平行光管調(diào)節(jié)及使用.doc

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1、實(shí)驗十一平行光管的調(diào)整及使用實(shí)驗?zāi)康?１．了解平行光管的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握平行光管的調(diào)整方法。２．學(xué)會用平行光管測量凸透鏡的焦距。３．會用平行光管測定鑒別率。實(shí)驗儀器：平行光管，平面反射鏡，平行光管分劃板，測微目鏡，凸透鏡等。平行光管的結(jié)構(gòu)52平行光管是產(chǎn)生平行光束的裝置，其外形如圖5－11－1所示。當(dāng)調(diào)試好平行光的647311.物鏡組5.分劃板調(diào)節(jié)螺釘2.十字旋手3.底座4.鏡管6.照明燈座7.變壓器圖5—11－１式光源中的小燈泡是從高斯面上，且有燈光照射在分劃1.物鏡2.分化板3.毛

2、玻璃4.光源圖5—11—2十字分劃板的中心與平行光管的主光軸共軸以后，先拆下高斯目鏡光源，再拆下十字分劃板，換上玻羅板、鑒別率板等，接上如圖5－11－2所示的直筒式光源，但是直筒1234光源上拆下來的。由于分劃板放在平行光管物鏡的焦平板的毛玻璃上，所以，分劃板上各種劃痕，以及毛玻璃上所散射出來的光，通過物鏡的折射以后，都成為平行光。平行光管是裝、校、調(diào)整光學(xué)儀器的重要工具之一，也是光學(xué)量度儀器中的重要組成部分，配用不同的分劃板，與測微目鏡（或顯微鏡系統(tǒng)），可以測定透鏡或透鏡組的焦距、鑒別率及其它成

3、像質(zhì)量。為了保證檢查或測量精度，被檢透鏡組的焦距最好不大于平行光管物鏡焦距的二分之一（其物鏡焦距我們經(jīng)常說成是平行光管的焦距）。平行光管的型號很多，常見的有CPG550型、CTT5.5型，下面主要以CPG550為例介紹平行光管的構(gòu)造，１．CPG550型平行光管主要規(guī)格（１）物鏡焦距f'：550毫米（名義值），使用時按出廠的實(shí)測值。（２）物鏡口徑D：55毫米。（3）高斯目鏡：焦距f'為44毫米，放大倍數(shù)為5.7×。２．分劃板(a)十字分劃板(b)2號鑒別率板(c)3號鑒別率板(d)星點(diǎn)板(

4、e)玻羅板圖5—11－３CPG550型平行光管有5種分劃板，如圖5－11－3所示。（１）十字分劃板：調(diào)節(jié)平行光管的物鏡焦距并將十字分劃板的十字心調(diào)到平行光管的主光軸上，若拿掉十字分劃板換上其它分劃板，此分劃板的中心也在平行光管的主光軸上。（２）鑒別率板：可以用來檢驗透鏡和透鏡組的鑒別率，板上有25個圖案單元，每個圖案單元中平行條紋寬度不同，對2號鑒別率板，第1單元到第25單元的條紋寬度由20微米遞減至5微米；而對3號鑒別率板25單元，則由40微米遞減至10微米。（３）星點(diǎn)板：星點(diǎn)直徑為φ0.05

5、毫米，通過被檢系統(tǒng)后有一衍射像，根據(jù)像的形狀作光學(xué)零件或組件成像質(zhì)量定性檢查。（４）玻羅板：它與測微目鏡（或讀數(shù)顯微鏡）組合在一起使用，用來測量透鏡組的焦距。玻羅板上每兩條等長線之間的間距有不同的尺寸，其名義尺寸為：1毫米、2毫米、4毫米、10毫米、20毫米，使用時應(yīng)依據(jù)出廠時的實(shí)測值。實(shí)驗原理１．用平行光管測量焦距如圖5－11－4所示，選用測微目鏡，使被測透鏡焦平面上所成玻羅板的像也在測微目鏡的焦平面上，便可測量。因為a=a'所以f=f'yy'（5－11－1）式中f為被測透鏡焦距，f'為平

6、行光管焦距實(shí)測值，y'為玻羅板上所選用線距實(shí)BA4fa3a2a'f'A'B'11.玻羅板2.平行光管物鏡(焦距f')3.被測凸透鏡(焦距f)4.測微目鏡圖5—11—42a測值（A'B'=Y'），y為測微目鏡上玻羅板低頻線的距離（AB=Y，即測量值）。２．用平行光管測定凸透鏡、透鏡組的鑒別率光學(xué)系統(tǒng)的鑒別率是該系統(tǒng)成像質(zhì)量的綜合性指標(biāo)，按照幾何光學(xué)的觀點(diǎn)，任何靠近的兩個微小物點(diǎn)，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后成像在像平面上，仍然應(yīng)是兩個“點(diǎn)”像。事實(shí)上，這是不可能的。即使光學(xué)系統(tǒng)無像差，通

7、過光學(xué)系統(tǒng)后，波面不受破壞，而根據(jù)光的衍射理論，一個物點(diǎn)的像不再是“點(diǎn)”，而是一個衍射花樣。光學(xué)系統(tǒng)能夠把這種靠得很近的兩個衍射花樣分辨出來的能力，稱為光學(xué)系統(tǒng)的鑒別率。根據(jù)衍射理論和瑞利準(zhǔn)則，儀器的最小分辨角為a=1.22λD（5－11－2）式中á的單位為弧度，D為入射光瞳直徑，為光波波長。當(dāng)平行光管物鏡焦平面上的鑒別率板產(chǎn)生的平行光（將平行光管的分劃板換成鑒別率板）射入被測透鏡時，在被測透鏡的焦平面附近，用測微目鏡可觀察到鑒別率板的像。如果被檢透鏡質(zhì)量高，在視場里觀察到能分辨的單元號碼越高。仔

8、細(xì)找出盡可能高的分辨單元號碼，由下式測定鑒別率角值q=-----（5－11－3）f'式中q為角值，a為條紋寬度,f'為平行光管焦距。實(shí)驗內(nèi)容:１．用平行光管測量焦距（１）調(diào)整分劃板座的中心使其位于平行光管的主光軸上，且使分劃板嚴(yán)格位于物鏡的焦平面上。平行光管使用時，因測試的需要，常常要換上不同的分劃板，為了保證出射光線嚴(yán)格平行，每次調(diào)換后都必須使分劃板嚴(yán)格處于物鏡的焦平面上。①將十字分劃板裝在平行光管的分劃板座上，然后再裝上高斯目鏡。②調(diào)節(jié)高斯目鏡(即拉伸目鏡)，眼睛對著目鏡觀看時