深圳大學(xué)《工程光學(xué)》工光2羅菁菁

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1、得分教師簽名批改日期深圳大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：工程光學(xué)幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)名稱：實(shí)驗(yàn)二平行光管實(shí)驗(yàn)學(xué)院：光電工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器班級(jí)：一班組號(hào)：15指導(dǎo)教師：林子揚(yáng)報(bào)告人:學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：金工坊207實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2012年12月10日星期_—、引言平行光管是一種長(zhǎng)焦距、大口徑，并具有良好像值的儀器，與前置鏡或測(cè)量顯微鏡組合使用，既町用于觀察、瞄準(zhǔn)無(wú)窮遠(yuǎn)II標(biāo)，又可作光學(xué)部件，光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)常數(shù)測(cè)定以及成像質(zhì)量的評(píng)定和檢測(cè)。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解平行光管的結(jié)構(gòu)及工作原理(2)掌握平行光管的調(diào)整方法(3)學(xué)會(huì)用平行光管測(cè)量薄透鏡的焦距

2、三、實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)兒何光學(xué)原理,無(wú)限遠(yuǎn)處的物體經(jīng)過(guò)透鏡后將成像在焦平面上;反Z,從透鏡焦平面上發(fā)出的光線經(jīng)透鏡后將成為一束平行光。如果將一個(gè)物體放在透鏡的焦平面上,那么它將成像在無(wú)限遠(yuǎn)處。圖2-1為平行光管的結(jié)構(gòu)原理圖。它由物鏡及置于物鏡焦平而上的分劃板，光源以及為使分劃板被均勻照亮而設(shè)置的毛玻璃組成。山于分劃板置于物鏡的焦平而上，因此，當(dāng)光源照亮分劃板后，分劃板上每一點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)過(guò)透鏡后,都成為一束平行光。乂由于分劃板上有根據(jù)需要而刻成的分劃線或圖案，這些刻線或圖案將成像在無(wú)限遠(yuǎn)處。這樣，對(duì)觀察者來(lái)說(shuō),分劃板又相當(dāng)于一個(gè)無(wú)限遠(yuǎn)距離的冃標(biāo)

3、。圖2?1平行光管的結(jié)構(gòu)原理圖根據(jù)平行光管要求的不同，分劃板可刻有各種各樣的圖案。圖2-2是兒種常見(jiàn)的分劃板圖案形式。圖2-2(a)是刻有十字線的分劃板，常用于儀器光軸的校正;圖2-2(b)是帶和度分劃的分劃板,常用在飭度測(cè)最上;圖2-2(c)是中心冇一個(gè)小孔的分劃板，又被稱為星點(diǎn)板；圖2-2(d)是鑒別率板,它用于檢驗(yàn)光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。鑒別率板的圖樣有許多種，這里只是其中的一種；圖2-2(e)是帶有幾組一定間隔線條的分劃板，通常又稱它為玻羅板,它用在測(cè)量透鏡焦距的平行光管上。abcde圖2?2分劃板的幾種形式平行光管測(cè)量凸透鏡焦距用

4、平行光管法測(cè)量凸透鏡焦距的光路圖如圖2-3所示，由光路圖2-3中容易看出:~fo圖2-3平行光管法測(cè)量凸透鏡焦距光路圖2tan爐yTotancp[yrZ；平行光管射出的是平行光,且通過(guò)透鏡光心的光線不改變方向,因此yfoyfa/:(6-1)“其屮乃為平行光管物鏡焦距，y為玻羅板上選擇的線對(duì)的長(zhǎng)度，y為用顯微口鏡讀出的玻羅板上線對(duì)像的距離。用這種方法測(cè)量凸透鏡焦距比較簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是要保證各光學(xué)元件要等高共軸，平行光管出射平行光。四、實(shí)驗(yàn)儀器1.平行光管fo-400mm玻羅板兩長(zhǎng)劃線間距y-0.553mm2.反射鏡3.二維調(diào)節(jié)透鏡/反射鏡支架

5、4.待測(cè)透鏡（①40.0,fl50.0）5.測(cè)微口鏡（10X,帶分劃板）6.開(kāi)口式二維調(diào)節(jié)透鏡/反射鏡支架導(dǎo)軌，滑塊，支桿，調(diào)節(jié)支座等四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟（1）把平行光管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)按照?qǐng)D2?4所示放好。OJOnQ圖2?4平行光管實(shí)驗(yàn)裝配圖卩（2）打開(kāi)平行光管外蓋，觀察平行光管內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解基木原理（3）調(diào)節(jié)放在平行光管前的反射鏡（反射鏡上冇調(diào)節(jié)水平螺絲和垂直螺絲），使平行光管射出的光線重新返回平行光管。這時(shí)能通過(guò)顯微目鏡看到分劃板上有一個(gè)反射回來(lái)的像。而后移動(dòng)分劃板，直到目鏡里清楚地觀察到十字叉絲的像。表明分劃板已經(jīng)調(diào)整在物鏡的焦平而上了。

6、（4）平行光管調(diào)整后，拿下平面鏡，將被測(cè)凸透鏡組置于平行光管的前方，在凸透鏡的前方放上測(cè)微口鏡，調(diào)節(jié)平行光管、被測(cè)凸透鏡和測(cè)微口鏡，使它們?cè)谕还廨S上，盡量讓測(cè)微口鏡拉近到實(shí)驗(yàn)人員方便觀察的位置。（5）而后移動(dòng)凸透鏡，使被測(cè)凸透鏡在平行光管中的玻羅板成像于測(cè)微目鏡的標(biāo)尺和叉絲上，表明凸透鏡的焦平而與測(cè)微目鏡的焦平而重合。（6）用測(cè)微口鏡測(cè)出玻羅板像'P>-0.533毫米兩刻線間距的測(cè)量值）/,讀出平行光管的焦距實(shí)測(cè)值f；（儀器說(shuō)明書(shū)中給定），重復(fù)五次，將各數(shù)據(jù)填入自擬表中。（7）計(jì)算出凸透鏡的焦距，取平均值。測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差)=0.08

7、4測(cè)量數(shù)據(jù)平行光管的焦距實(shí)測(cè)值Z；（mm）玻羅板像y（mm）測(cè)微冃鏡測(cè)出兩刻線間距的測(cè)量值/（mm）14000.5332.024000.5332.034000.5332.144000.5331.954000.5331.9姓名:羅菁菁15六、數(shù)據(jù)處理:根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，測(cè)微目鏡測(cè)岀兩刻線間距的測(cè)量值）/的平均値宀（……）/5=1.98mm五、數(shù)據(jù)記錄組號(hào)：—平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差(即A類(lèi)不確定度)dA=工=()=0.0374mm測(cè)微口鏡的儀器誤差為±0.05mm則B類(lèi)不確定度為dB=0.05/根號(hào)3=0.0289mm則總不確定度為(……)=0.0

8、473mm因?yàn)闇y(cè)微目鏡為10X的放大倍數(shù)，所以”'=yV10=0.198mm/由公式化=丄化=(-0.198)*400/0.533=148.593mm因此凸透鏡的焦距的計(jì)算值為148.593mm,表示為14