发布时间 : 星期三 文章工程光学实验(1) (1)更新完毕开始阅读70cd656ac8d376eeafaa318a
LABL.S.O?foPN?(H?)QN(H)F?(B?)A?f?
图1-2 测量基点示意图
综上所述，薄透镜的两主点和节点与透镜的光心重合，而共轴球面系统两主点和节点的位置，将随各组合透镜或折射面的焦距和系统的空间特性而异。实际使用透镜组时，多数场合透镜组两边都是空气，物方和像方媒质的折射率相等，此时节点和主点重合。
本实验以两个薄透镜组合为例，主要讨论如何测定透镜组的节点（主点）。 设L为已知透镜焦距等于-f0的凸透镜，L.S.为代测透镜组，其主点（节点）为H、H’ (N、N’)，像焦点为F?。当AB（高度已知）放在L的前焦点处时，它经过L以及L.S.将成像A’ B’于L.S.的后焦面上。因为AO// A’ N’，AB// A’B’，OB// N’B’，所以
△AOB∽△A’N’B，即AB:-f0＝A’B’:f ’
A?B?所以 f???f （1-1）
oAB因此我们可以通过测量A’ B’的大小，从而得到f?的数值。 因为是平行光入射到透镜组上，所以像A’B’的位置就是F’的位置。 F’的位置既然确定，而N’ F’＝ f ’，因此N’的位置也就确定了。 把L.S.的入射方向和出射方向互相颠倒，即可测定F和N的位置。 本实验节点和主点重合，所以H和H?的位置也得到确定 实验步骤
（1）按照图1- 3安置各器件，沿滑轨安装所需器件，自左向右依次为LED光源（含匀光器、支杆、套筒、滑块），准直镜（直径40mm，焦距150mm，含镜座、支杆、套筒、滑块），目标物（含夹持、支杆、套筒、滑块），标准透镜（直径50mm，焦距75mm，含镜座、支杆、套筒、滑块），节点镜头（镜片间距70-120mm、固定镜片直径40mm，f 200，可动镜片直径40mm，f 350,含支杆、套筒、滑块）、白屏（含夹持、支杆、套筒、滑块）；调整LED光源发光头与准直镜之间的距离约为75mm，调整各光学元件同轴等高。
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图1-3 透镜基点测量实验系统装配图
（2）调节目标板（目标板图案为正方形，边长10mm）与标准透镜（透镜焦距为-f0）之间的距离为75mm，使目标板（物方图案宽度为h1）位于透镜L0的前焦面。
（3）在白屏和标准透镜之间安装节点镜头，移动节点透镜或白屏最终可在白屏上观察到清晰像。量取像的大小h2
（4）计算 像方焦距
f???f0h2 h1 像方主点H?位置即为从白屏向前测量f ’。
（5）将节点架旋转180°，重复第3步，即可获得物方节点位置。 思考题
1笛卡尔符号法则。
2采用作图法确定下面由两个反射镜组成的光学系统的焦距。
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实验2 平行光管的调节和使用
引言
平行光管是一种长焦距、大口径，并具有良好像值的仪器，与前置镜或测量显微镜组合使用，既可用于观察、瞄准无穷远目标，又可作光学部件，光学系统的光学常数测定以及成像质量的评定和检测。 实验目的
（1）了解平行光管的结构及工作原理 （2）掌握平行光管的调整方法
（3）学会用平行光管测量薄透镜的焦距。 基本原理
根据几何光学原理,无限远处的物体经过透镜后将成像在焦平面上;反之,从透镜焦平面上发出的光线经透镜后将成为一束平行光。如果将一个物体放在透镜的焦平面上,那么它将成像在无限远处。
图2-1 为平行光管的结构原理图。它由物镜及置于物镜焦平面上的分划板,光源以及为使分划板被均匀照亮而设置的毛玻璃组成。由于分划板置于物镜的焦平面上,因此,当光源照亮分划板后,分划板上每一点发出的光经过透镜后,都成为一束平行光。又由于分划板上有根据需要而刻成的分划线或图案,这些刻线或图案将成像在无限远处。这样,对观察者来说,分划板又相当于一个无限远距离的目标。
图2-1 平行光管的结构原理图
根据平行光管要求的不同,分划板可刻有各种各样的图案。图2-2是本实验选配的分划板图案形式。如图可见，横向和竖向的两条刻线之间的长度是0.1mm，由内到外的小圆直径依次是0.1mm，1mm。它可用在测量透镜焦距的平行光管上。
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图2-2 分划板的形式
平行光管测量凸透镜焦距
用平行光管法测量凸透镜焦距的光路图如图2-3所示,由光路图2-3中容易看出:
LoLxy玻罗板 ??1????1?y?平行光管物镜 待测透镜
?fofx
图2-3 平行光管法测量凸透镜焦距光路图
tan??yy??? n1 ta?fo?fx?平行光管射出的是平行光，且通过透镜光心的光线不改变方向，因此
? ??????1??1yy?? fo?fx?fx?y?fo? y其中fo?为平行光管物镜焦距，y为玻罗板上选择的线对的长度，y?为用显微目镜读出的玻罗板上线对像的距离。用这种方法测量凸透镜焦距比较简单，关键是要保证各光学元件要等高共轴，平行光管出射平行光。 仪器用具
平行光管
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