应用光学实验教材2.pdf

应用光学实验 指导书 华中科技大学 光电子实验教学中心 2011 年 9 月 目 录 实验一 用环式球径仪测量球面曲率半径 1 实验二 平面光学零件光学不平行度测量（自准直法） 7 实验三 透镜焦距测量（放大率法） 13 实验四 照相物相对孔径测量 17 实验五 望远镜光学特性参数测量 19 实验六 平行光管调校 26 实验七 显微镜光学特性参数测量 31 实验八 光学玻璃或液体的折射率和色散测量（临界角法） 37 实验一 用环式球径仪测量球面曲率半径 一、实验目的 1．熟悉环式球径仪的结构原理，掌握该仪器的使用方法。 2 ．掌握利用环式球径仪测量球面曲率半径的原理、方法。 二、实验原理 用环式球径仪测量球面曲率半径的原理是，通过测量某部分球面对应的矢高及弦半 径，计算该球面的曲率半径。这种方法属于间接测量法。 由图 1-1 的几何关系得到 2 r x R + R (1-1) 2x 2 R 式中 R ——球面曲率半径； r ——一部分球面的弦半径； x R ——对应该部分球面的矢高。 若测量 r 、x R ，则利用公式 （1-1）可计算球面曲率半径R 。 为准确地测量弦半径r 值，一 般采用一定尺寸的测量环，环半径 r 是经过精密测量的，作为已知数 据，所以实际测量球面曲率半径R 时，只要测出矢高x R 即可。 为提高测量精度，在测量环上 装有已知半径为ρ 的三个小钢球。 图 1-1 球面曲率半径与矢高 测量时使被测球面与三个小钢球接 触，如图 1-2 所示。 由图中几何关系可得到计算球面曲率半径的公式为 2 r x R R + ±ρ (1-2) 2x 2 R 1 式中 r ——三个钢球 中心决定的圆半径； x R ——三个钢球 顶点决定的平面到被测 球面顶点的距离。 式中ρ前的符号，当被测 球面为凹面时取“+ ”；为 凸面时取“- ”。 三、实验仪器设备 图 1-2 球面曲率半径测量原理图 该方法测量曲率半 a ）被测球面为凸面 b ）被测球面为凹面 径用的环式球径仪主要 由三个部分组成： 1．测量环 测量环是被测件的定位元件。环式球径仪一般备有七至九个不同r 值的环，以便测量 不同口径的零件时选用。环上分布三个小钢球，半径小的环制成刃边形式。三个小钢球中 心决定的圆半径为小钢球半径ρ是事先精密测量的，并列入仪器的说明书中。 2 ．测量杆 测量杆位于测量环的中