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1、金属线胀系数的测定,物理实验教学中心,实验背景,恩斯特阿贝 18401905,恩斯特阿贝是一位杰出的德国数学家和物理学家，哥廷根大学博士。1870年任耶拿大学物理学教授。1878年任耶拿天文台主任，对显微镜理论有重要的贡献。为纪念恩斯特阿贝在光学的贡献，月球上有一个环形山以他来命名。,空间频率(Spatial Frequency):,实验目的,熟悉阿贝成像原理，加深对空间频谱和空间滤波概念的理解。 了解透镜孔径对成像分辨率的影响。 练习光路的调节。,实验仪器,光具座上基本装置,可调狭缝两套示意图,样品示意图,实验原理,阿贝成像原理,图中光线不同的颜色表示发自不同的物点.,透镜成像的两个观点:,
2、几何光学：自物点，发出的球面波,经透镜折射后,各自会聚到它 们的像点,. 阿贝成像原理: 物是一系列不同空间频率的集合.入射光经物平面发生夫琅和费衍射,在透镜焦面（频谱面）上形成一系列衍射光斑,各衍射光斑发出的球面次波在相面上相干叠加,形成像.,阿贝成像原理将成像过程分为两步:“分频”和“合成”,由阿贝的观点来看,许多成像光学仪器就是一个低通滤波器,物平面包含从低频到高频的信息,透镜口径限制了高频信息通过,只许一定的低频通过,因此,丢失了高频信息的光束再合成,图象的细节变模糊. 孔径越大,丢失的信息越少,图象越清晰.,高频信息,阿贝成像原理的意义在于:它以一种新的频谱语言来描述信息,它启发人们
3、用改造频谱的方法来改造信息.,实验内容与步骤,阿贝成像实验一：用样品模板中的（1）在频谱面上依次放上各种滤波器，则看到像面上相应变化。 阿贝成像实验二：用样品模板中的（2），频谱面上出现二维阵列，旋转狭缝，像面上将得到相应变化。 高频滤波：物面上换上样品模板中（3）号样品，在频谱面上使0级通过 滤波模板中（3）号滤波器的圆孔，这时“光”字内的方格被滤去，而像面上还有“光”字。改用滤波模板中的（4）号滤波器的圆孔，则光字也变得模糊。 低频滤波：物面上换上样品模板中的（4）号样品，在频谱面上用滤波模板中的（5）号滤波器挡去0级，像面上突出了轮廓。,按光路图摆上各元件，调节L2使射出平行光，并照在样品模板上，调节L的位置，使屏幕上出现清晰的光栅像。在毛玻璃（或墙上）的焦平面上可以看到等间距水平排列的光点，这一平面即频谱面，光轴上的光点是0级，两侧分别为1级，再两侧则为2级在频谱面处插上可调狭缝。,注意事项,所有放在光具座上的透镜、物面、频谱面、像面、激光光源必须等高、同轴、激光器发出的光线一定要水平。 样品模板上的样品，请勿受潮湿，防尘埃，更不可用手指去摸和擦。,思考题,物函数的空间频率与其空间频谱的位置坐标有什么关系？ 解释像面上为什么出现不同的光栅图像？ 在低通滤波的实验中，如果想滤掉字形保留光栅，应该怎么做？,
