平行光管和透镜性能测试优秀课件

5.分划板调 6.照 节明 螺灯 钉 7.变 座 压 8.器 插 头
5W-F550型平行光管的结构图
测微目镜 分划板
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实验仪器
(一) 平行光管主要是用来产生平行光束的光学仪器，是装校和 调整其他光学系统的重要工具之一 ，也是光学度量仪器的 重要组成部分。若配用不同的分划板，并选用读数显微镜 或测微目镜 ，可以测定光学系统的焦距、分辨率及其成像 质量。光源发出的光经聚光镜会聚与分光板反射后均匀照亮分划
２）将玻罗板放入平行光管中，罩上直筒形光源。 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
的叉丝或标尺为止。 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20、10、4mm两刻线的位置， 并计算线对间距的测量值，重复六次，将各数据填入自拟 表中。 6 ）读出平行光管的焦距实测值和玻罗板两刻线的实测值（出 厂时仪器说明书中给定）
因为 '
所以
f1
h1 h
f
式中 f 1’为被测透镜焦距， f ’为平行光管焦距实测值（贴于平行光管管壁上，
单位毫米）, h为玻罗板上所选用线距实测值(实验中为名义值)，h’1 为玻
罗板线对像的线间距(测量值)。
4 B
3
2
1 A'
A f1'
'
B'
f'
1.玻罗板 2.平行光管物镜 3.被测凸透镜 4.测微目镜
轮上读取
竖线为基准线，测 量时，竖线对准读 数，数值均在鼓轮 上读取。注意：整
数位是反的。
10 5 0
4.059mm （a）
5 10
70 75 80
3.737mm （b）
实验仪器
(1) 测量时，鼓轮应沿同一方向旋转，不得中途反向，以避免空
(2) 被测量物的线度方向必须与基准线方向平行，否则会引入系
实验仪器
(四)
带测微装置的目镜，由目镜、 可动分划板、读数鼓轮与连接装置等组成。目 镜把叉丝和被观测的像同时放大，其放大倍数不影响测量数据大小，但可以提高 测量准确程度。旋转鼓轮，刻有十字叉丝的可动分划板就可以左右移动。它的位 置可以在外面直接读出。测量时，应先调节目镜，看清楚叉丝，然后转动鼓轮， 使基准线与被测物的像的一端重合，便可得到一个读数。再转动鼓轮，使基准线 与被测物像的另一端重合，又可得到一个读数。两读数之差，即被测物的尺寸。 实验中用两种测微目镜，如图示。
平行光管和透镜性能测试
纲要
实验目的和教学要求 实验仪器 实验原理 实验内容与步骤 思考题
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
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；
实验仪器
2
4
5
6
13
7 8
1.物镜组 2.十 字 旋 3.底 手 座 4 .镜 管
(3) 被测量物的像与基准线重合，不能存在视差 (4) 虽然测微目镜测量范围为0～10mm，但一般测量应尽量控制
在1～9mm范围内进行，以保护测微装置的准确度，切忌读 出负值。 (5) 零点修正值的存在，注意整数位的读法。
实验原理 -----透镜焦距测量
如图示，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。
板。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。
12
3
4
1 - 光 源：在平行光管中，利用白炽灯作为光源 2 - 毛玻璃：由于灯丝发出的光不是均匀的面光源，因此需要通过毛玻
璃将其转换成均匀的面光源照射分划板。
3 - 分划板：十字叉丝，波罗板，鉴别率板，星点板。 4 - 物 镜：平行光管物镜
2a 206256"
f'
式中为角值，a为条纹宽度,f ’为平行光管焦距。
实验内容与步骤
（一）实验中平行光管以调整好，不再需要调节。 （二）测量凸透镜的焦距
１）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。
瑞利提出了一个判据：如果一个物点的衍射图样中央主极大 与另一个物点的衍射中央主极大傍的第一极小相重合时，这两个 物点是恰可分辨的。
实验原理 -----透镜的分辨率
根据衍射理论和瑞利准则，仪器的最小分辨角为
=1.22/D 式中 的单位为弧度，D为入射光瞳直径，为光波波长。
当平行光管物镜焦平面上的鉴别率板产生的平行光（将平行 光管的分划板换成鉴别率板）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鉴别率板的像。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，由下式测定鉴别率角值
实验仪器
其读数方法和螺旋测微器差不多，毫米以上的刻度在固定套管 上直接读出；毫米以下的刻度在鼓轮上读出。 读数鼓轮每旋转一周， 叉丝移动1mm，鼓轮上有100个分格，故每一格对应的读数为 0.01mm，再估读一位。实验中有两种测微目镜,不同之处在于鼓轮 刻度如同所示.
012345678
双基准线，测量时， 此线夹住待测刻线时 读数，整数位在视野 中读取，小数位在鼓
实验仪器
波罗板。分划板上用真空镀膜的方法镀上五
组线对，各线对间距名义值分别是：1mm， 2mm，4mm，10mm，20mm。
12345
6 11 16 21
22 23 24 25
3号分辨率板。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号板则从40µm递减到 10µm。
实验原理 -----透镜焦距测量
光路图演示
物镜
待测透镜
h h1’
f’
f
’ 1
实验原理 -----透镜的分辨率
(a)
(b)
(c)
分辨率与瑞利判据
光学系统的鉴别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 为光学系统的鉴别率。