2-自组透射式幻灯机

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1、实验二自组透射式幻灯机·9·实验二自组透射式幻灯机[实验目的]１、了解幻灯机的原理和聚光镜的作用。２、掌握投影系统的具体的光路的调节[实验器材]光具座、聚光镜、单凸透镜、幻灯片、光源、影屏[实验原理]幻灯机有透射式和反射式两种，放映透明画片的是透射式幻灯机,簇映不透明的画片是反射式比灯机，这里只介绍透射式幻灯机的放像原理，而反射式的幻灯机析原理完全相同，只不过是光源直接照射不透明画片，由画片漫反射的光线通过凸透镜成像组成的幻灯机，下面具体介绍透射式幻灯机析构造和成像原理１、透射式幻灯机析构造和成像

2、原理：透射式幻灯机主要由下面几个部分组成(图2-1)图2-1(1)光源(ABC)，通常用功率很大的白炽灯置于光源画中(2)聚光镜(L1)：由一对面积比较在而焦距较短的平面凸镜组合而成，两凸面相对放置，而使折射本领增大，它的作用是将光源发出的光尽可能的会聚在幻灯片上，增加屏幕上像的照度，且使照明度均匀.(3)幻灯片（PQ)：被放映的透明底片或玻璃片。(4)放映透镜（L2）：它将光源照亮的画片成放大成实像实验二自组透射式幻灯机·9·于屏上，由于幻灯片置于放映透镜的f和2f之间，放在屏上主成的放大倒立的

3、实像，欲看到正立的画面，只带将幻灯片倒置和反插即可。２、聚光镜的作用：主要有两点，一是增加屏上成像的照度，二时可使像的照度均匀。我们先分析没有聚光镜时的情形，如图2-2所示:光源(ABC)照明PQ,PQ经透镜L放像于屏P’Q’，从图中显见，对物的中心点O，光源各处(ABC)各点照射到O的光通量全部能通过透镜会聚于O’，但对于物的边缘点P或Q，光源照射到P或Q的光通量，则全部落在透镜Ｌ以外，故相应的像点P’或Q’是完全暗的：OP之间的各点,则是光通量从全部通过到完全不通过的过渡，故像的照明度中心为最

4、大，越往外越小直至零，照度十分不均匀，从图２－２中还可看出,改变光图2-2源和物之间的距离，对像的照度也要下降，如果紧贴幻灯片前放置聚光镜L1（图２－１），L1使光源（ABC）成（A’B’C’）在L2的平面上，透镜L2的大小应大于或等于（A’B’C’）的大小。从光路上看,这相当于把光源放在（A’B’C’）PQ上任一点和A’C’上任一点的连线上,当然都通过透镜L2。即不论物上的那一点（从中心O到边缘P或Q），都得到光源的各部分（从B’到A’到C’）照明，且全部能通过透镜L2，因此，像的照度将是均匀的

5、，３、对聚光镜和放映透镜的选择和配合(1)聚焦的选择和配合一般根据屏上像的放大率Ｎ，底片PQ和屏之间的距离D2＝S2+S’2来计算所需放映透镜的焦距f2，然后再根据光源与放映透镜的距离实验二自组透射式幻灯机·9·D1＝S1+S’1来确定聚光透镜的焦距（如图２－１）放映透镜焦距的选择：根据：N＝S’2/S2(2—1)D2＝S2+S’2对L2有：由(2-1)(2-2)(2-3)三式可得：(2—4)(2-4)式为确定放映透镜焦距的公式。聚光镜焦距的选择：由光路原理图2－2可知：(2—5)(2—6)(2—

6、7)由(2-1)(2-2)两式得(2—8)由(2-5)、(2-6)、(2-8)得：(2—9)由(2-6)、(2-7)、(2-8)得：实验二自组透射式幻灯机·9·(2—10)(2-10)式为聚光镜焦距选择公式有时也可根据放大率Ｎ和给定的透镜(f1和f2已知)来计算各元件的位置（确定D1D2、、）。这部分的计算方法，由同学们自行推证。(2)对孔径大小和像差的要求：要使光源对幻灯片的照度要强而均匀，所以要求聚光镜的直径d1要大于底片PQ的线度。同时，聚光镜的孔径角a（a为边缘光线和光轴间的夹角.如图２－

7、３）越大，能通过聚光镜的光通量越大，也即是聚光镜的相对孔径d1/f1要大，即要求f1要短，但这样会使聚光镜的球面像差突出，所以常用两块平凸透镜组合可成（因如果用两块相同的透镜,其组合焦距近似等于一块透镜焦距之一半，即，此时球面像差接近最小值；这什么？）放映透镜的焦距确定后，则要求它的直径d2总要大于光源的像，即才不致使光通量损失.放映透镜的图2-3性能决定着屏幕上成像的质量，一般都采用复合消色差透镜[实验内容]１、组装放大率N=5的幻灯机。(1)测出给定透镜的焦距f1、f2及幻灯片的线度，计算出D

8、1,D2。把计算出、方法和结果写在实验报告上。(2)根据计算和要求，设计调节步骤，将N=5的幻灯片装置好，调节步骤要简明地写在实验报告上。注意：要求装置好的幻灯机各元件共轴，其光轴与光具座导应平行，成像要明亮、清晰、均匀。(3)把支好的幻灯机各元件的实际位置、放大率和理论计算值记录于表２－１中并将实际的放大率与理论放大率进行比较，算出百分误差。(4)在D2=1.2m时的组装值。实验二自组透射式幻灯机·9·２、用给定透镜组装幻灯机，要求D2是够大(D2取值1.2m左右).调节好整个幻