平行光管的调节与应用
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。
平行光管调节及使用(1)
实验十一 平行光管的调整及使用实验目的 :１．了解平行光管的结构及工作原理，掌握平行光管的调整方法。
２．学会用平行光管测量凸透镜的焦距。
３．会用平行光管测定鉴别率。
实验仪器 ：平行光管，平面反射镜，平行光管分划板，测微目镜，凸透镜等。
平行光管的结构平行光管是产生平行光束的装置，其外形如图5－11－1所示。
当调试好平行光的1.物镜组 5.分划板调节螺钉2.十字旋手3.底座4.镜管 6.照明灯座 7.变压器图5 —11－１十字分划板的中心与平行光管的主光轴共轴以后，先拆下高斯目镜光源，再拆下十字 分划板，换上玻罗板、鉴别率板等，接上如图5－11－2所示的直筒式光源，但是直筒光源上拆下来的。
由于分划 板放在平行光管物镜的焦平 板的毛玻璃上，所以，分划 板上各种划痕，以及毛玻璃 上所散射出来的光，通过物镜的折射以后，都成为平行光。
平行光管是装、校、调整光学仪器的重要工具之一， 也是光学量度仪器中的重要组成部分，配用不同的分划板，与测微目镜（或显微镜系 统），可以测定透镜或透镜组的焦距、鉴别率及其它成像质量。
为了保证检查或测量 精度，被检透镜组的焦距最好不大于平行光管物镜焦距的二分之一（其物镜焦距我们 经常说成是平行光管的焦距）。
式光源中的小灯泡是从高斯1 2 3 4面上，且有灯光照射在分划 1.物镜 2.分化板 3.毛玻璃 4.光源图5 — 11 — 212 34 567平行光管的型号很多，常见的有CPG550型、CTT5.5型，下面主要以CPG550为例介绍平行光管的构造，１．CPG550型平行光管主要规格（１）物镜焦距f'：550毫米（名义值），使用时按出厂的实测值。
（２）物镜口径D：55毫米。
（3）高斯目镜：焦距f'为44毫米，放大倍数为5.7×。
２．分划板(a)十字分划板(b)2号鉴别率板(c)3号鉴别率板(d)星点板(e)玻罗板图5—11－３CPG550型平行光管有5种分划板，如图5－11－3所示。
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。
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。
平行光管的调整和使用课件
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式中y’是波罗板上所选用线距实际 值， y是测得波罗板象的线距， f‘ 是平行管物镜焦距实测值，为了 保证测量精确度，一般待测透镜 的焦距颖小于平行光管的物镜焦 距的二分之一。
用平行光管测量焦距如下图所示，选用 测微目镜，使被测 透镜焦平面上所成 玻罗板的像也在测 微目镜的焦平面上，
二级物理实验平行光管的调整和使用内容总览
实验原理 思考题与参考资料
注意事项
仪器设备
1．了解平行光管的结构原理，并掌握平行 光管的调节方法。2.掌握平行光管的使用方法，测定透镜的 焦距、分辨率等
实验目的
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1 、550型平行光管。2 、可调式平面反射镜。3、分划板一套(十字分划板、玻罗板、 分辨率板、星点板)。4、测微目镜。5、待测透镜一块
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平行光管的调整： 当调试好平行光的十字分划板的中心与平行光管的主光轴共轴以后，先拆下高斯目镜光源，再拆 下十字分划板，换上玻罗板、鉴别率板等，接上如下所示 的直筒式光源，其中直筒式光源中的小灯泡是从高斯光源 上拆下来的。由于分划板放在平行光管物镜的焦平面上，
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且有灯光照射在分划板的毛玻璃上，所以，分划板 上各种划痕，以及毛玻璃上所散射出来的光，通过 物镜的折射以后，都成为平行光。平行光管是装、 校、调整光学仪器的重要工具之一，也是光学量度 仪器中的重要组成部分，配用不同的分划板，与测 微目镜(或显微镜系统)，可以测定透镜或透镜组 的焦距、鉴别率及其它成像质量。为了保证检查或 测量精度，被检透镜组的焦距最好不大于平行光管 物镜焦距的二分之一(其物镜焦距我们经常说成是 平行光管的焦距)。
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(3)星点板：星点直径为 φ0.05毫米，通过被检系 统后有一衍射像，根据像板：它与测微目镜(或读数显微镜)组合 在一起使用，用来测量透镜组的焦距。玻罗板上每两 条等长线之间的间距有不同的尺寸，其名义尺寸为： 1毫米、 2毫米、 4毫米、 10毫米、 20毫米，使用时应 依据出厂时的实测值。
大学物理光学实验
大学物理光学实验平行光管的调整及使用1．测量凸透镜及透镜组的焦距１）平行光管调整后，拿下平面镜，将被测凸透镜置于平行光管的前方，在透镜的前方放上测微目镜，调节平行光管、被测凸透镜和测微目镜，使它们大致在同一光轴上，尽量让测微目镜拉近到实验人员方便观察的位置。
２）将平行光管的十字分划板换成玻罗板，并拿下高斯目镜上的灯泡，放在直筒形光源罩上，然后装在平行光管上。
３）转动测微目镜的调节螺丝，直到从测微目镜里面能看到清晰的叉丝、标尺为止。
４）前后移动凸透镜，使被测凸透镜在平行光管中的玻罗板成像于测微目镜的标尺和叉丝上，表明凸透镜的焦平面与测微目镜的焦平面重合。
５）用测微目镜测出玻罗板像中10毫米两刻线间距的测量值y，读出平行光管的焦距实测值'f和玻罗板两刻线的实测值'y（出厂时仪器说明书中给定），重复五次，将各数据填入自拟表中。
2．用平行光管测凸透镜的鉴别率（１）取下玻罗板，换上3号鉴别板，装上光源。
（２）将测微目镜、被测透镜、平行光管依次放在光具座上。
（３）移动被测透镜的位置，使被测透镜在平行光管的3号鉴别率板成像于测微目镜的焦平面上。
用眼睛认真地从1号单元鉴别率板上开始朝下看，分辨出是哪一个号数单元的并排线条，记下号码。
（４）在表4－4－1中查出条纹宽度a值及鉴别率角值，也可将a、'f（平行光管焦距，出厂的实测值）代入（4－4－3）式，求出鉴别率角值 。
光的干涉实验若将同一点光源发出的光分成两束，在空间各经不同路径后再会合在一起，当光程差小于光源的相干长度时，一般都会产生干涉现象。
干涉现象是光的波动说的有力证据之一。
“牛顿环”是一种分振幅法等厚干涉现象，1675年，牛顿首先观察到这种干涉，但由于牛顿信奉光的微粒说而未能对其作出正确的解释。
干涉现象在科学研究和工业技术上有着广泛的应用，如测量光波波长，精确测量微小长度、厚度和角度，检验试件表面的光洁度，研究机械零件内应力的分布以及在半导体技术中测量硅片上氧化层的厚度等。
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。
平行光管的调节与使用
1§2.24 平行光管的调节与使用目的1．了解平行光管的构造及原理; 2．掌握平行光管的调节方法;3．学会使用平行光管测量透镜焦距及分辨率的方法. 仪器及用具550型平行光管、可调式平面反射镜、分划板一套(包括十字分划板、玻罗板、分辨率板和星点板)、测微目镜及待测透镜.实验原理一、平行光管的结构平行光管主要是用来产生平行光束的,它是校验和调整光学仪器的重要工具,也是重要的光学量度仪器.若配用不同的分划板及测微目镜或读数显微镜,可测定和检验透镜或透镜组的焦距、分辨率及其成像质量．实验室中常用的CPG －550型平行光管,附有高斯目镜和可调式平面反射镜,其光路图如图2.24-1所示. 由光源发出的光,经分光板后照亮分划板,而分划板被调节在物镜的焦平面上.因此,分划板的像将成于无穷远,即平行光管发出的是平行光束,可用高斯目镜根据自准直原理来检验.二、平行光管的规格及附件1．平行光管:焦距f '为550mm (名义值),使用时按实测值.口径D =55mm ,相对孔径D : f '=1:10.2．高斯目镜:焦距为44mm ,放大倍率5.7.3．分划板:图2.24-2(a )为十字分划板,其作用是用来调焦和光路共轴的.图2.24-2(b )为玻罗板,它与测微目镜或显微镜组组合,用来测定透镜或透镜组的焦距. 玻罗板的玻璃基板上,用真空镀膜的方法镀有五组线对,各组线对之间距离的名义值分别为1.000mm ;2.000mm;4.000mm;10.000mm 和20.000mm ,使用时应以出厂的实测值为准.图2.24-2(c)为分辨率板,该板有两种(２号、3号),可以用来检验物镜和物镜组件的分辨率,7图2.24-1 1.可调式反射镜;2.物镜;3.分划板;4.光阑;5.分光板; 6.目镜;7.出射光瞳;8.聚光镜;9.光源;10.十字螺钉.(a) (b)(c) (d) 图2.24-2 分划板2板上有25个图案单元,对于2号板,从第1单元到第25单元每单元条纹宽度由20μ递减至5μ,而3号板则由40μ递减至10μ.图2.24-2(d)为星点板,星点直径0.05mm ,通过光学系统后产生该星点的衍射花样,根据花样的形状可以定性检查系统成像质量的好坏.实验内容一、平行光管的调节为了正确使用平行光管和确保平行光管的出射光线严格平行,必须在使用前对平行光管进行调节.(一)调节要求1．使十字分划板严格处于物镜的焦平面上.2．使十字分划板十字线中心同平行光管的光轴相重合. (二)调节步骤1．将仪器按图2.24-1所示放置.2．调节目镜,使在目镜中能清楚地观察到十字分划板的十字线.3．调节平面反射镜,使平行光管射出的光束返回平行光管,即在目镜视场中能见到十字叉丝的反射像且与物像重合.4．细心调节分划板座的前后位置,在目镜中不仅能同时清楚地看到十字线并且与反射回来的像无视差.这时分划板已基本调整在物镜的焦平面上了.(为什么?)5．松开平行光管的十字螺钉,将平行光管绕光轴转过180度,若分划板十字线的物与像不重合,这说明十字线中心同光轴不重合.6．分别调节平面反射镜及分划板座中心调节螺钉,两者各调一半,使分划板十字线的物与像重合.7．重复步骤5和6,反复调节直到转动平行光管时,十字线的物与像始终重合.至此,平行光管已调节完毕.二、测定透镜的焦距 (一)原理如果平行光管已调节好,并使玻罗板位于物镜L 的焦平面上,那么,从玻罗板出射的光,经物镜L 后变成平行光,平行光通过待测透镜L x 后,将在L x 的第二焦平面F '上会聚成像,其光路如图2.24-3所示,因而玻罗板上的线对必然成像于F '面上.由图2.24-3可以得到待测透镜的焦距为式中y 是玻罗板上所选用线对间距的实测值,y '是玻罗板上对应像的间距的实测值,f '是平行光管物镜第二焦距的实测值.(二)步骤)124.2(-''-='yy f fx 图2.24-4-y '' 图2.24-331．将平行光管中的分划板换成玻罗板,并调节使之位于平行光管物镜的焦平面上.按图2.24-4放置好平行光管、待测透镜及测微目镜,并使之共轴,测微目镜放在待测透镜第二焦平面附近.2．沿光轴前后移动透镜,使在测微目镜中看到清楚的玻罗板线对的像.3．选用玻罗板上的不同线对,用测微目镜测出玻罗板线对像的间距y ' ,重复三次,取平均值,计算待测透镜的焦距.三、测透镜的分辨率 (一)原理分辨率(或分辨本领)是指光学系统能够分辨细微结构的能力,它是光学系统成像质量的综合性指标.按照几何光学的原理,任何靠近的两个物点,经光学系统后所成的像也应该是两个“点”.但这是不可能的,因为即使光学系统无像差,由于光的衍射作用,一个物点的像不再是一个“点”，而是一组衍射花样.根据衍射理论,一个透镜的分辨率用它能够分辨两组衍射花样的最小角距离θ表示.若D 为透镜孔径,λ为光波波长,则最小角距离θ为如图2.24-4所示,若将分辨率板置于平行光管的物镜焦平面上,那么,在待测透镜的第二焦平面附近,将得到分辨率板的像.用测微目镜观察此像,待测透镜的质量越高,观察到的能分辨的单元号码就越高,找出分辨率板上刚能分辨的单元号码,然后按下式计算透镜可分辨的最小角距离式中2a 为相邻两条刻线的间距,a 为刻纹宽度(单位毫米,由附表可以查得), f '为平行光管焦距的实测值．(二)测量分辨率的方法1．如图2.24-4所示,安排好仪器,将玻罗板换3号分辨率板.2．调节各光学元件,使之共轴,并将测微目镜放置在待镜的第二焦平面附近.3．沿光轴前后移动透镜,使测微目镜中能够看到分辨率板的像,并读出分辨率板上刚能被分辨的单元号码.查阅附表,计算出θ.4．测出透镜的孔径D ,由(2.24-2)式计算θ与由(2.24-3)式测得的θ进行比较(取λ=550.0nm ).思考题1．平行光管是怎样产生平行光束的? 2．平行光管调节的具体要求是什么?附表 分辨率板条纹宽度及最小分辨角(3号分辨率板)）（秒）324.2(2062652-'=f a θ）（（秒）弧度）224.2140(22.1-==DD λθ4。
平行光管的调整和使用
3—5 平行光管的调整和使用几何光学的理论指出：位于正透镜焦平面上的点光源，发出的光经透镜后成为一束平行光。
根据这个原理，平行光管把分划板置于物镜的焦平面上，则分划板上每个点投回物镜的光，经物镜后都成为平行光束，即分划板成象在无穷远处，如图3—5—1所示。
平行光管主要是用来产生平行光束的仪器。
它是装校和调整光学仪器的重要工具之一，也是重要的光学量度仪器。
配有不同的分划板、测微目镜或读数显微镜系统，则可测定透镜或透镜组的焦距、分辨率及其成像质量。
本实验旨在了解平行光管的结构原理；掌握平行光管的调整和使用方法；测定透镜的焦距、分辨率及玻璃基板的平行度。
一、[实验仪器]550型平行光管一套、可调式平面反射镜（附件）、分划板一套（附件，其中包括十字叉丝分划板、玻璃、分辨率板、星点板各一块）、读数显微镜、待测透镜及平面玻璃基板各一块。
二、[实验原理]实验室中常用的国产CPG-550型平行光管附有高斯目镜和调整式平面反射镜。
其光路结构如图3—5—2所示1.可调式反射镜；2.物镜；3.分划板；4.光阑；5.分光板；6.目镜；7.出射光瞳；8.聚光镜；9.光源；10.十字螺钉图3—5—1550型平行光管的主要技术规格及附件如下： 1．平行光管：焦距550='f mm （名义值），使用时按实测值。
口径55=D mm 。
相对孔径101='f D。
2．高斯目镜：焦距44='f mm ，放大倍数5.7倍。
3．分划板：除了十字叉丝分划板（如图3—5—3（a ））外，还有其它形式分划板可以根据测量内容的不同而更换使用。
（1）分辨率板：分2号和3号两种。
板上有25个单元图案，对于2号板，从第一单元到第25单元，条纹宽度由μ20递减到5μ，而3号板则由40μ递减至10μ（如图3—5—3（b ））。
分辨率板可用于检验物镜和物镜组件的分辨率。
（2）星点板：星点直径为0.05mm ，通过光学系统后产生该星点的衍射花样，根据花样的形状可以定性检查系统成像质量的好坏。
平行光管的调整及使用
4.687
0.01
A
（ xi x）2 n 1
U x 2A 2B
y1 x1 x‘1 2.7874.6871.900mm y2 x2 x‘2 3.2604.2190.959mm y3 x3 x‘3 3.5183.9720.454mm
U y1
U2 x1
U 2 x‘1
0.01mm
2650.013mm
Uf3
f3
U （
f
f‘ ’）2 （Uyy33
）2 （Uyy3’ ‘3 ）2
251 （0.9）2 （ 0.01）2 （0.0009）2 552 0.454 0.9986
• 550型平行光管 用测微目镜测出6条波罗板刻线的像的位置，重复6次。
用测微目镜测出6条波罗板刻线的像的位置，重复6次。 学会用平行光管测量凸透镜的焦距。
• 测微目镜，待测透镜及支架 记录平行光管上给出的物镜焦距实测值 f’=552.
学会用平行光管测量凸透镜的焦距。 记录平行光管上给出的物镜焦距实测值 f’=552. 刻线像的位置(Δ仪=0. 调节测微目镜的目镜，看清测微目镜内分划板上的准线和读数；
1
2
3
4
5
6
平均值
ΔA
UX
x1(mm)
2.812
2.791
2.771
2.785
2.787
2.775
2.787
0.01
0.01
x2(mm)
3.281
3.272
3.261
3.251
3.251
3.241
3.260
0.01
0.01
x3(mm)
3.531
3.520
3.531
分光计中平行光管的作用
分光计中平行光管的作用分光计是一种用来测量光的方向、波长、强度等参数的仪器。
在分光计的光路中，平行光管作为一部分，起着非常重要的作用。
本文将对分光计中平行光管的作用进行详细介绍。
一、平行光管的基本构造平行光管由两条单色棱镜构成，每一条单色棱镜都由三个部分组成：一个底面、一个切线面和一个人字梯面。
两个单色棱镜通过平行光管架连接在一起，形成一个平行的通道，光线可以从一个单色棱镜进入平行光管，从另一个单色棱镜出去。
二、平行光管的作用1. 调节入光束的光路平行光管主要用于调节入光束的光路，使得光线在进入分光仪后能够保持平行。
在分光仪的光路中，光线从光源进入分光计之后，会经过X射线、γ射线或其他的过滤器，此时光线是不平行的。
如果光线不平行，会导致在信息的采集和处理过程中出现误差。
因此需要通过平行光管将光线缩成一束平行光线，以保证后续的测量准确性。
2. 调节平行光线的波长平行光管还可用于调节平行光线的波长。
当光线通过单色棱镜时，不同波长的光线会有不同的折射角。
因此，将经过单色棱镜的光线通过平行光管时，可以通过调整单色棱镜的角度来调节不同波长的光线。
3. 保证光路的稳定平行光管还有一个作用是保证光路的稳定性。
因为光线是在平行光管内平行传播，不会因为光路的任何微小变化而改变传播方向。
一旦光路变化，就会影响光路的稳定性和精度。
三、总结平行光管在分光计的实验中扮演着一个非常重要的角色。
它可以将光线调节成平行的光线，调节不同波长的光线，保证光路的稳定性。
而分光计中各种仪器之间的相互作用，旨在获得更准确的测量结果。
因此，平行光管不仅仅是分光计中的一个关键部件，更是实验测量的一项基础，对其的认识和掌握将有助于我们更深入地了解光学理论及其在实践中的应用。
平行光管的调节
平行光管的调节
平行光管的调节包括以下几个方面：
1. 光源位置：平行光管的光源通常是一组紧密排列的荧光灯管或LED灯等，可以通过调整灯管的位置来改变光源的位置，进而改变所发射光线的方向和角度。
2. 光源亮度：可以通过调节光源的亮度来改变光线的强度。
对于荧光灯管，可以通过调整电流大小或使用可调节的电子镇流器来控制灯管的亮度。
对于LED灯，通常可以通过控制电流或使用调光器来实现亮度的调节。
3. 光源角度：平行光管的光源通常是一组平行于地面的光线，但也可以通过调节灯管的倾斜角度或使用反射镜等来改变光源的角度。
这样可以使光线以不同的角度照射到物体上，从而实现不同的照明效果。
4. 光源颜色：平行光管的光源通常是白色光，但也可以通过选择不同颜色的灯管或LED灯来改变光源的颜色。
比如，使用具有不同色温的白色灯管可以实现冷暖光的调节，或使用有色灯管可以实现彩色光的照明效果。
5. 光源控制：可以使用调光器或智能照明系统等来对平行光管进行集中控制，实现对光源亮度、颜色和开关等的远程或自动控制。
这样可以方便地调节和切换不同的照明模式，提高照明的灵活性和便利性。
平行光管的调整及使用
平行光管的调整及使用1．了解平行光管的结构及工作原理。
2．学会用平行光管测量凸透镜的焦距。
3．会用平行光管测定鉴别率。
平行光管，平面反射镜，平行光管分划板，测微目镜，凸透镜，光具座。
平行光管的结构平行光管是产生平行光束的装置，其外形如图4－4－1所示。
当调试好平行光的十字分划板的中心与平行光管的主光轴共轴以后，先拆下高斯目镜光源，再拆下十字分划板，换上玻罗板、鉴别率板等，接上如图4－4－2所示的直筒式光源，但是直筒式光源中的小灯泡是从高斯光源上拆下来的。
由于分划板放在平行光管物镜的焦平面上，且有灯光照射在分划板的毛玻璃上，所以，分划板上各种划痕，以及毛玻璃上所散射出来的光，通过物镜的折射以后，都成为平行光。
平行光管是装、校、调整光学仪器的重要工具之一，也是光学量度仪器中的重要组成部分，配用不同的分划板，与测微目镜（或显微镜系统），可以测定透镜或透镜组的焦距、鉴别率及其它成像质量。
为了保证检查或测量精度，被检透镜组的焦距最好不大于平行光管物镜焦距的二分之一（其物镜焦距我们经常说成是平行光管的焦距）。
1．平行光管主要规格（１）物镜焦距'f：550毫米（名义值），使用时按出厂的实测值。
（２）物镜口径D：55毫米。
（3）高斯目镜：焦距'f为44毫米，放大倍数为5.7×。
十字分划板)(a号鉴别率板2)(b玻罗板)(e３号鉴别率板)(c星点板)(d图4—4—3图4—4—2插头变压器 照明灯座 分划板调节螺钉 镜管底座 十字旋手 物镜组 .8.7.6.5.4.3.2.1图4—4—12．分划板550型平行光管有5种分划板，如图4－4－3所示。
（１）十字分划板：调节平行光管的物镜焦距并将十字分划板的十字心调到平行光管的主光轴上，若拿掉十字分划板换上其它分划板，此分划板的中心也在平行光管的主光轴上。
（２）鉴别率板：可以用来检验透镜和透镜组的鉴别率，板上有25个图案单元，每个图案单元中平行条纹宽度不同，对2号鉴别率板，第1单元到第25单元的条纹宽度由20微米递减至5微米；而对3号鉴别率板25单元，则由40微米递减至10微米。
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一：调整平行光管光路目的：了解平行光管的工作原理，掌握调整平行光管光路的方法。
材料：平行光管、调节螺丝、光源步骤：1.将光源放在适当的位置，以保证光线直接射向平行光管。
2.打开平行光管，将其放在光源前面，调节平行光管上的调节螺丝，使其与光源的光线平行。
3.在屏幕上观察到一条直线的投影后，调整平行光管的位置和角度，使其投影尽可能直线并与其他光源的投影平行。
4.通过观察投影结果和调整螺丝，逐步调整光管光路。
5.重复上述步骤，直到投影线条直线且平行，并能避免产生明显的光晕或光斑。
结果：成功调整平行光管光路，确保其投影直线且平行。
实验二：使用平行光管进行实验目的：利用平行光管进行实验，观察其在不同条件下的变化。
材料：平行光管、凸透镜、平凸透镜、平透镜、凹透镜、屏幕。
实验一：平行光经凸透镜的折射步骤：1.将平行光管放在适当位置，并调整光路以保证光线平行。
2.放置凸透镜，并调整凸透镜的位置，使光线通过凸透镜后能够形成对焦的投影在屏幕上。
3.记录屏幕上的投影结果。
实验二：平行光经平凸透镜的折射步骤：1.将平行光管放在适当位置，并调整光路以保证光线平行。
2.放置平凸透镜，并调整平凸透镜的位置，使光线通过平凸透镜后能够形成对焦的投影在屏幕上。
3.记录屏幕上的投影结果。
实验三：平行光经平透镜和凹透镜的折射步骤：1.将平行光管放在适当位置，并调整光路以保证光线平行。
2.放置平透镜，并调整平透镜的位置，使光线通过平透镜后能够形成对焦的投影在屏幕上。
3.记录屏幕上的投影结果。
4.更换为凹透镜，重复步骤2和步骤3，记录屏幕上的投影结果。
结果：根据实验记录，可以观察到平行光经不同透镜的折射现象，进而探究光通过透镜后的特性和变化。
实验四：平行光管的投影测距目的：利用平行光管进行投影测距实验，掌握其测距原理和方法。
材料：平行光管、测距仪、屏幕。
步骤：1.将光源和测距仪放置在适当的位置。
2.调整平行光管的位置和光路，使其与测距仪的尺度线平行。
9平行光管的调节和使用135
平行光管的调节和使用一、焦距仪、平行光管介绍焦距仪用于测量透镜或透镜组（包括厚透镜）的焦距，精度比较高，是实际工作中常用的测焦距仪器。
它还可用来测光学系统物镜的分辨率以及定性检查光学零件的成像质量。
实验室中用的焦距仪主要由平行光管和测微目镜组成，其光学系统的结构如图所示。
平行光管内的玻罗板位于平行光管物镜的焦平面上，其上刻有5对平行线。
图中标出了每一对平行线的线距标称值(单位为mm)，最外面一对长线的线距为20mm，实验时根据具体情况选用合适的线距进行测量。
测微目镜的结构如图所示。
固定分划板上有8个分格，每分格距离为1mm。
活动分划板上刻有叉丝，用于对准被测物体。
活动分划板和固定分划板相距很近，可以认为两者在同一平面上。
鼓轮上刻有100个分格。
鼓轮转一圈，活动分划板移动1mm。
测量前先调节目镜，看清叉丝。
测量时，使被测物成像于分划板上，用叉丝依次对准被测点，测出它们的位置。
被测点位置的整数部分由固定分划板上的毫米刻尺读出(有一种测微目镜无固定分划板，但在鼓轮内侧套筒上刻有毫米刻尺)，小数部分由鼓轮上的刻度读出，估读到0.001mm。
有些工厂生产的焦距仪是由平行光管和读数显微镜组成，读数显微镜包括物镜、测微目镜和调节架，使用这种焦距仪时，要考虑到物镜的放大作用对测量的影响。
焦距仪的光路如图所示，由物发出的光经平行光管物镜L 后成为平行光，再经待测透镜L x 后成像在其焦平面上，所以f yy f x ' (1) 式中f 为平行光管物镜的焦距，其数值已标在平行光管上(标称值为550mm)；y 为玻罗板上所选的某一对平行线的线距，其数值也标在平行光管上，单位为mm ；y ’为用测微目镜测得的同一对平行线的像的距离；f x为待测凸透镜的焦距。
操作要点及注意事项：(1)凭眼睛观察粗调平行光管、待测透镜和测微目镜，使三者共轴，并使光轴平行于光具座导轨。
(2)为减少误差，从目镜中看到的被测的一对平行线的像应位于视场中央，并且该被测像与活动分划板上的叉丝之间应无视差。
平行光管的调整和使用
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1.平行光管
1.物镜组
2.十字旋手 3.底座 4.镜管
5.分化板调节螺钉 6.照明灯座 7.变压器 8.插头
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550型平行光管主要规格
1．
1、物镜焦距f’为：550毫米（名义值），使用时可按实测 值，口径D=55mm，相对孔径D/f=1/10。
2、高斯目镜：物镜焦距f’=44毫米，放大倍数为5.7倍。 3、分划板：除了十字分划板，还有三种分划板可以交换 使用。（如下图所示）
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（１）十字分划板：调节平行光管的物镜焦距并将十字分 划板的十字心调到平行光管的主光轴上，若拿掉十字分划 板换上其它分划板，此分划板的中心也在平行光管的主光 轴上。 （２）分辨率板：可以用来检验透镜和透镜组的鉴别率， 板上有25个图案单元，每个图案单元中平行条纹宽度不同 ，对2号鉴别率板，第1 单元到第25单元的条纹宽度由20 微米递减至5微米；而对3号鉴别率板25单元，则由40微 米递减至10微米。
2a 206256"
f'
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用平行光管测量焦距
如下图所示，选用
测微目镜，使被测
透镜焦平面上所成
玻罗板的像也在测
微目镜的焦平面上
，便可测量。 式中y’是波罗板上所选用线距实际
f f ' y y'
值，y是测得波罗板象的线距，f‘ 是平行பைடு நூலகம்物镜焦距实测值，为了 保证测量精确度，一般待测透镜
二级物理实验
平行光管的调整和使用
内容总览
实验目的 仪器设备 实验原理
实验内容与步骤 注意事项
平行光管的调节与应用专业资料
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？
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 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。
5W-F550型平行光管
分划板
透镜焦距测量
待测透镜
Y
玻罗板
f
测微目镜
Yx
物镜
fx 待测透镜
fx
f
Yx Y
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。
2. 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？
谢谢观看
学习使用平行光管测定薄透镜的焦距。 5调W节-F反5射50镜型镜平面行方光向管使物、像完全重合且无视差——验证分划板位于物镜焦平面上。
每通板过上 平面行都光有管可25以个取单得元来图自案无，穷每远个的单光元束有—四—个平方行向光，。每个方向都由一些平行的刻线所组成的。 将2 测反量射凸镜透置镜于的平焦行距光管前面，通过高斯目镜观察反射像。 1用-测光微源目镜2 可- 毛观玻察璃到分辨率板的像。
镜的分辨本领； 13 - 光 分源 划板2 4- 毛- 物玻镜璃
1 - 光源 2 - 毛玻璃
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
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平行光管调节 测量凸透镜焦距 测量凸透镜最小分辨角
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
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。
当分划板位于物镜的焦面上时，分划板的像在
物镜像空间的无穷远处，即由平行光管发出的光是
平行光束。
f
1 - 光源 2 - 毛玻璃 3 - 分划板 4 - 物镜
5W-F550型平行光管
分划板
2 测量凸透镜的焦距 1）选择玻罗板上合适的线对，重复测量6次Yx，计 算凸透镜焦距及不确定度。 2）（选做）记录玻罗板上4～5对线对的像距，作Y －Yx曲线，通过曲线斜率计算透镜焦距。
3 测量凸透镜的最小分辨角
思考题
1. 为什么说平行光管旋转180º后十字刻线物象不 重合是因为十字刻线中心偏离光轴的原因？
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。
0
1.22
D
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。
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？
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；
透镜焦距测量
待测透镜
Y
玻罗板
f
测微目镜
Yx
物镜
fx 待测透镜
fx
f
Yx Y
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。
透镜最小分辨角的测量
分辨率板
用测微目镜可观察到分辨率板的像。如果被检透
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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
2a ×206256"
f
2a为条纹间距，f 为平行光管焦距
实验内容
1 平行光管调节 将反射镜置于平行光管前面，通过高斯目镜观察反 射像。调节反射镜镜面方向使物、像完全重合且无 视差——验证分划板位于物镜焦平面上。 平行光管旋转180度，物像仍应重合。
2. 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？
读数显微镜注意事项
(1) 测量同一组数据时，鼓轮应沿同一方向 旋转，不得中途反向，以避免空程误差。
(2) 被测量物的线度方向必须与基准线方向
(3) 被测量物的像与基准线重合，不能存在 视差
(4) 零点修正值的存在，注意整数位的读法。