实验50平行光管的调整和使用 引言 平行光管是通过它取得来自无限远的光束,此光束谓之平行光。是装校调整光学仪器的重要 工具,也是光学量度仪器中的重要组成部分,配用不同的分划板,连同测微目镜头,或显微镜系统, 则可以测定透镜组的焦距,鉴别率,及其他成像质量。将附配的调整式平面反光镜固定于被检运动 直的工件上,用附配于光管的高斯自准目镜头,通过光管上的高斯目镜观察,可以进行运动工件的 直线性检验。 实验目的 1,了解平行光管的结构及工作原理。 2.学会用平行光管测量凸透镜的焦距 3.学会用平行光管测定透镜的分辨率。 实验原理 1、用平行光管测量凸透镜焦距 平行光管出射平行光后,经过待测凸透镜 成像在其焦平面上。玻罗板线对间矩',像的间 距h可用测微目镜测出,如右图所示。不难导出 f-k 玻 透位3特测透4测微日 2,用平行光管测定凸诱镜分辨率 根据衍射理论和瑞利判断,处于无穷远或相当于无穷远的两个物点,经过直径为D的透镜成 像后,在其焦平面上不再是两个几何点,而是占有一定面积的衍射圆斑,当两个像的最小分辨角为 日=122时,这两个像点刚能被分辨,人为光波波长 D 当平行光管物镜焦平面上的鉴别率板产生的平行光射入被测诱镜时,在被测诱镜的焦平面附 近,用测微目镜可观察到鉴别率板的像。仔细观察,找出一组刚能分辨清刻纹的单元,记下单元编 号。若鉴别率板的刻纹宽度a己知,则可通过下式求最小分辨角, 0=20206265 式中单位已转换为秒。亦可通过查表获得。 实验仪器 550型平行光管,分划板一套,测微目镜,平面反射镜,待测透镜,光具座。 平行光管的结构 平行光管(如图1所示)是一种产生平行光的精密仪器,它主要由一个质量优良的物镜、分划 板和照明用具组成,其示意图如图2所示
1 实验 50 平行光管的调整和使用 引 言 平行光管是通过它取得来自无限远的光束,此光束谓之平行光。是装校调整光学仪器的重要 工具,也是光学量度仪器中的重要组成部分,配用不同的分划板,连同测微目镜头,或显微镜系统, 则可以测定透镜组的焦距,鉴别率,及其他成像质量。将附配的调整式平面反光镜固定于被检运动 直的工件上,用附配于光管的高斯自准目镜头,通过光管上的高斯目镜观察,可以进行运动工件的 直线性检验。 实验目的 1.了解平行光管的结构及工作原理。 2.学会用平行光管测量凸透镜的焦距。 3.学会用平行光管测定透镜的分辨率。 实验原理 1、用平行光管测量凸透镜焦距 平行光管出射平行光后,经过待测凸透镜, 成像在其焦平面上。玻罗板线对间距 h’,像的间 距 h 可用测微目镜测出,如右图所示。不难导出 f h h f 2.用平行光管测定凸透镜分辨率 根据衍射理论和瑞利判断,处于无穷远或相当于无穷远的两个物点,经过直径为 D 的透镜成 像后,在其焦平面上不再是两个几何点,而是占有一定面积的衍射圆斑,当两个像的最小分辨角为 D 1.22 时,这两个像点刚能被分辨,λ 为光波波长。 当平行光管物镜焦平面上的鉴别率板产生的平行光射入被测透镜时,在被测透镜的焦平面附 近,用测微目镜可观察到鉴别率板的像。仔细观察,找出一组刚能分辨清刻纹的单元,记下单元编 号。若鉴别率板的刻纹宽度 a 已知,则可通过下式求最小分辨角, 206265 2 f a 式中单位已转换为秒。亦可通过查表获得。 实验仪器 550 型平行光管,分划板一套,测微目镜,平面反射镜,待测透镜,光具座。 平行光管的结构 平行光管(如图 1 所示)是一种产生平行光的精密仪器,它主要由一个质量优良的物镜、分划 板和照明用具组成,其示意图如图 2 所示
, 增台风陈装” 分划板 550型平行光管的分划板有5种,分别是十字分划板、玻罗板、星点板、2号鉴别率板和3号 鉴别率板,如图3所示 (1)十字分划板:用于调整分划板套筒和平行光管光轴重合及平行光管出射平行光。 (2)玻罗板:用来测量透镜组的焦距,玻罗板上镀有5个线对,其间距分别为1.0000mm、2.0000mm、 4.0000mm、10.0000mm、20.0000mm。 (3)鉴别率板:可以用来测量透镜和透镜组的分辨率。 实验内容 L.平行光管发出平行光 (1)将十字分划板装在平行光管的分划板套筒上,然后再装上高斯目镜 (2)调节高撕目镜(即拉伸目镜),眼睛对若目镜观看时,能清楚地看到十字叉丝。 (3)调节放在平行光管前的平面镜(平面镜上有调节水平螺丝和垂直螺丝),使平行光管射出 的光线重新返回平行光管。这时能通过高斯目镜看到分划板上有一个反射回来的像。前后调节分见 板套筒(或转动物镜),直到目镜里清楚地观察到十字义丝的像,并且无视差(最终判定有无视差 须物像重合)。表明分划板己经调整在物镜的焦平面上了。 2.调整分划板套筒和平行光管光轴重合 (1)粗调分划板套筒的上、下和左、右螺丝,使分划板的十字叉丝大致在平行光管的中心。 (2)调节平面镜的俯仰角,使叉丝像与十字叉丝重合。松开平行光管的两只固定螺钉,将平行 光管以轴心为准线旋转180°,观察叉丝与其像的横线是否重合。如果不重合,调节分划板座的上、 下螺丝,使叉丝的横线与像的横线接近一半,再调平面镜的角度使横线重合。如此重复旋转,直至 横线在任何角度下都重合。 (3)调节分划板套筒的左、右螺丝,使十字叉丝垂直线与其像的垂直线重合。直至转动平行光 管时,十字义丝物像始终重合。这表示分划板套筒的中心与平行光管的主光轴已经重合。 3测量凸透镜的焦距 (1)平行光管调整后,拿下平面镜,将被测凸透镜置于平行光管的前方,在透镜的前方放上 测微目镜。为使像清晰,可在透镜前加上圆孔光阑。调节平行光管、圆孔光阑、被测凸透镜和测微 目镜,使它们大致在同一光轴上。 (2)将平行光管的十字分划板换成玻罗板,并换上直筒形光源
2 分划板 550 型平行光管的分划板有 5 种,分别是十字分划板、玻罗板、星点板、2 号鉴别率板和 3 号 鉴别率板,如图 3 所示。 (1)十字分划板: 用于调整分划板套筒和平行光管光轴重合及平行光管出射平行光。 (2)玻罗板:用来测量透镜组的焦距。玻罗板上镀有 5 个线对,其间距分别为 1.0000mm、2.0000mm、 4.0000mm、10.0000mm、20.0000mm。 (3)鉴别率板:可以用来测量透镜和透镜组的分辨率。 实验内容 1. 平行光管发出平行光 (1)将十字分划板装在平行光管的分划板套筒上,然后再装上高斯目镜。 (2)调节高斯目镜(即拉伸目镜),眼睛对着目镜观看时,能清楚地看到十字叉丝。 (3)调节放在平行光管前的平面镜(平面镜上有调节水平螺丝和垂直螺丝),使平行光管射出 的光线重新返回平行光管。这时能通过高斯目镜看到分划板上有一个反射回来的像。前后调节分划 板套筒(或转动物镜),直到目镜里清楚地观察到十字叉丝的像,并且无视差(最终判定有无视差 须物像重合)。表明分划板已经调整在物镜的焦平面上了。 2.调整分划板套筒和平行光管光轴重合 (1)粗调分划板套筒的上、下和左、右螺丝,使分划板的十字叉丝大致在平行光管的中心。 (2)调节平面镜的俯仰角,使叉丝像与十字叉丝重合。松开平行光管的两只固定螺钉,将平行 光管以轴心为准线旋转 180°,观察叉丝与其像的横线是否重合。如果不重合,调节分划板座的上、 下螺丝,使叉丝的横线与像的横线接近一半,再调平面镜的角度使横线重合。如此重复旋转,直至 横线在任何角度下都重合。 (3)调节分划板套筒的左、右螺丝,使十字叉丝垂直线与其像的垂直线重合。直至转动平行光 管时,十字叉丝物像始终重合。这表示分划板套筒的中心与平行光管的主光轴已经重合。 3测量凸透镜的焦距 (1)平行光管调整后,拿下平面镜,将被测凸透镜置于平行光管的前方,在透镜的前方放上 测微目镜。为使像清晰,可在透镜前加上圆孔光阑。调节平行光管、圆孔光阑、被测凸透镜和测微 目镜,使它们大致在同一光轴上。 (2)将平行光管的十字分划板换成玻罗板,并换上直筒形光源
(3)转动测微目镜的调节螺丝,直到从测微目镜里面能看到清晰的叉丝为止。 (4)前后移动凸透镜,使被测凸透镜在平行光管中的玻罗板成像于测微目镜的叉丝平面上, 表明凸透镜的焦平面与测微目镜的焦平面重合。 (5)用测微目镜测出玻罗板像中10条线的位置,求出线对间距,代入公式∫=行∫求凸透 镜的焦距,并和其标准值比较,对实验结果进行评价 4.用平行光管测凸透镜的分辨率 (1)取下玻罗板,换上3号鉴别率板,装上光源。 (2)将测微目镜、被测透镜、平行光管依次放在光具座上。不能放光阑(为什么?) (3)移动被测透镜的位置,使被测透镜在平行光管的3号鉴别率板成像于测微目镜的焦平面上。 从鉴别率板上1号单元开始,仔细观察,找出一组刚能分辨清刻纹的单元,记下单元编号。 (4)查表得出该单元的刻纹宽度a,代入公式日=2口206265”求最小分辨角。 思考题 1.试推号公式0=20206265”。 2.在测量透镜的焦距时,为了更清晰的看到玻罗板的刻线,在平行光管的物镜前加了一个圆孔光 阑,这是为什么?
3 (3)转动测微目镜的调节螺丝,直到从测微目镜里面能看到清晰的叉丝为止。 (4)前后移动凸透镜,使被测凸透镜在平行光管中的玻罗板成像于测微目镜的叉丝平面上, 表明凸透镜的焦平面与测微目镜的焦平面重合。 (5)用测微目镜测出玻罗板像中 10 条线的位置,求出线对间距,代入公式 f h h f 求凸透 镜的焦距,并和其标准值比较,对实验结果进行评价。 4.用平行光管测凸透镜的分辨率 (1)取下玻罗板,换上 3 号鉴别率板,装上光源。 (2)将测微目镜、被测透镜、平行光管依次放在光具座上。不能放光阑(为什么?) (3)移动被测透镜的位置,使被测透镜在平行光管的 3 号鉴别率板成像于测微目镜的焦平面上。 从鉴别率板上 1 号单元开始,仔细观察,找出一组刚能分辨清刻纹的单元,记下单元编号。 (4)查表得出该单元的刻纹宽度 a,代入公式 206265 2 f a 求最小分辨角。 思考题 1.试推导公式 206265 2 f a 。 2.在测量透镜的焦距时,为了更清晰的看到玻罗板的刻线,在平行光管的物镜前加了一个圆孔光 阑,这是为什么?