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工程光学系列试验PDF

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工程光学系列试验PDF

  工程光学系列实验 上课地点:仪表二馆 217 课程安排 (时间,实验名称) 1、实验理论与操作总述 2、放大率法测量焦距 3、望远系统参数测定 4 、单透镜的球差和色差 5、近视、远视及其校正 6、畸变及其校正 7、照相机的景深 8、实验考核 关于实验课的要求: 1、时间安排:实验要分批进行,请教师与学生协调安排。 2、光学实验大部分是动手操作实验,请同学们在实验之 前做好充分的预习工作,做到有备而来,写好实验预习报 告,实验结束之后完成整个实验报告,并在下次上课时交 给老师。 实验报告的写法; 预习:实验目的,实验原理,实验方法、内容,原理图,怎样看中邦经济增加学者:增速6%吻合潜正在增加 注意事项 (另外,每次实验课开始前,要对实验内容进行随机的提 问和简短答辩,并当堂记录成绩,请同学们有备而来。) 完成:记录实验数据,数据处理,思考题 关于实验报告的说明:内容全面,数据准确,书写工整。 不得请他人代写实验报告。 光学实验室使用规则 实验室的维护: 请每位同学穿好鞋套进入实验室! 离开实验室时随手带走垃圾、纸屑,保证实验台面的整洁、 卫生。 一、光源 通常把能发射可见光的物体叫光源。 物理学中将光源分为 普通光源 和 激光光源。 普通光源又分为 热辐射光源 和 气体放电光源。 1、热辐射光源: 由通电的灯丝炽热而发光的光源叫热辐射光源,通常称为白炽灯。 普通灯泡: 灯泡中只有钨丝作为灯丝,通电炽热发出的光是白光,且为连续光谱。 在灯泡前加滤色片后可得到单色光。 强光灯泡 在白炽灯泡内充入少量的卤族元素气体,如溴或碘的气体,这种灯泡 叫卤钨灯。 卤钨灯的发光效率比普通灯泡高很多,光色较好,稳定性也较高。 卤素灯泡与白炽灯的最大差别在于一点,就是卤素灯的玻璃外壳中充有 一些卤族元素气体(通常是碘或溴)。 其工作原理为:当灯丝发热时,钨原子被蒸发后向玻璃管壁方向移动, 当接近玻璃管壁时,钨蒸气被冷却到大约800℃并和卤素原子结合在一 起,形成卤化钨(碘化钨或溴化钨)。卤化钨向玻璃管中央继续移动, 又重新回到被氧化的灯丝上,由于卤化钨是一种很不稳定的化合物,其 遇热后又会重新分解成卤素蒸气和钨,这样钨又在灯丝上沉积下来,弥 补被蒸发掉的部分。通过这种再生循环过程,灯丝的使用寿命不仅得到 了大大延长(几乎是白炽灯的4倍),同时由于灯丝可以工作在更高温 度下,从而得到了更高的亮度,更高的色温和更高的发光效率。 2、气体放电光源 这类光源是利用某些金属物质的蒸汽在电场作用下发光。 (1)钠光灯 在物理实验中常用的是低压钠光灯。 低压钠光灯用直流或交流15 V的电压供电,发光物质是钠蒸气。 这种钠光灯发出的光是线的两条黄光谱 线,实验时通常取两条谱线 nm 。 低压钠光灯是一种单色性相当好的单色光源。 (2 )水银灯 汞灯 这种光源的发光物质是汞蒸气,它发出的光也是线nm 此三条光线最强, 同时也存在其他波长的辐射,所以汞灯发出的光从整体上感觉接近白色。 激光光源 激光光源是一种发光机制不同于热辐射光源和气体放电光源的新型光源。 激光具有方向性好,单色性好,相干性好和亮度高等优点,在光学实验中有 着独特的功能。 激光是光的受激辐射,而普通光源是光的自发辐射。 在实验室常用的激光光源有氦一氖激光器和半导体激光器。 (1)氦一氖激光器 氦一氖激光器的工作物质是Ne气,在玻璃毛细管内按一定比例充入适当 的He气和Ne气,在高压电场作用下,Ne原子会发生受激辐射。He—Ne激 光器中采用的是气体泵浦源,He气起着改善气体放电的条件,提高激光器的 输出功率,在一定的谐振腔条件下,可以获得波长632.8 nm 的红色激光。 (2 )半导体激光器 半导体激光器的工作物质是半导体材料,这种激光器是采用粒子束泵浦源。 其工作的基本原理是,向工作物质注人高能电子或粒子后,工作物质产生受 激辐射而发出激光。 半导体激光器在各类激光器中具有体积小、重量轻和使用寿命长等优点。 使用光源的注意事项 (1)注意光源的供电电压,如果电压超过光源的额定电压,就会缩短 光源的寿命,甚至烧毁光源;当电压低于光源的额定电压时,光源发光 不正常。 (2 )光源外壳多是玻璃材料,易碎,光源中灯丝纤细,易断裂。使用 时要注意轻拿轻放,避免撞击或剧烈震动。 (3 )由于激光能量集中,切不可用裸眼正对激光观看。 (4 )气体放电光源和激光器通电后,须等片刻才能正常发光使用。 (5 )严禁用手触摸光源的高压电源电极,高压电源外壳要接安全地线 二、光学元件 在光学实验中,要用到很多分立的光学元件,例如各种 透镜、棱镜、反射镜、激光扩束镜、光栅等。 这些元件都是用光学玻璃材料经过精加工后再研磨而成的器件,有的光学面 上还镀上一层特殊材料的光学薄膜(如增透膜、增反膜、半反半透膜等),使 用中稍不小心就容易损坏或划伤光学表面。 光学常用器件的认识和使用 1、透镜 以两个折射曲面为边界的透明体称为透镜,通常多以光学玻璃为原材 料,磨制成形后将折射面抛光而成。两个折射面中可以有一个平面, 但两个折射面都是平面者不能称为透镜。 透镜是光学成像系统和照明系统中不可缺少的光学元件。 透镜可分为正透镜和负透镜两类。 学会辨别凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)的方法。 观察成像,判断类型。 2、物镜 显微镜物镜 显微镜物镜是显微镜中对微细物体成首次放大像的透镜组。显微镜用于 观察、研究或摄影记录极微小的物体及其结构,因此要求要对物体的微 细结构有足够的分辨能力。 透镜标示的含义: 放大倍率,数值孔径, 机械筒长,盖玻片厚度 望远镜物镜 望远镜物镜是望远镜系统中把无限远物体成像于其焦平面上的一个透镜 组在无透镜转像系统的简单望远镜中,物镜的这一像面与目镜的物方焦 平面重合,眼睛通过目镜观察这一物体中间像。 望远镜物镜的主要性能参数是焦距、相对孔径和视场角。 3、棱镜 三棱镜 分光棱镜 4 、反射镜 平面反射镜 球面反射镜 5、光阑 照相机的快门,光学器件的边框, 可调光阑 6、光纤 材料多为石英 光纤通信的优点: 频带宽传输能量大;损耗小;重量轻体积小;抗电磁干扰性能好;泄露 小保密性好;节约金属材料。 裸光纤传光实验 注意事项 ①严禁用手触及光学元件的光学面,手拿光学元件时,只许手指接触光 学元件的非光学面(通常为磨砂面)。 ②光学元件的材料易碎,操作时应当轻拿轻放。切勿碰撞和乱放。 ③为了保证光学面不受磨损和划伤,清洁光学元件的光学面时,只允许 使用专用清洁剂清洗,应急或必要时可以使用专用的软毛刷轻轻拂去灰尘或 用麂皮、镜头纸轻轻擦拭。严禁用其他物品替代,更不许用其他化学溶剂清 洗光学表面。严禁使用任何物体擦拭镀膜的光学表面。 ④光学元件不允许与腐蚀性气体接触,使用和存放都应当在尘埃少的清 洁环境中,而且还应当避免高温和高湿度的影响。 光学仪器的使用和维护注意事项除了与上面光学元件相同外,还应当注 意以下几点。 ①使用光学仪器前,必须仔细阅读仪器说明书,了解仪器的原理、结 构、使用方法和操作要点,做到心中有数才能动手,严禁盲目乱动。 ②严禁私自拆卸仪器。 ③在使用过程中若出现异常现象,应当立即停止使用,经检修正常后 才能继续使用。 ④金属部件应当保持光亮,防止生锈,表面要涂防锈脂,金属活动构 件的配合面要上相应的润滑油。 ⑤光学仪器尽量避免经常搬动,使用完毕应盖上防尘罩或防尘布。 实验室、实验仪器(光学器件)的维护; 进入实验室后,首先要熟悉实验台上本实验所用仪器和光学元件,注意 不要用手去触摸光学元件表面,并且要轻拿轻放,本实验不使用的器件 应事先移开,如反射镜、分光镜等。 1、不可以用眼睛直视激光器出口,以免造成视网膜的损伤。 2、光学元件的光学表面 (如平面反射镜,分光棱镜等的镜面)不得玷污 或触摸,若不小心碰触元件的光学表面不可擅自处理,应报告实验室 人员按操作规程妥善处理。 3、玻璃器件应轻拿轻放,不要将玻璃器件移离桌面,以防落地损坏。 4 、光纤不可随意弯折,以免损坏或者断裂。 常用计量仪器的认识和使用 1、游标卡尺 练习读数: 2、螺旋测微器 测微目镜 测微 目镜 练习读数: 实验内容介绍与解释: 1、放大率法测量焦距 2、望远系统参数测定 3、单透镜的球差和色差 6、近视、远视及其校正 7、畸变及其校正 8、照相机的景深 正常眼——光线聚焦在视网膜上 近视眼——光线聚焦在视网膜前,用凹透镜矫正, 让光线先经透镜发散再经眼汇聚到视网膜上。 远视眼——光线聚焦在视网膜后,用凸透镜矫正, 让光线先经透镜汇聚一次再经眼汇聚到视网膜上。 1.本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

本站文章于2019-11-04 12:57,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:工程光学系列试验PDF
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