光学像差的观察

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1、光學像差的觀察一、實驗目的以實驗觀察球面像差、色像差、彗星、像散、畸變等像差的形成。每種像差，使用不一樣的儀器或自製的投影片來使其成像，最後再量測成像的位置，並使用數位相機將成像的模樣拍攝下來。二、實驗步驟與實驗結果、分析討論(一)球面像差(sphericalaberration)之?丿I、(1)利用光學滑軌，架設實驗裝置如圖1:將可調光圈置於成像透鏡(焦距15cm)之前，使僅剩中間部分光線通過，成像於屏幕上，記錄成像位置。並比較若不加可調光圈時成像位置的差異。可調光圈透鏡光源屏幕20cm55〜65cm圖1結果：cm加可調光圈不加可調光圈成像位置cmcm物距cm理論像距abc(2)將可調光

2、圈分別換成投影片a、b，使僅剩透鏡中心或周圍部分光線透過，分別成像於屏幕上，記錄成像位置，並利用數位相機拍攝成像結果。投影片a投影片b成像位置cmcm成像結果比較以上兩者成像位置之差距,並討論之：試試看投影片c，觀察成像結果有何不同：(1)(2)各種濾色片透光屏鏡圈幕安排實驗裝置如圖2。在成像透鏡前放置各種顏色之濾片（紅、黃、綠），觀察並量測成像位置，並利用數位相機拍攝成像結果。圖2結果：物距cm理論像距cm濾片成像位置成像結果八“cm紅色cm黃色cm綠色cm(三)彗星(coma)像差之觀察(1)安排實驗裝置如圖3:在光源前20〜30cm加一焦距15cm之聚光透鏡，使其形成近似平行光源。(

3、2)將平行光入射焦距為15cm的透鏡，並將此透鏡旋轉10°〜40°，在其焦平面觀察成像圖，並利用數位相機拍攝成像結果。透鏡可調光圈透鏡光源屏幕近:二Z~20cm〜50cm圖3觀察成像結果0°10°20°30°40°(四)像散(astigmatism)之觀察(1)安排實驗裝置如圖4:旋轉透鏡約30°，移動屏障位置，觀察並記錄字中橫向和縱向線條之清晰位置是否相同？試解釋之。光透F透屏源鏡片鏡慕VAr〜20cmyA〜50cm圖4橫線直線差距0°cm030°cmcmcm(2)將透鏡恢復0°位置，將F片換成車輪狀片，移動屏幕位置，01環輻射輪成像位置cmcm成像結果環像和轄射輪像位置是否相同，並利用

4、數位相機攝影。SagittalfocalplaneObjectng(五)畸變(distortion)之觀察(1)(2)光源可調光圈⑴網狀片透鏡安排實驗裝置如圖5,置一網狀片於平行聚光透鏡之後。在成像透鏡之前與之後分別置放可調光圈，觀察成像圖用數位相機攝影記錄。8cit9cm23cm5光圈置放成像透鏡之前成像透鏡之後光圈位置cmcm畸變種類成像結果註：所有附圖中實驗儀器之間的距離可自行斟酌，數據僅供參考。三、問題與討論1.請選擇其中一種像差的實驗，分析其像差產生的原因，並討論如何消除你所觀察到的像差。請搜尋整理出較完整的資料內容，必須含有圖示說明，並註明參考資料來源。Ans:四、心得與