and Equal Altitude of Optics ElementsPAN Bao-zhu LI Bo-wen LAN Xin-hui CHEN Tian-hao TANG Jing*（Nantong University，Nantong Jiangsu 226007，China）【Abstract】The small size beam from a laser which passes through a hole can be seen as light ray.The method to determine the optical axis is that adjusting two holes coaxial and equal altitude firstly.The secondly，the laser is adjusted to make the laser ray pass through two holes，which has some distance apart.When the transmitted ray passes through the hole and the reflected ray returns to the other hole，the optical axis is determined;and visualization of the optical axis is realized.For a lens，when transmitted ray travels along the optical axis，it does not alter the direction;and the reflected ray returns along the original path.Based on this，optical elements such as a convex lens and a concave lens in the optical system can be independently adjusted to coaxial and equal altitude.This method reduces the difficulty of coaxial adjustment and judgment of optical elements greatly，and can significantly improve the work efficiency significantly.【Key words】Optics;Experiment;Coaxial and equal altitude adjustment;Laser1 原理激光器是人类20世纪最伟大的发明之一，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。
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几何光学实验共轴调节的方法
几何光学实验是光学实验中的一种重要实验，它主要研究光的传播和反射规律。
在进行几何光学实验时，共轴调节是非常重要的一步，它可以保证实验的准确性和可靠性。
下面我们就来详细了解一下几何光学实验共轴调节的方法。
我们需要了解什么是共轴调节。
共轴调节是指在光学实验中，将光源、物镜和目镜三者的光轴调整在同一条直线上的过程。
这样可以保证光线的传播方向和光路的准确性，从而保证实验的准确性。
接下来，我们来介绍一下几何光学实验共轴调节的方法。
首先，我们需要将光源放置在实验台上，并将其调整到合适的位置。
然后，我们需要将物镜和目镜放置在光源的两侧，并将它们调整到合适的位置。
在调整物镜和目镜的位置时，需要注意它们的光轴是否与光源的光轴重合。
接下来，我们需要使用调节螺丝来调整物镜和目镜的位置，使它们的光轴重合。
在调节螺丝时，需要注意调节的方向和力度，以免对实验产生影响。
调节螺丝时，可以使用显微镜来观察物镜和目镜的位置，以便更加准确地调节。
我们需要使用光屏来检测光路是否正确。
将光屏放置在目镜的位置上，然后调整光源的位置，使光线能够通过物镜和目镜，并在光屏上形成清晰的像。
如果像不清晰或者偏移，就需要重新调整物镜和
目镜的位置，直到光路正确为止。
几何光学实验共轴调节是非常重要的一步，它可以保证实验的准确性和可靠性。
在进行共轴调节时，需要注意调节的方向和力度，以免对实验产生影响。
同时，使用光屏来检测光路是否正确也是非常重要的一步。
只有在光路正确的情况下，才能进行准确的实验。