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1、1实验仪器简介一、光具座1、仪器结构及测量原理光具座结构如图 11 所示，它由平行光管（1）、透镜夹持器（2）、测量显微镜（3）及带有刻度尺的导轨（4）组成。图 11 光具座结构示意图 （1）平行光管常用的平行光管物镜焦距有 550mm、1000mm 和 2000mm 等。在平行光管物镜物方焦平面上有一可更换的分划板，分划板经平行光管成像为一无限远物体，作为测量标记。常用的分划板有图 12 所示的用于测量焦距用的玻罗板，图 13 所示的检测光学系统分辨率的鉴别率板和检验成像质量的星点板等。图 12 玻罗板 图 13 分辨率板（2）测量显微镜测量显微镜是用来测量经被测物镜所成的像（或物体）大小的
2、。它由物镜和测微目镜组成，物镜是可以更换的（根据被测物的大小可以更换不同放大倍率的物镜） 。测微目镜是用来读取测量数值的，其结构如图 14 所示。2图 14 测微目镜结构图测微目镜由目镜（1） 、固定分划板（2） 、活动分划板（3）和测微读数鼓轮（4）四部分组成。测量原理是：读数鼓轮每旋转一圈（即测微螺杆移动一个螺距）活动分划板上刻线移动量为固定分划板刻线的一个格。测量时，首先旋转读数鼓轮使活动分划板上十字叉丝瞄准被测物体起始位置，由活动分划板双刻线在固定分划板刻线位置读取毫米数（整数） ，再从读数鼓轮读取小数，然后再次旋转读数鼓轮使活动分划板上十字叉丝瞄准被测物体终止位置，继续读取数据，两次
3、读数之差即为被测物体大小。2、仪器技术指标（1）550mm 光具座平行光管物镜名义焦距 550 mm通光口径 D 55 mm相对孔径 1:10平行光管物镜物方焦平面上分划板玻罗板 刻线间距：1、2、4、10、20mm星点板十字线分划板鉴别率板 号、号测量显微镜物 镜： 1 倍测微目镜： 分划板格值 1mm测微鼓轮格值 0.01 mm（2）GJZ 1 型光具座平行光管物镜名义焦距 1000 mm 实测焦距 997.47 mm通光口径 D 100 mm相对孔径 1:10平行光管物镜物方焦平面上分划板玻罗板 刻线间距：1、2、4、10、20mm星点板 星点直径：0.005 mm、0.008 mm、0
4、.01 mm3十字线分划板 刻度范围 20， 格值 10鉴别率板 1、2、3、4、5 号测量显微镜物 镜： 1 倍 NA = 0.0752.5 倍 NA = 0.0810 倍 NA = 0.25测微目镜： 分划板格值 1mm测微鼓轮格值 0.005 mm被测物镜最大口径 80 mm被测物镜焦距范围 500 mm（3）CXW1 型光具座平行光管物镜（复消色差）名义焦距 2000 mm 实测焦距 1973.9 mm通光口径 D 150 mm相对孔径 1:13.3平行光管物镜物方焦平面上分划板玻罗板 刻线间距：1、2、4、10、20、40mm星点板 星点直径：0.005 mm、0.008 mm、0.
5、01 mm十字线分划板 刻度范围 20， 格值 10鉴别率板 1、2、3、4、5 号测量显微镜物 镜： 0.25 倍 NA = 0.0150.5 倍 NA = 0.031 倍 NA = 0.0752.5 倍 NA = 0.0810 倍 NA = 0.25测微目镜： 分划板格值 1mm测微鼓轮格值 0.01 mm测量显微镜偏摆角度 40测量显微镜横向移动量 25 mm 测微鼓轮格值 0.01 mm测量显微镜高度升降范围 5 mm被测物镜最大口径 130 mm被测物镜焦距范围 1200 mm3、仪器调整与操作（1）根据测量项目选择平行光管物镜物方焦平面上分划板。（2）接通平行光管照明光源电源。注意
6、一定选用 6V 低压电源，不要直接接在 220V 电源上。（3）根据被测透镜特征选择测量显微镜物镜放大倍率。（4）旋转测量显微镜目镜，使眼睛看清晰分划板刻线。（5）调整平行光管、透镜夹持器、测量显微镜基本共轴。4、注意事项 （1）接通平行光管照明光源电源时，注意选用低压变电源，不要直接接在4220V 电源上。（2）严禁用手或其他物品触及、擦拭平行光管、测量显微镜及被测件光学表面。（3）被测光学零件一定要稳妥的夹持在透镜夹持器上。（4）用测微目镜测量时注意鼓轮沿同一方向旋转，避免螺纹空程。5、仪器主要用途（1）测量单个或组合透镜焦距、截距。（2）测量光学系统分辨率。（3）用星点法鉴定光学零件或光
7、学系统像质。5二、JJY1型分光计1、仪器结构及测量原理分光计外形结构如图 21 所示。它由望远镜（2） 、载物台（3） 、平行光管（5） 、刻度盘（7）和底座（8）五部分组成。其中望远镜与刻度盘组成测角仪。图 21 分光计外形图测量原理是：当一束经平行光管发出的平行光入射到位于载物台上的被测光学元件时，光线发生折（衍）射，通过转动望远镜接收出射光，由刻度盘读出其转过的角度值，从而测出折（衍）射角。2、仪器技术指标刻度盘：0 360 分度值 0.5 游 标：0 30 分度值 1附件：平面反射镜（平行平板） ；等边棱镜；光栅 600 条/mm；6.3v 变压器。3、注意事项 （1）严禁用手摸反射
8、镜、光栅及光学系统表面，防止损伤其光学表面。（2）在仪器调整过程中，先松开锁紧螺丝，调整完毕再锁紧，严禁强行拉（转）动仪器部件。4、仪器调整与操作（1）望远镜的调节此步调节是将望远镜目镜分划板置于物镜焦平面上。先打开照明光源电源，旋转望远镜目镜（12）看到清晰分划板刻线及绿色照明区内的十字叉丝，如图22 所示，但此时分划板并不一定处在望远镜物镜焦平面上，因此利用反射法调节目镜分划板位置。首先在 反射像载物台放一平面反射镜，然后调节载物台下方三个调节螺钉（4）使十字叉丝反射像（绿色）出现在视场中，松开锁紧螺钉（1）前后拉动目镜使看到的叉丝像与十字叉丝同时清晰无视差（当人眼晃动时二者没有明显对位移
9、） ，说明目镜分划板处于望远镜物焦平面上， （6望远镜调焦至无限远处），锁紧螺钉(1)。绿色的照明区图 22 目镜分划板（2）望远镜光轴与仪器主旋转轴垂直的调节 载物台上放置平行平板（上一步骤中的反射镜） ，用望远镜对着平行平板观 察反射叉丝像横线是否与分划板中最上一条横线重合，若不重合，分别调节望远 镜水平调节螺钉（11）与载物台下方三个调节螺钉（4） ，各调节最大偏移量的一半使之重合。然后将望远镜转过 180 观察二者是否重合，若不重合，重复上述调节，直至完全消除二者偏移量为止。（3）载物台与仪器主旋转轴垂直的调节将平行平板由原来位置转过 90，转动望远镜继续观察反射叉丝像，通过调整载物台
10、下方三个螺钉（4） ，使得叉丝像横线与望远镜分划板最上一条横线重合，反复上述调节，当反射镜放在任意位置时其反射叉丝像横线与望远镜分划板最上一条横线都基本重合，说明载物台与仪器旋转轴垂直。（4）平行光管光轴与望远镜光轴同轴的调节平行光管的作用是产生一定口径的平行光束。当光源照亮位于平行光管物镜焦平面上的狭缝，产生一束线平行光。调整时首先转动望远镜，使视场中出现狭缝像，然后调节平行光管的倾斜螺定（6）使狭缝像上下移动，调至狭缝像对称于望远镜目镜分划板中心水平线且与分划板竖直线重合，此时二者共轴。至此，仪器调节完毕可以进行测量工作。在测量读取数据时注意：转动望远镜使目镜分划板刻线与被测目标基本重合后
11、，先锁紧螺钉（9） ，然后旋转微调螺丝（10）使二者完全重合，最后读取数据。5、仪器主要用途测量玻璃折射率、棱镜角度、光波波长、光栅常数等。7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 11 是焦距测量原理图。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已知的刻线间距离。y o经过平行光管物镜后成象在无限远
12、处，再经过被测透镜 L 后，在它的焦平面上得到 yo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。图 11从图 11 中可看出有下面两个关系式：；tgfyo2tgfy2用作图成象的方法很容易得出： ，因此可以得到 即：ofy28oyf（11） 这就是用定焦距平行光管法测定焦距所用的公式。其中 是平光管物镜的of焦距，为已知。利用公式（11）计算出被测透镜的焦距 。此法可以测量正负透镜、望远物镜、照相物镜、放映物镜、各种目镜的焦距。而在实际测量中 y 的大小是由测量显微镜测出的。因此（11）式变化如下：oyf（12）式中： 测量显微镜物镜放大倍数测量时应注意正确选择
13、测量显微镜物镜，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，这是因为不同倍率的显微物镜其工作距也不相同。2.截距的测量截距是被测物镜后表面到该物镜所成象面间的距离。测量原理如图 12 所示： 图 12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 ,也是FS被测物镜的后截距 。FS三、实验仪器光具座一台、透镜一片。四、实验内容与要求实验内容测量透镜的焦距、前截距及后截距（每个参数测量三次，取平均值计算并9画出测量原理图） 。
14、实验要求1.调整光具座使各部件基本共轴。2.将被测透镜夹持稳妥并使透镜光轴与仪器光轴基本共轴。3.调焦（成像）要清晰，并把被测量的象调至视场的中心位置五、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？10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 表示，如图 21 所示。由图可以看出：=)()(2II)(2121II棱镜折射角 为：21I所以： (2 - 1)21I图 21从(2-1)式可以看出，偏向角 是随光线入射角 变化的。当 时，则偏1I2I向角 为极小值，称之为最小偏向角，用 表示。表明当入射光线和出射光线 m对称于折射棱镜时，偏向角最小。在给定棱镜折射角 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。当棱
