平行光管的調(diào)節(jié)與應(yīng)用

1、平行光管的調(diào)節(jié)與應(yīng)用o平行光管調(diào)節(jié)o測(cè)量凸透鏡焦距o測(cè)量凸透鏡最小分辨角預(yù)備問題及課堂討論題預(yù)備問題及課堂討論題1測(cè)凸透鏡焦距和分辨率時(shí)，透鏡與平行光管間的距離對(duì)結(jié)果有無影響？2如何用一元線性回歸方法來計(jì)算透鏡焦距，特別是有多個(gè)但不完整的玻羅板線對(duì)的數(shù)據(jù)時(shí)，還能獲得焦距的測(cè)量值嗎？3. 導(dǎo)出分辨率的測(cè)量公式，式中206265是怎么來的？4. 討論人眼在明視距離和遠(yuǎn)處（例如10 m處）能分辨的最小距離（眼瞳直徑的調(diào)節(jié)范圍約為28 mm）5. 測(cè)量透鏡分辨率時(shí)，若將鑒別率板的成像再進(jìn)行一級(jí)放大，是否能提高透鏡的分辨率（設(shè)放大系統(tǒng)的分辨率高于透鏡）？6. 玻羅板放不到位，對(duì)測(cè)量的焦距值有什么影響？實(shí)

2、驗(yàn)?zāi)康暮徒虒W(xué)要求實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮徒虒W(xué)要求 了解平行光管的結(jié)構(gòu)，掌握平行光管的調(diào)了解平行光管的結(jié)構(gòu)，掌握平行光管的調(diào)節(jié)方法節(jié)方法; ; 學(xué)習(xí)使用平行光管測(cè)定薄透鏡的焦距。學(xué)習(xí)使用平行光管測(cè)定薄透鏡的焦距。 了解分辨率的概念，利用平行光管測(cè)量透了解分辨率的概念，利用平行光管測(cè)量透鏡的分辨本領(lǐng)；鏡的分辨本領(lǐng)；平行光管平行光管 通過平行光管可以取得來自無窮遠(yuǎn)的光束通過平行光管可以取得來自無窮遠(yuǎn)的光束平平行光。它是裝校調(diào)整光學(xué)儀器的重要工具，也是常行光。它是裝校調(diào)整光學(xué)儀器的重要工具，也是常用的光學(xué)量度儀器。用的光學(xué)量度儀器。 當(dāng)分劃板位于物鏡的焦面上時(shí)，分劃板的像在當(dāng)分劃板位于物鏡的焦面上時(shí)，分劃板的像在物

3、鏡像空間的無窮遠(yuǎn)處，即由平行光管發(fā)出的光是物鏡像空間的無窮遠(yuǎn)處，即由平行光管發(fā)出的光是平行光束。平行光束。1 - 光源 2 - 毛玻璃3 - 分劃板 4 - 物鏡f5W-F550型平行光管分劃板分劃板透鏡焦距測(cè)量物鏡物鏡待測(cè)透鏡待測(cè)透鏡f f xYYx玻羅板玻羅板測(cè)微目鏡測(cè)微目鏡待測(cè)透鏡待測(cè)透鏡xxYffY光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng) 光學(xué)系統(tǒng)對(duì)物點(diǎn)所成的像，不光學(xué)系統(tǒng)對(duì)物點(diǎn)所成的像，不可能是幾何點(diǎn)，而是具有一定大小可能是幾何點(diǎn)，而是具有一定大小的光斑的光斑亮暗交替的環(huán)狀衍射條亮暗交替的環(huán)狀衍射條紋。紋。 如果兩個(gè)物點(diǎn)的距離很小，對(duì)應(yīng)的光斑會(huì)互相如果兩個(gè)物點(diǎn)的距離很小，對(duì)應(yīng)的光斑會(huì)互相重疊，光的衍射現(xiàn)象

4、限制了光學(xué)系統(tǒng)的分辨能力，重疊，光的衍射現(xiàn)象限制了光學(xué)系統(tǒng)的分辨能力，這是光學(xué)系統(tǒng)普遍存在的問題。這是光學(xué)系統(tǒng)普遍存在的問題。 瑞利判據(jù)與最小分辨角01.22D 一個(gè)物點(diǎn)的衍一個(gè)物點(diǎn)的衍射圖樣中央主極大射圖樣中央主極大與另一個(gè)物點(diǎn)的衍與另一個(gè)物點(diǎn)的衍射的第一極小相重射的第一極小相重合時(shí)，這兩個(gè)物點(diǎn)合時(shí)，這兩個(gè)物點(diǎn)是恰可分辨的。是恰可分辨的。透鏡最小分辨角的測(cè)量分辨率板分辨率板 每板上面都有每板上面都有2525個(gè)單個(gè)單元圖案，每個(gè)單元有四個(gè)元圖案，每個(gè)單元有四個(gè)方向，每個(gè)方向都由一些方向，每個(gè)方向都由一些平行的刻線所組成的。平行的刻線所組成的。3 3號(hào)分辨率板則從號(hào)分辨率板則從40m40m遞減遞

5、減到到10m10m。 用測(cè)微目鏡可觀察到分辨率板的像。如果被檢透用測(cè)微目鏡可觀察到分辨率板的像。如果被檢透鏡質(zhì)量高，在視場(chǎng)里觀察到能分辨的單元號(hào)碼越高。鏡質(zhì)量高，在視場(chǎng)里觀察到能分辨的單元號(hào)碼越高。仔細(xì)找出盡可能高的分辨單元號(hào)碼，由下式計(jì)算最小仔細(xì)找出盡可能高的分辨單元號(hào)碼，由下式計(jì)算最小分辨角分辨角透鏡最小分辨角的測(cè)量2206256af分辨率板分辨率板2a為條紋間距，為條紋間距，f 為為平行光管焦距平行光管焦距實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 平行光管調(diào)節(jié)平行光管調(diào)節(jié)將反射鏡置于平行光管前面，通過高斯目鏡觀察反將反射鏡置于平行光管前面，通過高斯目鏡觀察反射像。調(diào)節(jié)反射鏡鏡面方向射像。調(diào)節(jié)反射鏡鏡面方向使物

6、、像完全重合且無使物、像完全重合且無視差視差驗(yàn)證分劃板位于物鏡焦平面上。驗(yàn)證分劃板位于物鏡焦平面上。平行光管旋轉(zhuǎn)平行光管旋轉(zhuǎn)180180度，物像仍應(yīng)重合。度，物像仍應(yīng)重合。2 2 測(cè)量凸透鏡的焦距測(cè)量凸透鏡的焦距 1 1）選擇玻羅板上合適的線對(duì)，重復(fù)測(cè)量）選擇玻羅板上合適的線對(duì)，重復(fù)測(cè)量6 6次次YxYx，計(jì)，計(jì)算凸透鏡焦距及不確定度。算凸透鏡焦距及不確定度。2 2）（選做）記錄玻羅板上）（選做）記錄玻羅板上4 45 5對(duì)線對(duì)的像距，作對(duì)線對(duì)的像距，作Y YYxYx曲線，通過曲線斜率計(jì)算透鏡焦距。曲線，通過曲線斜率計(jì)算透鏡焦距。3 3 測(cè)量凸透鏡的最小分辨角測(cè)量凸透鏡的最小分辨角 思考題1. 為什么說平行光管旋轉(zhuǎn)180后十字刻線物象不重合是因?yàn)槭挚叹€中心偏離光軸的原因？ 2. 測(cè)凸透鏡焦距和分辨率時(shí)，透鏡與平行光管間的距離對(duì)結(jié)果有無影響？讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)顯微鏡注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1) (1) 測(cè)量同一組數(shù)據(jù)時(shí)，鼓輪應(yīng)沿同一方向測(cè)量同一組數(shù)據(jù)時(shí)，鼓輪應(yīng)沿同一方向旋轉(zhuǎn)，不得中途反向，以避免空程誤差。旋轉(zhuǎn)，不得中途反向，以避免空程誤差。(2) (2) 被測(cè)量物的線度方向必須與基準(zhǔn)線方向被測(cè)量物的線度方向必須與基準(zhǔn)線方向平行，否則會(huì)引入系統(tǒng)