实验二光具组基点的测定.doc

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1、实验二光具组基点的测定实验目的1.了解测节器的构造及工作原理。2.加强对光具组基点的认识。3.学习测定光具组基点和焦距的方法。实验原理１．用测节器测定光具组的基点设有一束平行光入射于由两片薄透镜组成的光具组，光具组与平行光束共轴，光线通过光具组后，会聚于白屏上的点，如图5—4—1所示，此点为光具组的像方焦点。若以垂直于平行光的某一方向为轴，将光具组转动一小角度，可有如下两种情况b5E2RGbCAP<１）回转轴恰好通过光具组的第二节点因为入射第一节点的光线必从第二节点射出，而且出射光平行于入射光。现在未动，入射角光束方向未变，所以通过光具组的光束，仍然会聚于焦平面上的点，如图5

2、—4—2

3、上，就调整在槽中位置，直至在轴上，则从轴的位置可求出对的位置。RTCrpUDGiT２．用牛顿公式测量光具组基点牛顿公式<5—4—1）式中为从物方焦点量起的物方焦点到物的距离，为从像方焦点量起的像方焦点到像的距离。物方焦距和像方焦距分别是从第一和第二主面量到物方焦点和像方焦点的距离。5PCzVD7HxA实验仪器光具座，测节器，薄透镜<几片），物屏，光源，准直透镜<焦距大一些），平面反射镜，光具组，尖头棒，形辅助棒，白屏。jLBHrnAILg实验内容１．用测节器测定光具组的基点<１）测量透镜和的焦距、<、为组成光具组的二薄透镜）。<２）将和按组成光具组置于测节器的滑槽上。<３）按

4、图5－4—3所示，将光源、物屏、准直物镜、测节器及白屏置于光具座上时，调节其共轴。<４）用自准方法调节物屏位于准直物镜的物方焦面上，调好后和的位置均不要再移动。<５）照亮物屏，移动白屏得到清晰的像，轻轻少许转动滑槽，从像的移动判断的位置，逐渐移动光具组，直至其第二节点在转轴上为止。<可用放大镜观察像）。记录轴和焦点相对于的位置，重复几次。xHAQX74J0X<６）将光具组转180度，此时原来的节点成为，同上进行测量。<７）绘图表示光具组主面及焦点的位置，计算焦距之值。<８）取，重复上述步骤３～４次。２．用牛顿公式测定光具组基点<１）测量两凸透镜的焦距和。4/4<２）按图5—4

5、—4所示布置仪器，取及组成光具组，调节其共轴。利用尖头棒P和平面镜M，依据自准直法确定光具组焦点F的位置，用T形辅助棒测出光具组最外侧镜面A到F的距离l。LDAYtRyKfE<３）将光具组转180度，测量光具组B面前焦点F＇的位置l＇<即BF＇的平均值）。<４）将尖头棒置于物方焦点的外侧，另一尖头棒Q置于像方焦点F＇的外侧，照亮P棒，用视差法使Q棒和P的像对准，用T形棒测出、的距离及，则有x=lp-l，x＇=lQ-l＇，代入<5—4—1）式中，求出焦距f1＇和f2＇<要考虑x、x＇的符号）。Zzz6ZB2Ltk<５）求主面相对于A、B面的位置，并绘出光具组及主面的位置。思考题

6、１．第一主面靠近第一个透镜，第二个主面靠近第二个透镜，在什么条件下才是对的？<光具组由二薄透镜组成）。dvzfvkwMI1２．由一凸透镜和一凹透镜组成的光具组，如何测量其基点<距离d可自己设定）？补充材料１．牛顿公式光学仪器中常用的光学系统，一般都由单透镜或胶合透镜等球面系统共轴构成的。对于薄透镜组合成的共轴球面系统，其物和像的位置可由高斯公式确定。高斯公式中f＇为系统的像方的焦距，u为物距，v为像距。物距是从第一主面到物的距离，像距是从第二主面到像的距离，系统的像方焦距是从第二主面到像方焦点的距离。各量的符号从各相应主面，沿光线进行方向测量为正，反向为负<见实验一中有关内容

7、）。但共轴球面系统中物和像的位置，可由<5—4—1）式的牛顿公式表示，其各物理量见本实验原理中所述。rqyn14ZNXI２．共轴球面系统的基点和基面<１）主面和主点若将物体垂直于系统的光轴，放置在第一主点H处，则必成一个与物体同样大小的正立的像于第二主点H＇处，即主点是横向放大率β＝＋１的一对共轭点。过主点垂直于光轴的平面，分别称为第一和第二主面，如图5—4—5中的MH和M＇H＇。EmxvxOtOco<２）节点和节面节点是角放大率γ=+1的一对共轭点。入射光线<或其延长线）通过第一节点N时，出射光线<或