这就是用定焦距平行光管法测定_图文(精)
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图3-2
3、出瞳距P´的测量:
出瞳距P´是出瞳到望远镜目镜后表面的距离。
测量装置如图3-3所示;1被测望远镜,2望远镜出瞳D´ ,3测量显微镜,
图3-3
4、望远系统放大率的测量:
望远系统放大率即为可视放大率或者称为视角放大率,由几何光学可知用r表示视角放大率有如下关系:
目
物f f D D tg tg r ¢ ¢ =
应用光学实验
实验一
透镜焦距、截距的测量
一、实验目的
焦距是光学透镜及光学系统的最基本的特性参数之一。其实际焦距值与理论计算值存在一定的偏差。为了控制其精度,就必须对另件或系统进行具有一定精度的测量。本实验就是使同学们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、实验原理1、焦距的测量
图1-1测正透镜焦距的原理图
2
sin
2
sin
a
a
d × = + n m所以
2
sin
2
sin
a
a d + =
m n (2 - 4
最小偏向角法测量玻璃折射率的就是利用此关系式。
在实验中我们是通过连续改变光线的入射角,从而测出棱镜最小偏向角m d的角度值,由(2-4式计算出折射率n。
三、实验内容与要求
1、测量等边三棱镜对钠光的折射率,并用技术术语标注。a = 60°
三、实验内容与要求
测量单个或组合透镜的焦距、前截距及后截距,每个参数测量三遍取平均值计算焦距和截距,画出测量原理图。
1、将透镜夹持稳妥。
2、选好显微镜的放大倍率。
3、选三组刻线分别进行测量,也可一组刻线测量三次。四、思考题
1、不同波长的光源对所测焦距有何影响?
2、请划出所测物镜的物方;焦点、焦平、主点、主面、象方;焦点、焦面、主点、主面来?
实验二最小偏向角法测量玻璃折射率
一、实验目的
1.掌握最小偏向角法测量玻璃折射率的基本原理与测量方法
2.了解分光计的主要用途,学会分光计的调整与使用二、实验原理
所谓偏向角,就是光线经棱镜两折射面后,出射光线与入射光线的夹角,用d表示,如图2—1所示。由图可以看出:
( ( 2 2 1 1 I I I I - ¢ + ¢ - = d = ( 2 1 2 1 I
2、根据折射率查光学材料手册,确定其光学玻璃牌号。
提示:要用实验现象判断最小偏向角的位置四、思考题
1、上述实验中,如棱镜折射角a未知,用分光计如何测量?请画出测量示意简图,并说明由仪器读出的角度值与折射角的关系。
实验三
望远系统参数的测量
一、实验目的
1、掌握望远系统的入瞳、出瞳及出瞳距的测量方法。
2、掌握望远系统放大率的测量方法二、实验原理
¢ = ¢ = w w式中:ω—望远镜物方视场角。
ω´—望远镜象方视场角。D—望远镜的入瞳直径。D´—望远镜的出瞳直径。f´物—望远镜的物镜焦距。f´目—望远镜的目镜焦距。
根据以上公式,只要任意测得对应的一组数据即能计算出望远系统的放大率P值。测量原理如图3- 4所示。
出射光瞳
物镜(孔径光阑
视场光阑目镜图3-4
当棱镜处于最小偏向角位置时有:
2ห้องสมุดไป่ตู้1 I I ¢ = ;
2 1 I
I = ¢则1
2 1 2I I I ¢ = + ¢ = a即
2
1 a
=
¢ I (2 - 2
由(2-1式改写成: a
d - ¢ + = 2 1 I I m所以
2
1 a
d + =
m I (2 - 3
根据折射定律: 1
1 sin sin I n I ¢ × =将(2-2式和(2-3式代入上式得:
三、实验内容与要求:
测量单筒望远镜,或水准仪的,入瞳D,出瞳D´出瞳距P´,计算出望远镜系统的放大率。每个参数测量三遍取平均值,画出测量原理图。
1、将望远镜或水准仪,调焦到无穷远。
截距是被测物镜后表面到该物镜所成象面间的距离。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1-2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象面y ′上的,这时显微镜处在光具座长刻尺某一位置上。然后慢慢地移动显微镜,对被测物镜后表面成像,显微镜又处在光具座另一位置上,二者之差,即为显微镜移动的距离F S ¢ ,也是被测物镜的后截距F S ¢ ,测试如图1 -2所示。
I I I + ¢ - ¢ +
棱镜折射角a为:
2
1 I I + ¢ = a所以: a
d - ¢ + = 2 1 I I (2 - 1
图2-1
从(2-1式可以看出,偏向角d是随光线入射角1 I变化的。当2 1 I I ¢ =时,则偏向角d为极
小值,称之为最小偏向角,用m d表示。表明当入射光线和出射光线对称于折射棱镜时,偏向角最小。在给定棱镜折射角a和光线单色波长条件下,不同材料制成的棱镜,具有不同的最小偏向角。
w tg f y o
o
= ¢ 2 ; w ¢ = ¢
¢ tg f y
2用作图成象的方法很容易得出:w =w ¢,因此可以得到
o o
f y ¢ 2 = f
y ¢ ¢ 2即: o
o
y y
f f ¢ ¢ = ¢ (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o
f ¢是平光管物镜的焦距,是已知的。利用公式(1-1计算出被测透镜的焦距f ¢。
1、入瞳D的测量:
对于简单望远镜来说,孔经光阑和入射光瞳就是物镜镜框,其直径D可用量规或卡尺直接测出,也可采用测量显微镜如图3-1那样来进行测量,测量时注意要对镜框直径的两端逐
个调焦。
图3-1
2、出瞳D´的测量:
当一束平行光作为无穷远光源照亮望远物镜外框时,其望远镜目镜后所成的像,即为出瞳Dˊ可用测量显微镜或倍率计测出D´的大小,测量原理如图3-2所示。
图1-1是测量原理图。其中0是平行光管的物镜,L是被测透镜,y o是位于平行光管物镜焦平面上的一对刻线的间隔距离。y o经过平行光管物镜后成象在无限远处,再经过被测透镜L后,在它的焦平面上得到y o的象y ′。这种方法的原理就是通过测量象y ′的大小,然后计算出被测透镜的焦距。
从图1-1中可看出有下面两个关系式:
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
平行光管物镜
补测物镜
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。如测负焦距系统时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:
b
o o
y y f f ¢ = ¢ (1-2
式中:b ——测量显微物镜放大倍数2、截距的测量
3、出瞳距P´的测量:
出瞳距P´是出瞳到望远镜目镜后表面的距离。
测量装置如图3-3所示;1被测望远镜,2望远镜出瞳D´ ,3测量显微镜,
图3-3
4、望远系统放大率的测量:
望远系统放大率即为可视放大率或者称为视角放大率,由几何光学可知用r表示视角放大率有如下关系:
目
物f f D D tg tg r ¢ ¢ =
应用光学实验
实验一
透镜焦距、截距的测量
一、实验目的
焦距是光学透镜及光学系统的最基本的特性参数之一。其实际焦距值与理论计算值存在一定的偏差。为了控制其精度,就必须对另件或系统进行具有一定精度的测量。本实验就是使同学们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、实验原理1、焦距的测量
图1-1测正透镜焦距的原理图
2
sin
2
sin
a
a
d × = + n m所以
2
sin
2
sin
a
a d + =
m n (2 - 4
最小偏向角法测量玻璃折射率的就是利用此关系式。
在实验中我们是通过连续改变光线的入射角,从而测出棱镜最小偏向角m d的角度值,由(2-4式计算出折射率n。
三、实验内容与要求
1、测量等边三棱镜对钠光的折射率,并用技术术语标注。a = 60°
三、实验内容与要求
测量单个或组合透镜的焦距、前截距及后截距,每个参数测量三遍取平均值计算焦距和截距,画出测量原理图。
1、将透镜夹持稳妥。
2、选好显微镜的放大倍率。
3、选三组刻线分别进行测量,也可一组刻线测量三次。四、思考题
1、不同波长的光源对所测焦距有何影响?
2、请划出所测物镜的物方;焦点、焦平、主点、主面、象方;焦点、焦面、主点、主面来?
实验二最小偏向角法测量玻璃折射率
一、实验目的
1.掌握最小偏向角法测量玻璃折射率的基本原理与测量方法
2.了解分光计的主要用途,学会分光计的调整与使用二、实验原理
所谓偏向角,就是光线经棱镜两折射面后,出射光线与入射光线的夹角,用d表示,如图2—1所示。由图可以看出:
( ( 2 2 1 1 I I I I - ¢ + ¢ - = d = ( 2 1 2 1 I
2、根据折射率查光学材料手册,确定其光学玻璃牌号。
提示:要用实验现象判断最小偏向角的位置四、思考题
1、上述实验中,如棱镜折射角a未知,用分光计如何测量?请画出测量示意简图,并说明由仪器读出的角度值与折射角的关系。
实验三
望远系统参数的测量
一、实验目的
1、掌握望远系统的入瞳、出瞳及出瞳距的测量方法。
2、掌握望远系统放大率的测量方法二、实验原理
¢ = ¢ = w w式中:ω—望远镜物方视场角。
ω´—望远镜象方视场角。D—望远镜的入瞳直径。D´—望远镜的出瞳直径。f´物—望远镜的物镜焦距。f´目—望远镜的目镜焦距。
根据以上公式,只要任意测得对应的一组数据即能计算出望远系统的放大率P值。测量原理如图3- 4所示。
出射光瞳
物镜(孔径光阑
视场光阑目镜图3-4
当棱镜处于最小偏向角位置时有:
2ห้องสมุดไป่ตู้1 I I ¢ = ;
2 1 I
I = ¢则1
2 1 2I I I ¢ = + ¢ = a即
2
1 a
=
¢ I (2 - 2
由(2-1式改写成: a
d - ¢ + = 2 1 I I m所以
2
1 a
d + =
m I (2 - 3
根据折射定律: 1
1 sin sin I n I ¢ × =将(2-2式和(2-3式代入上式得:
三、实验内容与要求:
测量单筒望远镜,或水准仪的,入瞳D,出瞳D´出瞳距P´,计算出望远镜系统的放大率。每个参数测量三遍取平均值,画出测量原理图。
1、将望远镜或水准仪,调焦到无穷远。
截距是被测物镜后表面到该物镜所成象面间的距离。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1-2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象面y ′上的,这时显微镜处在光具座长刻尺某一位置上。然后慢慢地移动显微镜,对被测物镜后表面成像,显微镜又处在光具座另一位置上,二者之差,即为显微镜移动的距离F S ¢ ,也是被测物镜的后截距F S ¢ ,测试如图1 -2所示。
I I I + ¢ - ¢ +
棱镜折射角a为:
2
1 I I + ¢ = a所以: a
d - ¢ + = 2 1 I I (2 - 1
图2-1
从(2-1式可以看出,偏向角d是随光线入射角1 I变化的。当2 1 I I ¢ =时,则偏向角d为极
小值,称之为最小偏向角,用m d表示。表明当入射光线和出射光线对称于折射棱镜时,偏向角最小。在给定棱镜折射角a和光线单色波长条件下,不同材料制成的棱镜,具有不同的最小偏向角。
w tg f y o
o
= ¢ 2 ; w ¢ = ¢
¢ tg f y
2用作图成象的方法很容易得出:w =w ¢,因此可以得到
o o
f y ¢ 2 = f
y ¢ ¢ 2即: o
o
y y
f f ¢ ¢ = ¢ (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o
f ¢是平光管物镜的焦距,是已知的。利用公式(1-1计算出被测透镜的焦距f ¢。
1、入瞳D的测量:
对于简单望远镜来说,孔经光阑和入射光瞳就是物镜镜框,其直径D可用量规或卡尺直接测出,也可采用测量显微镜如图3-1那样来进行测量,测量时注意要对镜框直径的两端逐
个调焦。
图3-1
2、出瞳D´的测量:
当一束平行光作为无穷远光源照亮望远物镜外框时,其望远镜目镜后所成的像,即为出瞳Dˊ可用测量显微镜或倍率计测出D´的大小,测量原理如图3-2所示。
图1-1是测量原理图。其中0是平行光管的物镜,L是被测透镜,y o是位于平行光管物镜焦平面上的一对刻线的间隔距离。y o经过平行光管物镜后成象在无限远处,再经过被测透镜L后,在它的焦平面上得到y o的象y ′。这种方法的原理就是通过测量象y ′的大小,然后计算出被测透镜的焦距。
从图1-1中可看出有下面两个关系式:
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
平行光管物镜
补测物镜
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。如测负焦距系统时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:
b
o o
y y f f ¢ = ¢ (1-2
式中:b ——测量显微物镜放大倍数2、截距的测量