几何光学实验讲义(最新版)

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1、实用标准文档几何光学实验讲义1.薄透镜焦距测量实验目的1.掌握薄透镜焦距的常用测定方法，研究透镜成像的规律。2.理解明视距离与目镜放大倍数定义；3.掌握测微目镜的使用。实验仪器1.LED白光点光源（需加毛玻璃扩展光源）2.毛玻璃3.品字形物屏4.待测凸透镜（Φ=50.8mm，f=150，200mm）5.平面反射镜6.JX8测微目镜（15X，带分划板）7.像屏2个（有标尺和无标尺）8.干板架2个9.卷尺10.光学支撑件（支杆、调节支座、磁力表座、光学平台）基础知识1.光学系统的共轴调节在开展光学实验时，要先熟悉各光学元件的调节

2、，然后按照同轴等高文案大全实用标准文档的光学系统调节原则进行粗调和细调，直到各光学元件的光轴共轴，并与光学平台平行为止。   1、粗调： 将目标物、凸透镜、凹透镜、平面镜、像屏等光学元件放在光具座（或光学平台）上，使它们尽量靠拢，用眼睛观察，进行粗调（升降调节、水平位移调节），使各元件的中心大致 在与导轨（平台）平行的同一直线上，并垂直于光具座导轨（平台）。2、细调：利用透镜二次成像法来判断是否共轴，并进一步调至共轴。 当物屏与像屏距离大于4f时，沿光轴移动凸透镜，将会成两次大小不同的实像。若两个像的中心重合，表示已经共轴；

3、若不重合，以小像的中心位置为参考（可作一记号），调节透镜（或物，一般调透镜）的高低或水平位移，使大像中心与小像的中心完全重合，调节技巧为大像追小像，如下图所示。  图11二次成像法中物与透镜位置变化对成像的影响图11(a）表明透镜位置偏低（或物偏高），这时应将透镜升高（或把物降低）。而在图(b）情况，应将透镜降低（或将物升高）。水平调节类似于上述情形。当有两个透镜需要调整（如测凹透镜焦距）时，必须逐个进行上述调整，即先将一个透镜（凸）调好，记住像中心在屏上的位置，然后加上另一透镜（凹），再次观 察成像的情况，对后一个透镜

4、的位置上下、左右的调整，直至像中心仍旧保持在第一次成像时的中心位置上。注意，已调至同轴等高状态的透镜在后续的调整、测量中绝 对不允许再变动1.薄透镜成像公式透镜分为会聚透镜和发散透镜两类，当透镜厚度与焦距相比甚小时，这种透镜称为薄透镜．值得注意的是，若透镜太厚，光在透镜中的传播路径便无法忽略，光在透镜里的传播路径就必须做进一步的考虑。在实验中，必须注意各物理量所适用的符号法则。运算时已知量须添加符号，未知量则根据求得结果中的符号判断其物理意义。在讨论成像前，我们约定正负号定义文案大全实用标准文档（1）光由左往右前进定义为正方

5、向传播。（2）物体若放在透镜的左方，其物距为负，反之为正。（3）像若形成在透镜的右方，其像距为正，反之为负。（4）若是光线与光轴线相交，且相交的锐角是由光线顺时针方向朝光轴线方向旋转扫出来的，这个锐角定义为正，反之为负。图12薄透镜成像示意图在近轴光线的条件下，根据图12中相似三角形的几何关系，可以得到薄透镜成像的高斯公式为(1-1)其中，u为物距，v为像距，f为透镜焦距。故(1-2)透镜的横向放大率M定义为像高对物高的比值，从图12可知M也等于像距对物距的比(1-3)注意，在图12的薄透镜系统中，u是负的，v是正的

6、，M为负数表示像对于物是倒立的。文案大全实用标准文档1.明视距离及测微目镜眼睛的明视距离：正常人的眼睛在约50勒克司的照明条件下最方便和最习惯的观察距离，称为人眼的明视距离，该距离为250毫米，在明视距离处观察物体，眼睛可以长时间地工作而不会感到疲劳。明视距离小于20cm为近视眼，大于30cm则为远视眼。标准明视距离之处，正常人眼达到最大分辨率，能看清相距0.073mm的两个物点。目镜的作用类似于放大镜，物体或像放大在人眼的远点或明视距离供人眼观察。测微目镜是带测微装置的目镜，可以配各种复杂光学仪器上作读数显微测量，在光学实

7、验中有时也作为一个测长仪器独立使用（例如测量非定域干涉条纹的间距）。图13是一种常见的丝杠式测微目镜的结构剖面图。鼓轮转动时通过传动螺旋推动叉丝玻片移动；鼓轮反转时，叉丝玻片因受弹簧恢复力作用而反向移动。鼓轮每转一周，叉丝移动1mm，鼓轮上有100个分格，最小标尺为1/100mm。图14表示通过目镜看到的固定分划板上的毫米尺、可移动分划板上的叉丝与竖丝。测微目镜的结构很精密，使用时应注意：虽然分划板刻尺是0~8mm，但一般测量应尽量在1mm~7mm范围内进行，竖丝或叉丝交点不许越出毫米尺刻线之外，这是为保护测微装置的准确

8、度所必须遵守的规则。 图13丝杠式测微目镜结构剖面图1复合目镜；2固定毫米标尺玻片；3可动叉丝玻片；４传动螺旋；５鼓轮；６防尘玻璃文案大全实用标准文档图14测微目镜视场内的标尺和叉丝 测微目镜的使用目的是将微小像放大并成像在人眼明视距离处，其放大倍数可根据透镜成像的高斯公式计算，设人眼