(光學(xué)測(cè)量技術(shù))光學(xué)測(cè)量試驗(yàn)

1、光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 平行光管調(diào)平行光管調(diào)校校實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 v v 棱鏡折光儀測(cè)量折射率和色棱鏡折光儀測(cè)量折射率和色散散實(shí)實(shí)驗(yàn)三驗(yàn)三 光學(xué)零件曲率半徑測(cè)光學(xué)零件曲率半徑測(cè)量量實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 放大率法測(cè)量焦距和頂焦放大率法測(cè)量焦距和頂焦距距實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 激光球面干涉儀檢測(cè)面形偏激光球面干涉儀檢測(cè)面形偏差差實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 望遠(yuǎn)鏡的視度與視差檢望遠(yuǎn)鏡的視度與視差檢測(cè)測(cè)實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 光學(xué)系統(tǒng)分辨率檢光學(xué)系統(tǒng)分辨率檢測(cè)測(cè)光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 平行光管調(diào)校平行光管調(diào)校一一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解自準(zhǔn)直法、五棱鏡法調(diào)校平行光管的原理，并掌握其調(diào)校方法;(2)分析兩種方法的調(diào)校誤差，并總

2、結(jié)各自的特點(diǎn)。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)二、二、 實(shí)驗(yàn)要求及所用器具實(shí)驗(yàn)要求及所用器具(1)把待校平行光管的分劃面校到其物鏡的焦面上，并給出調(diào)校精度。(2)所用器具:裝有十字絲分劃板的焦距為 550mm 的待校平行光管、高斯式自準(zhǔn)直目鏡、可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)平面反射鏡(其有效孔徑要大于平行光管物鏡通光孔徑)、五棱鏡及載物臺(tái)、適當(dāng)倍率的前置鏡。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)三三、 實(shí)驗(yàn)原理及方法實(shí)驗(yàn)原理及方法1. 自準(zhǔn)直法自準(zhǔn)直法調(diào)校平行光管的原理圖如實(shí)驗(yàn)圖 1.1 所示。實(shí)驗(yàn)圖 1.1 自準(zhǔn)直法調(diào)校平行光管的原理圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)若忽略平行光管的像差和光的波動(dòng)性影響，當(dāng)分劃面位于物鏡焦面處時(shí)，則由平面反射鏡自準(zhǔn)回來(lái)的分劃像與分劃均重合于物

3、鏡焦面處。若分劃面離開(kāi)物鏡焦面一小距離(離焦量)，則由平面反射鏡反射回來(lái)的自準(zhǔn)分劃像將位于焦面另一側(cè)，并且分劃像離焦面的距離近似等于離焦量，即分劃像至分劃間的距離是離焦量的兩倍。故利用自準(zhǔn)直法可使調(diào)焦精度提高一倍。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)自準(zhǔn)直法調(diào)校平行光管的步驟如下:(1)將裝有十字分劃板的待測(cè)平行光管、標(biāo)準(zhǔn)平面反射鏡及高斯式自準(zhǔn)直目鏡按實(shí)驗(yàn)圖 1.1 自準(zhǔn)光路擺好，并調(diào)出自準(zhǔn)分劃像。 (2)當(dāng)用清晰度法調(diào)準(zhǔn)時(shí)，調(diào)到使自準(zhǔn)分劃像與分劃同樣清晰時(shí)，則認(rèn)為平行光管已調(diào)好。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn) (3)如以消視差法調(diào)焦，即通過(guò)眼瞳在出瞳面處橫向擺動(dòng)，由分劃像相對(duì)分劃是否存在橫向錯(cuò)動(dòng)(有無(wú)視差)，來(lái)判定分劃面是否位于物鏡

4、焦面處。若分劃像錯(cuò)動(dòng)方向與眼瞳擺動(dòng)同向，則表明分劃像比分劃離眼瞳更遠(yuǎn)些，即分劃像位于焦點(diǎn)之內(nèi)，而分劃面必然位于焦點(diǎn)之外。反之，若分劃像錯(cuò)動(dòng)方向與眼瞳擺動(dòng)反向，則分劃面位于焦內(nèi)。然后，按照判定的分劃面調(diào)整方向，微調(diào)分劃板鏡框，直至分劃像與分劃間消視差為止。反復(fù)調(diào)校幾次，調(diào)好后再擰緊分劃板的壓圈，此時(shí)表明平行光管已調(diào)好。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn) 2. 五棱鏡法五棱鏡法理想的五棱鏡有如下特點(diǎn):在五棱鏡的入射光軸截面內(nèi)，不同方向入射的光線經(jīng)五棱鏡后，其出射光束相對(duì)入射光束折轉(zhuǎn) 90 。五棱鏡法即是利用了這一特點(diǎn)來(lái)對(duì)平行光管進(jìn)行調(diào)校的。調(diào)校原理如實(shí)驗(yàn)圖 1.2 所示。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 1.2 五棱鏡法調(diào)校平行光管

5、的原理圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 1.2 五棱鏡法調(diào)校平行光管的原理圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)將五棱鏡 3 放置在平行光管物鏡前的載物臺(tái)上，五棱鏡可沿垂直于平行光管光軸方向平穩(wěn)地移動(dòng)。沿五棱鏡出射光束方向放置前置鏡 4 (自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡)，用以觀察平行光管的分劃像。若分劃位于平行光管焦面上，則由平行光管物鏡射出一束平行光。當(dāng)五棱鏡沿垂直于平行光管光軸方向，由位置( )向位置( )移動(dòng)時(shí)，平行光管分劃經(jīng)前置鏡所成的分劃像將不產(chǎn)生任何橫向移動(dòng)，如實(shí)驗(yàn)圖 1.2 ( a )所示。若分劃面 1 不位于平行光管物鏡焦面上，則隨著五棱鏡由位置( )向位置( )移動(dòng)時(shí)，前置鏡中形成的分劃像將產(chǎn)生左右方向的橫向移動(dòng)，如實(shí)驗(yàn)圖 1

6、.2 ( b )、( c )所示。利用這一現(xiàn)象可將平行光管分劃面準(zhǔn)確調(diào)到焦面位置。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)五棱鏡法調(diào)校平行光管的步驟如下:(1)將五棱鏡放置在可沿垂直物鏡光軸方向移動(dòng)的載物臺(tái)上，并使五棱鏡的入射面對(duì)向平行光管物鏡，其出射面對(duì)向前置鏡。調(diào)整載物臺(tái)的高低位置，并調(diào)前置鏡的俯仰手輪和方位手輪，使分劃像呈現(xiàn)于前置鏡視場(chǎng)中，將使平行光管的豎線分劃像與前置鏡相應(yīng)分劃對(duì)準(zhǔn)(若兩分劃均為豎線，則應(yīng)利用兩者間的橫向微小間隙的變化進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，以提高調(diào)校精度)。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn) (2)轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)的手輪，使其上的五棱鏡沿垂直于平行光管物鏡光軸的方向，向著前置鏡移動(dòng)。若在前置鏡中形成的平行光管的分劃像由右向左移動(dòng)，表明分

7、劃面位于焦前，如實(shí)驗(yàn)圖 1.2 ( b )所示;反之，分劃面在焦后，如實(shí)驗(yàn)圖 1. 2 ( c )所示。(3)松開(kāi)分劃板鏡框壓圈，按步驟( 2 )確定的分劃面移動(dòng)方向，沿軸向微調(diào)分劃板框，直至五棱鏡移動(dòng)時(shí)，平行光管的分劃像相對(duì)前置鏡分劃不發(fā)生橫向移動(dòng)(或兩者間的微小間隙寬度不再變化)，則表明分劃面已準(zhǔn)確位于平行光管物鏡焦面上了。(4)調(diào)好后，擰緊分劃鏡框的壓圈。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)四、四、 調(diào)校誤差分析調(diào)校誤差分析1. 自準(zhǔn)直法的調(diào)校誤差(1)當(dāng)以清晰度為準(zhǔn)進(jìn)行自準(zhǔn)直法調(diào)校時(shí)，平行光管的調(diào)校極限誤差為式中: e 為人眼的極限分辨角(單位為角分);k 為系數(shù)，一般取 6 ; 為波長(zhǎng)，單位為微米; 為平行

8、光管與自準(zhǔn)目鏡組成的自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的視放大率; d 為平行光管物鏡的實(shí)際通光孔徑。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)當(dāng)眼瞳直徑 d e 大于自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的出瞳直徑 d 時(shí)， d 取平行光管物鏡通光孔徑;當(dāng)d e 小于 d 時(shí)，應(yīng)以 d e 替代式中的 d 。如考慮標(biāo)準(zhǔn)平面反射鏡在口徑 d 范圍內(nèi)的面形誤差為 n 個(gè)光圈，由此引入的調(diào)校誤差為則平行光管的調(diào)校極限誤差為光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn) (2)當(dāng)以消視差為準(zhǔn)進(jìn)行自準(zhǔn)直調(diào)校時(shí)，平行光管的調(diào)校極限誤差為式中， 為人眼的對(duì)準(zhǔn)誤差(單位為角分)。同樣，如考慮平面反射鏡的面形誤差，引入的調(diào)校誤差 sd2 可由調(diào)校極限誤差參考式(3 )求得。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn) 2. 五棱鏡法的調(diào)校誤差五棱鏡法

9、的調(diào)校誤差五棱鏡法的實(shí)質(zhì)是將縱向調(diào)校變?yōu)閷?duì)人眼較靈敏的橫向?qū)?zhǔn)，故與消視差為準(zhǔn)的調(diào)校誤差相當(dāng)，主要是由前置鏡的橫向?qū)?zhǔn)誤差確定，所不同的是，該法是由五棱鏡在平行光管物鏡前沿垂直光軸方向移動(dòng)，替代了眼瞳在出瞳面內(nèi)的擺動(dòng)。故參看式(4 )可得五棱鏡法的調(diào)校極限誤差為光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)式中: 為前置鏡的視放大率; 為人眼對(duì)準(zhǔn)誤差(單位為角分); d 為平行光管物鏡的實(shí)際通光孔徑; d w 為五棱鏡通光口徑。分析式(5 )可知，當(dāng) d w 0. 5 d ，且選擇最好的對(duì)準(zhǔn)方式時(shí)，可使五棱鏡法達(dá)最高調(diào)校精度。本法最適于較大口徑的平行光管調(diào)校。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 v 棱鏡折光儀測(cè)量折射率和色散棱鏡折光儀測(cè)

10、量折射率和色散一、一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握 v 棱鏡法測(cè)量光學(xué)玻璃折射率與色散的原理及其測(cè)量方法。(2)熟悉 v 棱鏡折光儀的結(jié)構(gòu)與操作方法，了解影響測(cè)量精度的諸因素。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)二、二、 實(shí)驗(yàn)要求及所用器具實(shí)驗(yàn)要求及所用器具(1 )用 wyv 型 v 棱鏡折光儀分別測(cè)光學(xué)玻璃對(duì) d 、 c 、 f 、 e 、 g 、 h 譜線的折射率，并求得色散值。(2)所用器具: wyv 型 v 棱鏡折光儀、鈉燈、汞燈、氫燈、待測(cè)玻璃試樣、折射浸液等。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)三、三、 實(shí)驗(yàn)原理及方法實(shí)驗(yàn)原理及方法1. 測(cè)量原理測(cè)量原理v 棱鏡法測(cè)量折射率的原理如實(shí)驗(yàn)圖 2. 1 所示。 v 棱鏡就是一塊帶有“

11、 v ”形缺口的組合棱鏡，它由兩塊材料性能完全相同的直角棱鏡膠合而成。 v 棱鏡的材料 n v 是已知的。 v形缺口的張角 aed 為 90 ，兩個(gè)棱角 a 、 d 均為 45 。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 2.1 v 棱鏡法測(cè)折射率原理圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)待測(cè)試樣應(yīng)磨出兩個(gè)互成 90 的平面，置于 v 形缺口內(nèi)，為使兩者的表面很好地貼合，其間加入少量的與試樣折射率大致相同的折射浸液。單色平行光垂直 ab 面射入，經(jīng) v 棱鏡和試樣，最后從 cd 面射出，若待測(cè)試樣折射率 n 與 n v 相同，則入射的單色平行光將不發(fā)生任何偏折地從 cd 面射出，此時(shí)儀器的度盤(pán)有一零位讀數(shù)。若 n n v ，出射光線相對(duì)于

12、入射光線將有偏角 。顯然 角的大小、正負(fù)與n 有關(guān)。測(cè)量出 角，則待測(cè)試樣在測(cè)量條件下對(duì)某一波長(zhǎng)的折射率為光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)當(dāng) n n v 時(shí)，出射光線向上偏折，取“ + ”號(hào)， 角由度盤(pán)的 030 范圍讀值;當(dāng) n n v時(shí)，出射光線向下偏折，取“ - ”號(hào)， 角由度盤(pán)的 360330 范圍讀值。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn) 2.v 棱鏡折光儀簡(jiǎn)介棱鏡折光儀簡(jiǎn)介按上述原理制成的專(zhuān)用儀器稱(chēng)為 v 棱鏡折光儀，如實(shí)驗(yàn)圖 2.2 所示，主要由準(zhǔn)直系統(tǒng)1 、對(duì)準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡 2 和精密測(cè)角系統(tǒng) 3 組成。準(zhǔn)直系統(tǒng)由平行光管及照明裝置組成，以給出垂直射向 v 棱鏡的單色平行光，其分劃線(單線)平行于 v 棱鏡缺口底棱。對(duì)準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡

13、可繞度盤(pán)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以便確定透過(guò) v 棱鏡的光束方向。為減少雜光，準(zhǔn)直系統(tǒng)的分劃選用狹縫方式照明細(xì)絲;為確保系統(tǒng)對(duì)各單色光均有良好的像質(zhì)，準(zhǔn)直物鏡和望遠(yuǎn)物鏡均采用復(fù)消色差物鏡。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)精密測(cè)角系統(tǒng)由度盤(pán)及其照明系統(tǒng)和讀數(shù)顯微鏡組成。由于對(duì)準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡在瞄準(zhǔn)時(shí)帶動(dòng)度盤(pán)一道轉(zhuǎn)動(dòng)，故通過(guò)讀數(shù)顯微鏡可讀得偏折角 值。其中“度”、“分”由度盤(pán)直接讀得，小數(shù)部分由測(cè)微尺讀出，儀器最小格值為 0.05 分。為擴(kuò)大儀器的測(cè)量范圍，儀器附有三塊不同折射率的 v 棱鏡供選用。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 2.2 v 棱鏡折光儀光學(xué)系統(tǒng)略圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn) 3. 測(cè)量方法測(cè)量方法(1)制備試樣:兩直角面細(xì)磨或拋光，直角誤差 1 。

14、(2)制備折射浸液，其折射率 n z 與待測(cè)試樣折射率 n 之差控制在 0. 01 范圍內(nèi)。(3)依據(jù)被測(cè)樣品折射率選定 v 棱鏡，使 n - n v 0. 2 。(4)校零位讀數(shù):將校正零位用的標(biāo)準(zhǔn)玻璃塊涂以相應(yīng)的折射液后，放入 v 棱鏡的 v槽內(nèi)，并注意排除其間氣泡。用對(duì)準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡的雙線對(duì)準(zhǔn)平行光管的單線像。此時(shí)讀數(shù)應(yīng)校成 00.00 。如校后仍有余數(shù)，則以該數(shù)作為零位讀數(shù)。更換 v 棱鏡或改變單色光的波長(zhǎng)時(shí)均需校零位。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn) (5)取下標(biāo)準(zhǔn)塊，仿上述辦法放入試樣，重新對(duì)準(zhǔn)讀數(shù)五次。各數(shù)經(jīng)零位修正后，再求平均值，即得被測(cè)試樣對(duì)某一譜線的偏角 ，依次測(cè)得試樣對(duì) d 、 c 、 f 、 e

15、 、 g 、 h 譜線的偏折角。按照實(shí)驗(yàn)表 21 進(jìn)行記錄。 (6)由平均值 查 - (n - n v ) 或代入式( 6 )，即得到待測(cè)試樣對(duì)各單色光的折射率，并求得色散值。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)四、四、 測(cè)量誤差分析測(cè)量誤差分析折射率的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差為式中: n v 為 v 棱鏡的折射率 n v 的標(biāo)準(zhǔn)偏差; 為偏折角 的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)式(7 )中的微商可由式( 6 )求得偏折角 的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差包括下述三個(gè)因素:對(duì)準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡的單次對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)偏差 1 、度盤(pán)刻線的標(biāo)準(zhǔn)偏差 2 以及讀數(shù)顯微鏡的讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差 3 。在測(cè)角 時(shí)，需要兩次對(duì)準(zhǔn)和兩次讀數(shù)，故角 的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差為光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)

16、n v 通常是用精密測(cè)角儀以最小偏向角法測(cè)得的，一般不大于 510-6 ，而 一般可控制在 1.510-5 弧度范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)的 n 可達(dá)到 ( 12) 10-5 ，這滿(mǎn)足一般的折射率測(cè)量精度要求。按我國(guó)無(wú)色光學(xué)玻璃的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每種玻璃應(yīng)給出 7 種光譜線的折射率。實(shí)驗(yàn)表22 列出了 7 種譜線的波長(zhǎng)、符號(hào)及產(chǎn)生這些譜線的元素?zé)簦瑢?shí)驗(yàn)表 23 列出了常用折射液的折射率及色散值。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 光學(xué)零件曲率半徑測(cè)量光學(xué)零件曲率半徑測(cè)量一一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握機(jī)械法與自準(zhǔn)顯微鏡法測(cè)量球面曲率半徑的原理和方法。(2)熟悉鋼珠式環(huán)形球徑儀和 3c 型自準(zhǔn)球

17、徑儀的結(jié)構(gòu)特征及其測(cè)量范圍。(3)了解影響兩種方法測(cè)量精度的主要因素，并能正確地給出測(cè)量誤差。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)二、二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及所用器具實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及所用器具(1)用鋼珠式環(huán)形球徑儀分別測(cè)量凸、凹球面的曲率半徑。(2)用 3c 型自準(zhǔn)球徑儀分別測(cè)量凸、凹球面的曲率半徑。(3)所用器具:鋼珠式環(huán)形球徑儀， 3c 型自準(zhǔn)球徑儀，平晶，待測(cè)凸、凹球面光學(xué)零件。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)三、三、 實(shí)驗(yàn)原理及方法實(shí)驗(yàn)原理及方法1. 環(huán)形球徑儀測(cè)量曲率半徑的原理和方法環(huán)形球徑儀測(cè)量曲率半徑的原理和方法1 )環(huán)形球徑儀的測(cè)量原理鋼珠式環(huán)形球徑儀測(cè)量曲率半徑是通過(guò)測(cè)量球面某一特定弦所對(duì)應(yīng)的矢高，間接測(cè)得該球面的曲率半徑的。由實(shí)驗(yàn)

18、圖 3.1 ( a )、( b )所示的幾何關(guān)系可得式中， r 為三個(gè)鋼珠中心所確定的測(cè)量環(huán)半徑;h 為三個(gè)鋼珠頂點(diǎn)所確定的平面至球面頂點(diǎn)的距離; 為鋼珠半徑。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 3.1 環(huán)形球徑儀測(cè)量曲率半徑原理圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)當(dāng)待測(cè)面為凹面時(shí)取“ + ”，為凸面時(shí)取“ - ”。改用普通尖棱式測(cè)量環(huán)時(shí)，只要令式(8 )中 =0 ，便可計(jì)算曲率半徑 r 。如測(cè)成對(duì)球面樣板的曲率半徑，可不用平晶，而直接測(cè)鋼珠所截得的兩球冠的矢高之和 h 來(lái)精確求得 r 值，即其中 r 0 為樣板的名義半徑。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)2 )儀器簡(jiǎn)介現(xiàn)以 jgq-1 型鋼珠式環(huán)形球徑儀為例，其結(jié)構(gòu)原理如實(shí)驗(yàn)圖 3.2 所示。儀器主

19、要由測(cè)量環(huán) 1 、測(cè)量桿系統(tǒng) 2 和讀數(shù)顯微鏡 3 組成。測(cè)量環(huán)可給出準(zhǔn)確的 r 、 值，并可確定 h 的零位讀數(shù)。借助測(cè)量桿系統(tǒng)和讀數(shù)顯微鏡可精確測(cè)出矢高 h 值。為確保曲率半徑測(cè)量精度，儀器備有 79 個(gè)測(cè)量環(huán)供選用。環(huán)形球徑儀測(cè)量曲率半徑范圍為 51200mm ，依據(jù)測(cè)量段的不同，曲率半徑的極限相對(duì)誤差 r / r 為 0.03%0. 06% 。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 3.2 jgq-1 型球徑儀結(jié)構(gòu)原理圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)3 )測(cè)量方法首先根據(jù)待測(cè)件的口徑，選擇半徑盡量大的測(cè)量環(huán)裝到環(huán)座上，并以平面樣板確定測(cè)量桿的零位讀數(shù)。再轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使測(cè)量桿下移，拿掉平面樣板，將擦拭干凈的待測(cè)件放到測(cè)量環(huán)上。使

20、測(cè)量桿剛好與待測(cè)面頂點(diǎn)接觸，由讀數(shù)顯微鏡讀得測(cè)量桿的第二位置讀數(shù)，則測(cè)量桿的兩位置讀數(shù)之差即為對(duì)應(yīng)的矢高值。最后按相應(yīng)公式算出 r 和 r 值。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)2. 自準(zhǔn)球徑儀測(cè)量曲率半徑的原理和方法自準(zhǔn)球徑儀測(cè)量曲率半徑的原理和方法1 )測(cè)量原理自準(zhǔn)球徑儀測(cè)量凹球面曲率半徑的原理如實(shí)驗(yàn)圖 3.3 所示。自準(zhǔn)球徑儀的核心部分是自準(zhǔn)顯微鏡。利用自準(zhǔn)顯微鏡分別對(duì)待測(cè)球面的球心 c 和頂點(diǎn) a 進(jìn)行自準(zhǔn)直調(diào)校(可由自準(zhǔn)分劃像清晰無(wú)視差地成在分劃處判定)。借助投影測(cè)長(zhǎng)機(jī)構(gòu)測(cè)出兩次調(diào)校時(shí)自準(zhǔn)顯微鏡(或待測(cè)球面)沿軸移動(dòng)的距離，即為待測(cè)球面的曲率半徑。在實(shí)際測(cè)量中，為了獲得盡可能高的測(cè)量精度，儀器備有一套不同

21、放大率的物鏡供選用。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 3.3 自準(zhǔn)球徑儀測(cè)曲率半徑的原理光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)國(guó)產(chǎn) 3c 型自準(zhǔn)球徑儀結(jié)構(gòu)如實(shí)驗(yàn)圖 3.4 所示，主要由測(cè)量座、夾持器組件以及底座等三大部分組成。測(cè)量座由可沿底座導(dǎo)軌方向移動(dòng)的上、下滑板，自準(zhǔn)顯微鏡， 200mm 長(zhǎng)精密玻璃刻尺以及投影讀數(shù)器組成。借助手輪，自準(zhǔn)顯微鏡能沿光軸方向進(jìn)行粗動(dòng)和微調(diào)，其位置可由玻璃刻尺經(jīng)投影讀數(shù)器(最小格值 0.001mm )測(cè)得。夾持器可依據(jù)待測(cè)面曲率半徑的名義值，沿導(dǎo)軌床面定位在某一刻線標(biāo)志處。夾持器用于裝卡和調(diào)整待測(cè)光學(xué)件。轉(zhuǎn)動(dòng)其上的兩調(diào)節(jié)螺母，即可使待測(cè)球面分別沿水平和垂直方向做傾斜微調(diào)，以將球心準(zhǔn)確調(diào)到顯微鏡瞄準(zhǔn)軸線

22、上。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 3.4 自準(zhǔn)球徑儀結(jié)構(gòu)示意圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)2 )測(cè)量步驟由待測(cè)球面的口徑、曲率半徑尺寸及要求的精度選用適當(dāng)倍率的顯微鏡。儀器備有4 、10 和 40 物鏡供選用。由待測(cè)球面曲率半徑名義值，將夾持器沿導(dǎo)軌床面裝定到需要的刻線標(biāo)志位置。將待測(cè)件裝卡到夾持器上。軸向微動(dòng)測(cè)量座并微調(diào)待測(cè)件，使自準(zhǔn)顯微鏡的目鏡視場(chǎng)中觀察到過(guò)球心的清晰且無(wú)視差的自準(zhǔn)像。在投影讀數(shù)器讀得對(duì)應(yīng)球心的位置讀數(shù) x 1 。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)移動(dòng)測(cè)量座，使自準(zhǔn)顯微鏡對(duì)待測(cè)面頂點(diǎn)調(diào)校，直至目鏡視場(chǎng)中再次看到清晰無(wú)視差的自準(zhǔn)像。讀得對(duì)應(yīng)球面頂點(diǎn)的位置讀數(shù) x 1 ，則被測(cè)面的曲率半徑 r 應(yīng)為式中， x 0 為夾持器裝

23、定位置的刻線標(biāo)志讀數(shù)(0 、 200 、 400 、 600 、)。測(cè)凸球面曲率半徑的步驟也大致類(lèi)同，只是所測(cè)半徑范圍受到顯微鏡工作距限制。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)四、四、 測(cè)量誤差測(cè)量誤差1. 鋼珠式球徑儀測(cè)量曲率半徑的誤差先求矢高 h 的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差其中: h 1 表示玻璃刻度尺分劃修正后，因刻度值誤差而引入的矢高誤差( 0. 5 m ); h 2 表示由測(cè)微目鏡的螺旋分劃板的螺距誤差所引起的讀數(shù)誤差; h 3 表示因顯微鏡對(duì)準(zhǔn)引入的讀數(shù)誤差。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)鋼珠式球徑儀測(cè)量曲率半徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差為式中: r 表示 r 的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差， r =1 m ; 表示鋼珠 的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差， =0. 5 m 。光學(xué)測(cè)量

24、實(shí)驗(yàn) 2. 自準(zhǔn)球徑儀測(cè)量曲率半徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差自準(zhǔn)球徑儀測(cè)量曲率半徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差為為式中: 1 為夾持器的定位誤差; 2 為投影讀數(shù)器的讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差; 3 為自準(zhǔn)顯微鏡的兩次調(diào)校誤差; 4 為玻璃刻尺的刻線標(biāo)準(zhǔn)偏差。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 放大率法測(cè)量焦距和頂焦距放大率法測(cè)量焦距和頂焦距一、一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握放大率法測(cè)正、負(fù)透鏡焦距的基本原理。(2)熟悉焦距儀的基本結(jié)構(gòu)，并掌握焦距的測(cè)量技術(shù)。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及所用器具(1 )檢校顯微物鏡實(shí)際放大倍率。(2 )分別測(cè)量正透鏡、負(fù)透鏡的焦距與截距，并要求給出正確的測(cè)試結(jié)果。(3)所用器具:焦距儀(或光具座)及相應(yīng)附件，待測(cè)的正、負(fù)透鏡。

25、光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)三、三、 實(shí)驗(yàn)原理及方法實(shí)驗(yàn)原理及方法1. 測(cè)量原理測(cè)量原理放大倍率法測(cè)量正透鏡焦距的原理如實(shí)驗(yàn)圖 4.1 所示。待測(cè)物鏡 2 置于平行光管物鏡之前。若平行光管物鏡焦面處的玻羅板線對(duì)間距為 y ，則在待測(cè)透鏡焦面上成像為y，如果用測(cè)量顯微鏡 3 測(cè)得y的像y= y( 為顯微物鏡放大率)，則由下式可求得待測(cè)物鏡的焦距:式中: f c 為平行光管物鏡焦距;y為測(cè)微目鏡測(cè)得的 y值。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 4.1 測(cè)正透鏡焦距的原理圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)放大倍率法測(cè)量負(fù)透鏡焦距的原理如實(shí)驗(yàn)圖 4.2 所示，相應(yīng)的焦距計(jì)算公式為實(shí)驗(yàn)圖 4.2 測(cè)負(fù)透鏡焦距的原理圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)必須指出，由于負(fù)透鏡成虛像

26、y，為用測(cè)量顯微鏡看清該像，顯微物鏡的工作距離一定要大于負(fù)透鏡的后頂焦距。同樣地，依次調(diào)校顯微鏡，從看清y到看清后表面頂點(diǎn)，顯微鏡軸向移動(dòng)距離就是后頂焦距 lf 值。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)2. 焦距儀簡(jiǎn)介焦距儀簡(jiǎn)介焦距儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如實(shí)驗(yàn)圖 4.3 所示。它主要由平行光管、透鏡夾持器、測(cè)量顯微鏡及導(dǎo)軌組成。平行光管給出準(zhǔn)確的焦距 fc 及玻羅板的線對(duì)間距 y 值。透鏡夾持器用于裝卡調(diào)整待測(cè)透鏡。夾持器可沿導(dǎo)軌移動(dòng)，也可繞垂直軸做水平方向的擺動(dòng)和做高低微調(diào)。測(cè)量顯微鏡裝在支座上，并可相對(duì)平行光管光軸做縱向和橫向、高低向調(diào)節(jié)，測(cè)量顯微鏡還能繞豎軸做水平方向擺動(dòng)，微調(diào)，以及繞自身光軸轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)支座可沿導(dǎo)軌移動(dòng)。光

27、學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 4.3 焦距儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)3. 測(cè)量方法測(cè)量方法(1 )將待校顯微鏡擰到鏡筒上。在物鏡前放玻羅板(或標(biāo)準(zhǔn)刻尺)，使測(cè)量顯微鏡對(duì)玻羅板的線對(duì) y 調(diào)校，直至視場(chǎng)中刻尺清晰地成像，并測(cè)出像y的大小，則顯微物鏡的實(shí)際放大率 =y/y 。(2)將待測(cè)透鏡裝到夾持器上，并調(diào)整其光軸與平行光管、顯微鏡光軸一致。(3)微調(diào)顯微鏡，使刻線像清晰無(wú)視差地成在測(cè)微目鏡分劃板上，并測(cè)得y值。代入式(14 )求出透鏡焦距。(4)記下此時(shí)顯微鏡的軸向位置，再使顯微物鏡調(diào)校到待物鏡后表面頂點(diǎn)處，顯微鏡軸向移動(dòng)距離即為被測(cè)物鏡后頂焦距。將物鏡轉(zhuǎn) 180 ，用與測(cè)后頂焦距類(lèi)似的方法，可測(cè)透鏡的前頂焦

28、距。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)四、四、 測(cè)量誤差測(cè)量誤差放大率法測(cè)焦距的相對(duì)誤差為式中， f c 、 y 、 y和 分別為 fc 、 y 、y和 的標(biāo)準(zhǔn)偏差。在待測(cè)透鏡像質(zhì)良好，檢測(cè)時(shí)顯微物鏡實(shí)際利用的數(shù)值孔徑不過(guò)小的情況下， f/f不超過(guò) 0.3% 。測(cè)量負(fù)透鏡的焦距時(shí)，因所選顯微物鏡的倍率小，又測(cè)得的只是近軸光束的焦距，故負(fù)透鏡焦距的測(cè)量誤差較大，可達(dá) 0.5% 左右。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)測(cè)量頂焦距的誤差包括顯微鏡的位置讀數(shù)誤差和顯微鏡的兩次調(diào)校誤差，因透鏡不同，測(cè)量誤差從零點(diǎn)幾毫米到 1 毫米不等。為了達(dá)到預(yù)期的測(cè)量精度，實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)待測(cè)透鏡的測(cè)試狀態(tài)盡量與使用狀態(tài)一致或相近。(2)平行光管

29、、待測(cè)物鏡和測(cè)量顯微鏡三光軸應(yīng)調(diào)重合。(3)平行光管焦距最好為待測(cè)透鏡焦距的 2 倍以上，顯微物鏡的數(shù)值孔徑大于待測(cè)透鏡的像方孔徑角。(4)要測(cè)的玻羅板分劃像在顯微鏡視場(chǎng)中應(yīng)對(duì)稱(chēng)分布，且位于帶視場(chǎng)附近為好。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 激光球面干涉儀檢測(cè)面形偏差激光球面干涉儀檢測(cè)面形偏差一、一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1 )熟悉激光球面干涉儀的工作原理與調(diào)試方法。(2)能用激光球面干涉儀檢測(cè)球面的面形偏差。二二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及所用器具實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及所用器具(1)測(cè)出球面的實(shí)際曲率半徑，并與要求的曲率半徑比較，求得 r 值，將 r 換算成相應(yīng)的光圈數(shù) n 。(2)檢測(cè)球面的局部偏差 n ，并判別其性質(zhì)。(3)

30、所用器具:國(guó)產(chǎn) qgy-1 型激光球面干涉儀(或類(lèi)似裝置)、待測(cè)球面鏡。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)三、三、 實(shí)驗(yàn)原理及方法實(shí)驗(yàn)原理及方法1. 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理qgy-1 型激光球面干涉儀屬斐索型球面干涉儀，其光路原理如實(shí)驗(yàn)圖 5. 1 所示。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 5.1 qgy-1 型激光球面干涉儀光路原理光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀器主要由干涉系統(tǒng)和投影讀數(shù)系統(tǒng)兩大部分組成。(1 )干涉系統(tǒng):由 he-ne 激光器射出一束激光依次經(jīng)聚光鏡、分束棱鏡及準(zhǔn)直物鏡組后變成平行光束，此光束經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)物鏡組折射，最后沿其標(biāo)準(zhǔn)面法線方向射出，則由標(biāo)準(zhǔn)面自準(zhǔn)回去的波面為參考波面。調(diào)待測(cè)面，使其曲率中心剛好與標(biāo)準(zhǔn)面射出光線同心，由待測(cè)面自準(zhǔn)

31、回去的光束形成測(cè)試波面，此波面與參考波面相干，在視場(chǎng)中形成等厚干涉條紋。(2)投影讀數(shù)系統(tǒng):由精密刻尺、 100 投影系統(tǒng)和投影屏組成，用于測(cè)量待測(cè)面的移動(dòng)距離，從而精確測(cè)得待測(cè)面的曲率半徑 r。 光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn) 2. 檢測(cè)方法檢測(cè)方法在球面干涉儀上測(cè)待測(cè)面的曲率半徑，原則上是測(cè)鏡面的球心至頂點(diǎn)間的距離，故根據(jù)待測(cè)面的口徑比 d / r 及 r 名義值，選取合適的標(biāo)準(zhǔn)物鏡組，并以干涉場(chǎng)中條紋變直，確定其球心位置;待測(cè)面頂點(diǎn)位置可用頂點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)面球心重合時(shí)產(chǎn)生的直條紋確定，或由標(biāo)準(zhǔn)面頂點(diǎn)與待測(cè)面頂點(diǎn)接觸來(lái)確定，從而求得半徑差 r 或光圈數(shù) n 。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn) n 的檢測(cè):當(dāng)待測(cè)面存在局部偏差或帶區(qū)誤

32、差時(shí)，視場(chǎng)內(nèi)將不能調(diào)出完全直的干涉條紋，故需依據(jù)條紋彎曲的部位、所占范圍及彎曲程度，判斷局部偏差的大小，再由待測(cè)面逐漸移離標(biāo)準(zhǔn)面時(shí)，干涉條紋各處的變直過(guò)程，即各局部偏差的曲率中心依什么次序“走過(guò)”標(biāo)準(zhǔn)面球心，確定其性質(zhì)。例如:常見(jiàn)的邊翹、中心凸的凹表面，如實(shí)驗(yàn)圖 5.2所示。當(dāng)沿剪頭方向拉開(kāi)待測(cè)面時(shí)，則依次看到條紋由邊緣直，逐漸向帶區(qū)及中心處變直。采用類(lèi)似的分析方法，可得其它面形偏差。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 5.2 存在帶區(qū)誤差的凹球面移動(dòng)時(shí)條紋變化的過(guò)程光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)四、四、 激光球面干涉儀檢測(cè)精度的某些考慮激光球面干涉儀檢測(cè)精度的某些考慮測(cè)球面的局部偏差的檢測(cè)精度由兩個(gè)因素決定:一是標(biāo)準(zhǔn)面射出光

33、束的殘存波差，分析表明，當(dāng)此波差不超過(guò) / 4 時(shí)，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響可忽略;二是標(biāo)準(zhǔn)面自身的局部偏差可部分或全部地反映到條紋變形中去(由實(shí)際利用的標(biāo)準(zhǔn)面口徑而定)，故應(yīng)嚴(yán)格控制到 / 20 以?xún)?nèi)。 r 的檢測(cè)精度由精密刻尺的刻劃誤差、投影讀數(shù)的對(duì)準(zhǔn)誤差與示值誤差、標(biāo)準(zhǔn)面曲率半徑 r 0 的標(biāo)定誤差及干涉儀的瞄準(zhǔn)定位誤差等因素決定。進(jìn)一步分析表明，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)面實(shí)際使用的包容角較小時(shí)， r 0 的標(biāo)定誤差及瞄準(zhǔn)定位誤差起主要作用;當(dāng)包容角較大時(shí)，上述諸因素對(duì)測(cè)量精度的影響大致相當(dāng)。儀器可滿(mǎn)足一級(jí)對(duì)板的檢測(cè)精度要求。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 望遠(yuǎn)鏡的視度與視差檢測(cè)望遠(yuǎn)鏡的視度與視差檢測(cè)一、一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

34、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)深入理解望遠(yuǎn)鏡的視度和視差的概念，以及兩者的關(guān)系。(2)掌握視度、視差的基本檢測(cè)方法。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)二、二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及所用器具實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及所用器具(1)以普通視度筒和大量程視度筒檢測(cè)望遠(yuǎn)鏡各視度的裝定值。(2)檢測(cè)望遠(yuǎn)鏡的視差值。(3)所用器具:平行光管、待測(cè)望遠(yuǎn)鏡、普通視度筒、大量程視度筒和可調(diào)支架。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)三三、 實(shí)驗(yàn)原理及方法實(shí)驗(yàn)原理及方法1. 視度的檢測(cè)原理和方法視度的檢測(cè)原理和方法為適應(yīng)正常人眼、近視眼、遠(yuǎn)視眼的觀察需要，望遠(yuǎn)鏡射出光束的發(fā)散會(huì)聚度須能調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)能力稱(chēng)為視度調(diào)節(jié)，并常通過(guò)軸向移動(dòng)目鏡的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。視度檢測(cè)是指目鏡調(diào)到視度分劃圈的某一值時(shí)，檢測(cè)其指示

35、值與實(shí)際值的符合程度，看是否滿(mǎn)足規(guī)定的要求。檢測(cè)視度的光路原理圖如實(shí)驗(yàn)圖 6.1 的所示。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 6.1 視度筒檢測(cè)視度的光路原理圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)由于待測(cè)望遠(yuǎn)鏡存在視度，則由目鏡射出的光束相當(dāng)由距出瞳 - l 的點(diǎn) a 發(fā)出的光束，故視度筒物鏡須沿軸前移 ，與待測(cè)視度 sd 關(guān)系為式中， f 0 為視度筒物鏡焦距。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)按上述關(guān)系將 換算成 sd 刻在視度筒窗口處，即可直接測(cè)視度值。普通視度筒的視度測(cè)量范圍為 1.52. 5 屈光度。要測(cè)更大范圍的視度，可用大量程視度筒，它由普通視度筒加視度透鏡組成。視度透鏡的視度 sd0 用于抵消待測(cè)視度 sd 的大部分，使余下視度 sd 由

36、普通視度筒測(cè)量。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)視度檢測(cè)方法:先使視度筒物鏡調(diào)到零位，并直接對(duì)向平行光管。調(diào)目鏡視度，使人眼清晰地看到平行光管分劃像與視度筒分劃線。將待測(cè)望遠(yuǎn)鏡置入實(shí)驗(yàn)圖 6.2 所示的檢測(cè)光路中，并大致調(diào)整軸，再將視度對(duì)到要測(cè)的零位分劃處，然后軸向移動(dòng)視度筒物鏡，使視場(chǎng)中視度筒分劃和平行光管分劃像同樣清晰或消視差。記下視度筒測(cè)得的零位視度值，再依次將目鏡視度對(duì)到要測(cè)的分劃處，用同樣的方法可測(cè)得各分劃的實(shí)際視度值。對(duì)需大量程視度筒檢測(cè)的視度，可在普通視度筒前方套上所選定的視度透鏡，并使其物方主面大致與望遠(yuǎn)鏡出瞳重合。用類(lèi)似的方法，可測(cè)出各視度分劃處的實(shí)際視度值。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 6.2 檢視度時(shí)

37、的框圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)2. 視差的檢測(cè)原理及方法視差的檢測(cè)原理及方法目視望遠(yuǎn)系統(tǒng)因分劃面與物像不重合，而使人眼在出瞳面不同處看到兩者產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為視差，故視差會(huì)引起望遠(yuǎn)鏡的瞄準(zhǔn)誤差。視差常以視差角或視度之差表示。視差以望遠(yuǎn)鏡物方視差角 表示時(shí)，有式中: d 為望遠(yuǎn)鏡的出瞳;b 為分劃面離開(kāi)物像的距離; f0 為望遠(yuǎn)鏡的焦距; fe 為目鏡的焦距。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)視差以分劃與物像在望遠(yuǎn)鏡像方對(duì)應(yīng)的視度之差表示，則有式中， sd 的單位為屈光度。望遠(yuǎn)系統(tǒng)視差的公差可參看實(shí)驗(yàn)表 61 和實(shí)驗(yàn)表 62 。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)視差常見(jiàn)的檢測(cè)方法是在儀器出瞳處分別測(cè)出分劃與物像的視度值，兩者之差即表示待測(cè)

38、望遠(yuǎn)鏡的視差。顯然 sd 是受視度筒本身調(diào)校精度限制的，為此可采用調(diào)校精度高的半透鏡視度筒檢測(cè)。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 光學(xué)系統(tǒng)分辨率檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)分辨率檢測(cè)一、一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握望遠(yuǎn)鏡與照相物鏡分辨率的檢測(cè)原理。(2)能正確地設(shè)計(jì)檢測(cè)光路并確定相關(guān)參數(shù)。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)二、二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及所用器具實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及所用器具(1)檢測(cè)望遠(yuǎn)鏡分辨率。(2)分別檢測(cè)照相物鏡零視場(chǎng)的目視分辨率以及 0. 7 視場(chǎng)和全視場(chǎng)的子午、弧矢方向目視分辨率。(3)所用器具:裝有分辨率板的平行光管、觀察顯微鏡、前置鏡、物鏡夾持器及調(diào)節(jié)點(diǎn)機(jī)構(gòu)、待測(cè)望遠(yuǎn)鏡、照相物鏡。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)三、三、 實(shí)驗(yàn)原理及方法實(shí)驗(yàn)原理及

39、方法1. 柵格狀分辨率板柵格狀分辨率板望遠(yuǎn)系統(tǒng)分辨率是以將物方剛好分辨開(kāi)的遠(yuǎn)方兩物點(diǎn)的角距離表示，而照相物鏡則以像面上剛能分辨的每毫米線對(duì)數(shù) n 表示。分辨率最常用的是柵格狀分辨率板，它共有 7 塊板(編號(hào)為 a 1 a 7 )，每塊分辨板由線寬遞減的 25 個(gè)單元(序號(hào) 1 ， 2 ， 3 ， 25 )組成一個(gè)大正方形，每單元又由 4 個(gè)不同方向的線條組排成一個(gè)小正方形，參看圖 7.8 ( a )。通常將分辨率板置于平行光管物鏡焦面上，以形成無(wú)限遠(yuǎn)的檢測(cè)標(biāo)志。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)2. 望遠(yuǎn)鏡分辨率的檢測(cè)望遠(yuǎn)鏡分辨率的檢測(cè)望遠(yuǎn)鏡分辨率檢測(cè)光路如實(shí)驗(yàn)圖 7.1 所示。將選定的分辨率板置于優(yōu)質(zhì)平行光管物鏡

40、焦面處，由光源經(jīng)聚光鏡毛玻璃均勻照亮分辨率板。將待測(cè)望遠(yuǎn)鏡視度歸零，并置于平行光管與前置鏡之間(前置鏡入瞳應(yīng)大致位于待測(cè)望遠(yuǎn)鏡出瞳處)，調(diào)三者共軸，則在前置鏡視場(chǎng)中可以看到放大的分辨率圖案像。檢測(cè)時(shí)應(yīng)由線條粗的分辨單元順序地向線條細(xì)的單元觀看，以剛好能同時(shí)看清四個(gè)方向線條的單元組號(hào)為準(zhǔn)，查得對(duì)應(yīng)的線寬 b ，由下式求得待測(cè)望遠(yuǎn)鏡的角分辨率:光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)式中， f c 為平行光管物鏡的實(shí)際焦距。實(shí)驗(yàn)圖 7.1 望遠(yuǎn)鏡分辨率檢測(cè)光路圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)檢測(cè)前置鏡倍率 的選擇應(yīng)滿(mǎn)足式中: t 為待測(cè)望遠(yuǎn)鏡的視放大率; d 、 d 分別為待測(cè)望遠(yuǎn)鏡入瞳直徑和出瞳直徑。在檢測(cè)分辨率的同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)分辨率圖案像

41、清晰程度、有否有彩色邊緣、透明線光暈、相互垂直的線條是否同時(shí)清晰、線條變形或線間距不均、出現(xiàn)重像等情況估計(jì)被測(cè)系統(tǒng)的像質(zhì)。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)3. 照相物鏡目視分辨率的測(cè)量照相物鏡目視分辨率的測(cè)量照相物鏡目視分辨率的檢測(cè)光路如實(shí)驗(yàn)圖 7.2 所示，通常是在光具座上進(jìn)行的。將分辨率板置于優(yōu)質(zhì)平行光管物鏡的焦面處，待測(cè)照相物鏡裝在夾持器上。要求夾持器能定位在某一視場(chǎng)角位置處，還可帶動(dòng)物鏡沿軸向移動(dòng)，以將其后節(jié)點(diǎn)調(diào)到垂直轉(zhuǎn)軸上，觀測(cè)顯微鏡能沿軸向移動(dòng)。光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)圖 7.2 檢測(cè)照相物鏡分辨率的光路圖光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)1 )軸上點(diǎn)零視場(chǎng)目視分辨率的檢測(cè)調(diào)待測(cè)照相物鏡，使其與平行光管、顯微鏡共軸。再微調(diào)觀察顯微鏡，使分辨率圖案像位于視場(chǎng)中央，找出剛能分辨四個(gè)方向線條的單元號(hào)，查得線寬 b ，則軸上點(diǎn)目視分辨率 n 為式中: f c 為平行光管物鏡的實(shí)際焦距;f 為待測(cè)照相