典型光学系统试验

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1、本科实验报告课程名称：应用光学实验姓名：韩希学部：信息学部系：信息工程专业：光电学号：3110104741指导教师：蒋凌颖实验报告专业：光电信息工程姓名：韩希学号：3110104741日期：2013年6月15日地点：紫金港东四605课程名称：应用光学实验指导老师成绩：__________________实验名称：典型光学系统实验实验类型：同组学生姓名：蒋宇超、陈晓斌一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求深入理解

2、显微镜系统、望远镜系统光学特性及基本公式；掌握显微镜系统、望远镜系统光学特性的测量原理和方法。二、实验内容和原理(1)望远镜特性的测定测定望远镜的入瞳直径D、出瞳直径D’和出瞳距；测定望远镜的视觉放大率Γ；测定望远镜的物方视场角，像方视场角；测定望远镜的最小分辨角φ。对于望远镜系统来说，任意位置物体的放大率是常数，此值由物镜焦距和目镜焦距确定，其视觉放大率可表示为(2)显微镜视场及显微物镜放大率的测定显微物镜的放大率是指横向放大率式中y——标准玻璃刻尺上一对刻线的距离（物）（格值0.01mm）；y′——由测微目镜所刻得的像高。(3)显微物镜数值孔径的

3、测定显微物镜的数值孔径为,其中n为物方介质的折射率，u为物方半孔径角。若在空气中n=1,则。数值孔径通常用数值孔径计来测定，数值孔径计的结构如图5示，其主要元件是一块不太厚的玻璃半圆柱体，沿直径方向的侧面是与上表面成45度角的斜面，从侧面入射的光线在斜面上全反射，上表面上有两组刻度沿圆周排列。其外圈刻度为数值孔径（即角度的正弦值），内圈刻度为相应的角度值，以度为单位。半圆柱体上表面的圆心附近φ8mm范围内镀铝，铝面上有透光狭缝（3），底座（1）上装有一金属框（4），它可绕圆柱轴线转动，金属框的侧面装有一片乳白玻璃（6），上面刻有叉丝，可以通过狭缝（3

4、）看到十字线的反射像。推动手柄（7），金属框（4）便带着叉丝一起围绕孔径计的圆柱面移动，金属框的上表面装有一块刻有指示线的玻璃（5），指示线在随着叉丝一起运动时通过两组刻度值，所以两组刻度都能反映叉丝的位置。数值孔径计的45°用以转折光路，若把数值孔径计的光路图拉直则如图6示，狭缝（3）置于被测显微物镜的物面位置，经物镜成像在目镜的物方焦点上，狭缝（3）前面的十字线（6）经物镜后成像在显微镜像方焦面后不远的地方，去掉目镜，人眼位于狭缝的（3）的像面附近，便能看到一个明亮的圆，此即被测物镜的出瞳，出瞳对像面中心的张角为像方孔径角，入瞳对物面中心的张角为

5、物方孔径角。四、操作方法和实验步骤一、望远镜特性的测定1、D、D’、Γ和的测定图1是望远镜参数的测定装置。调整步骤：①将被测望远镜（由物镜L1和目镜L2组成）和数显读数显微镜（由物镜L3和目镜L4组成）固定于光学导轨上；②前后移动望远镜，改变其与读数显微镜的间距，直至通过读数显微镜能看到一个边缘清晰且完整的圆斑；③转动测微鼓轮，使其在水平方向移动，当视场里的十字线竖丝切于亮斑两端时，由数显读数装置读取两种状态时的示数，二者之差即为出瞳直径D’；④出瞳距的测量：记下出瞳在读数显微镜里成像清晰时读数显微镜在光轴方向的位置A1，再微调数显读数显微镜，直至看

6、清玻璃表面的细微结构，记下此时读数显微镜的位置A2；A1`A2之差即为出瞳距的值。2)2w的测定完成上述实验后，取下读数显微镜，调整并使望远镜和广角平行光管共轴。通过过望远镜观察广角平行光管焦平面上的分划板，所看到的刻度数就是被测望远镜的物方视场范围。广角平行光管（黑），焦距，分划板格值1mm，由图2可见，只要读取视场范围内的刻度数，就很易计算出2W，并可由以上公式求出2W′；广角平行光管（灰），分划板上有两条刻线，其格值分别为5’和3.6’，所读取的视场范围即是视场角。3)最小分辨角φ的测定将被测望远镜移到高分辨率的平行光管前（焦距550mm），其

7、光路图仍如图2所示，只是其焦平面用标准鉴别率板代替分划板，人眼通过被测望远镜观察，如能将鉴别率板上某一组的四个方向线条同时看清楚，而线条更密更细的更高一组看不清了，则这一组就是望远镜能分辨的最高组数了。根据所用的鉴别率板号数（3号鉴别率板），可在有关手册（置于实验装置旁）查到刻线组的线条宽度d值，并由下式求出被测望远镜的最小分辨角本实验所用望远镜是内调焦式物镜，倍数较大，较小故出瞳距也较小。二、显微镜视场及显微物镜放大率的测定如图3所示，调整好照明灯和显微镜聚光系统之间的相互位置，以满足显微镜使用时所需要符合的柯拉照明条件，在显微镜载物台上放置一把分

8、划值已知的标准玻璃刻尺（有盖玻片的一面朝向显微镜物镜）。通过调节手轮上下移动镜筒进行调焦，直到看到刻尺像最清