应用光学实验指导书印刷版

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1、应用光学实验指导书杨墨主编CTF32SS北华航天工业学院机械工程系2013年9月按照“应用光学”教学大纲规定的设计要求，并结合机械工程系的《应用光学》教学特点及具体的情况，我们编写了《应用光学实验指导书》。本指导教程着眼于应用光学的基本理论知识，侧重于典型系统的原理和结构，加强学生对光学基本知识的切身领会和理解，将理论与实际融合、统一，以提高学生综合分析及解决问题能力。每个实验后面具有实验报告所要求的内容,根据所提出的问题，结合实验结果和实验过程，给出简洁正确的答案。根据口前的实际情况，木书选择了七个实验。由于

2、编者水平有限，书屮缺点、错误在所难免，衷心希望广大读者对书中的不足之处给予批评指正。编者2012年11月光学实验预备知识5实验一自准总法测薄凸透镜焦距8一、实验II的和要求8二、实验原理8三、实验仪器8四、仪器实物及原理图8五、实验步骤9六、数据处理9实验二位移法测薄凸透镜焦距11一、实验目的和要求11二、实验原理11三、实验仪器11四、仪器实物及原理图11五、实验步骤12六、数据处理12实验三透镜焦距的测量16一、实验目的和要求16二、实验内容16三、实验仪器16四、放大倍率法测焦距的原理16五、量方法17六

3、、测量薄透镜焦距的一般方法介绍18实验四自组望远镜实验21一、实验1=1的和要求21二、实验装置21三、实验原理21四、实验步骤22实验五望远系统特性参数的测量24一、实验日的和要求24二、实验内容24三、实验仪器24四、测量原理24五、测量步骤25实验六自组显微镜29一、实验冃的和要求29二、实验装置29三、实验原理29四、实验步骤30实验七显微系统特性参数的测量32一、实验冃的和要求32二、实验内容32三、实验仪器32四、测量原理32五、测量步骤34光学实验预备知识光学实验是《工程光学》课程的一个重要部分。

4、这里先介绍光学实验屮经常用到的知识和调节技术。初学者在做实验以前应认真阅读这些内容，并在实验中遵守有关规则和灵活运用有关知识。一、光学元件和仪器的维护透镜、棱镜等光学元件，大多数是用光学玻璃制成的。它们的光学表面都经过仔细的研磨和抛光，有些还镀有一层或儿层薄膜。对这些元件或其材料的光学性能（如折射率、反射率、透射率等）都有一定的耍求。它们的机械性能和化学性能可能很差，若使用和维护不当，会降低其光学性能甚至损坏报废。造成损坏的常见原因有：摔坏、磨损、污损、发霉、腐蚀等。为了安全使用光学兀件和仪器，必须遵守以下规则

5、：①必须在了解仪器的操作和使用方法后方可使用。②轻拿轻放，勿使仪器或光学元件受到冲击或震动，特别耍防止摔落。不使用的光学元件应随时装入专用盒内并放入平台的箱子内。③切忌用手接触元件的光学表面。如必须用手拿光学元件时，只能接触其磨沙面，如透镜的边缘、棱镜的上下底面等，如图1所示。图1手持光学元件的方式1一光学面，2—磨砂面④光学表面上如有灰尘，用实验室专用的干燥脱脂棉轻轻拭去或用橡皮球吹掉。⑤光学表面上若有轻微的污痕或指卬，用清洁的镜头纸轻轻拂去，但不要加压擦拭，更不准用手帕、普通纸片、衣服等擦拭。若表面有较严重

6、的污痕或指印，应由实验室人员用丙酮或酒精清洗。所有镀膜面均不能接触或擦拭。⑥防止唾液或其他溶液溅落在光学表而上。⑦调整光学仪器时，要耐心细致，一边观察一边调整，动作要轻、慢，严禁盲目和粗鲁操作。⑧仪器用毕后应放回箱内或加罩，防止灰尘污染。二、消视差光学实验屮经常要测量像的位置和大小。经验告诉我们，要测准物体的大小,必须将量度标尺与被测物体紧贴在一起。如果标尺远离被测物体，读数将随眼睛位置的不同而有所改变，难以测准，如图2所示。图2眼镜位迸与测量结果可是在光学实验中被测物往往是一个看得见摸不着的像，怎样才能确定标

7、尺和待测像是已经在一起的呢？利用“视茅”现象可以解决这个问题。为了认识“视差”现彖，可做一简单实验：双手各仲出一只手指，使一指在前，一指在后，相隔一定距离口两指平行。用一只眼睛观察，当左右（或上下）晃动眼睛吋（眼睛移动方向应与被观察手指垂直），就会发现两指之间有相对移动，这种现象称为“视差”。而11还会看到离眼近者，其移动方向与眼睛移动方向相反；离眼远者与眼睛移动方向相同。若将两指紧贴在一起，则无上述现象，即无“视差”。由此，可以利用视差现象来判断所待测像与标尺是否紧贴。若待测像和标尺间有视差，说明它们没有紧贴

8、在一起，应该稍稍调节像或标尺的位置,并同吋微微晃动眼睛观察，直到它们之间无视差后方可进行测量。这一调节步骤,常称为“消视差”。在光学实验中，“消视差”常常是测量前必不可少的操作步骤。三、共轴调节光学实验中经常要用一个或多个透镜成像。为了获得质量好的像，必须使各个透镜的主光轴重合（即共轴）并使物体位于透镜的主光轴附近。此外，透镜成像公式中的物距、像距等都是沿主光轴计算长度的，为使测量准确