薄透镜成像实验教学中一个问题的讨论

本文分析了自准法测定薄凸透镜的焦距实验教学中的一个“奇怪”现象,导出把薄凸透镜的第二球面作为反射面时的成像公式,利用它可以很好地解释实验教学中的问题。并可以测定薄凸透镜的曲率半径和焦距。     

基于望远镜原理测量薄透镜焦距

当标准凸透镜与待测薄透镜(凸透镜和凹透镜)的焦点重合时会形成一个典型的望远系统。根据望远镜成像原理可知平行光入射时出射光线为平行光,利用这一特殊成像性质可以快速测定薄透镜的焦距。此实验方法原理简单、操作方便是一种实用的薄透镜焦距测量方法。     

基于平行光管法的薄凸透镜焦距测量

薄凸透镜是光学仪器中最重要、最基本的元件,在天文、军事、医学等众多领域发挥着重要作用。焦距是薄透镜、反射镜等光学系统最重要的特性参量,因而准确测量薄透镜的焦距则显得尤为重要。实验室测量薄凸透镜焦距的方法有物距像距法、自准直法、光电法、平行光管法等。由于采用前3种方法测量透镜焦距的精度偏低,针对该问题,提出利用平行光管法测量薄凸透镜的焦距,并对实验误差作简单分析。实验结果表明,该方法可以高精度地测量薄凸透镜焦距,相对误差仅为0.138%。因此,采用平行光管法的薄凸透镜焦距测量方法是有效可行的。     

自准直法测凸透镜焦距易发生的错误

自准直法测凸透镜焦距是一种常用的比较简单的实验方法,但往往由于观测的不是凸透镜焦平面上形成的象而造成错误,本文就此问题作如下分析。自准直法测凸透镜焦距原理:如图1,当物体尸处在凸透镜的焦平面上时,由P发出的光线通过透镜L折射后成平行光,如果在透镜后面放一个与透镜光轴垂直的平面反射镜M,此平行光经M反射后再次通过透镜,仍会聚于透镜光轴的对称位置上。也就是说,象相对于物为大小相等的倒立实象,物距、象距均等于该透镜的焦距。     

自准直法测凸透镜焦距易犯错误分析

自准直法测凸透镜焦距是大学物理几何光学实验中的一个重要实验.在利用该方法测量凸透镜焦距 时,由于存在不是在凸透镜焦平面上形成的像,而造成学生测量中的错误.本文通过理论和实验角度,就测量中学 生易产生的错误进行分析,同时提出切实可行的排除方法.     

薄透镜的焦距测量及测量结果评价

测量薄透镜焦距的方法很多,本文通过其中常用的两种,即物距像距法和二次成像法(又称贝塞尔法),测凸透镜焦距的实际测量及误差计算,来评价该实验结果的好坏。一、物距像距法测量凸透镜焦距 1.由凸透镜公式(图1)式中u为物距(AB),v     

双凸透镜系统成像规律分析

显微镜的组装是大学物理实验教学中一个非常重要实验内容,实验中要求物镜与目镜之间的距离(即显微镜的镜筒长度)设定为一定值.由于学生对凸透镜成像规律及显微镜成像原理等相关知识理解不够透彻,不少同学对镜筒长度为一定值这一要求存在疑惑.本文根据几何光学的知识,推导出不同镜筒长度双凸透镜系统的成像规律,并利用凸透镜成像公式计算出相应的放大倍率和成像位置.结果表明,两凸透镜之间的距离在成像过程中起着关键的作用,当二者之间的距离太大或太小时,均无法实现对物体进行放大的目的.     

薄凸透镜焦距测量方法的改进

本文分析了薄凸透镜焦距测量中存在的问题,并利用消除视差的方式来测量薄透镜焦距,第一种用消视差自准直法,用眼睛来代替目镜系统,将对像清晰程度的调节变为对横向的物与像视差的调节,可以大大的减少由焦深带来的误差.第二种用消视差共轭法,利用物与像的对称性,来测量焦距,同时巧妙的利用消除视差的方式.测量结果表明,利用消视差的方式得到的测量结果更精确,可达到0.4%.     

高精度共焦自准直中心偏测量装置

研制了一种基于共焦轴向层析定焦、自准直横向定焦的共焦自准直中心偏测量装置。利用共焦探测模块对被测球面镜的球心和顶点位置进行定焦,从而测得被测球面镜的曲率半径;利用光路自准直方法探测被测镜旋转过程中反射光在探测面上的路径获得被测镜的偏心量,结合偏心量和曲率半径计算得出中心偏。与传统中心偏测量装置相比,所提测量装置可以同时测得曲率半径和中心偏,避免了重复装卡引入的测量误差,有效地提高了测量精度、简化了测量过程、降低了测量成本。实验结果表明测量装置的中心偏重复测量不确定度可达0.065″。     

平凸透镜焦距的测量与研究

测量平凸透镜的焦距, 除了用成像法以外, 还可用焦距公式法, 即利用勾股定理、 光的折射等方法测量 平凸透镜曲率半径、 折射率, 然后由厚透镜的焦距测量公式计算得到透镜焦距. 通过将成像法与公式法得到的结果 进行分析和比较可知, 厚透镜焦距测量的起始点并非透镜中央或边缘, 需要加以计算求出主点; 用成像法进行测量 准确度较高; 此实验作为拓展课程实验内容, 可以举一反三, 有助于培养学生的综合设计实验和科学研究能力     

自准法测薄透镜焦距实验中的干扰像

自准法测凸凹薄透镜焦距的光路图如下．该方法简单易行，物理图象清晰，不失为薄透镜焦距测量的好方法．原则上，作反光用的平面镜M和待测透镜之间的距离不大影响成像的清晰度，但平面镜过远会因反射成像时对其法线方向要求变严而使成像变暗．因此，一般认为为使成像亮度较高，测凹透镜焦距时，应尽量使平面镜M高物屏P近一些，凸透镜L；高物屏P的距离以凸透镜焦距的2倍为宜．实验表明这种选法可能会在物屏P上出现干扰像，即不是经平面镜M反射的光形成的等大倒立的实像，结果使约15％的学生产生错误测量．即使是自准法测凸透镜焦距，也往…     

一种测定薄透镜曲率半径及折射率的实验方法

利用薄透镜的折反折成像,导出薄透镜前后表面的曲率半径及折射率公式,并给出了实验结果.     

偏振成像在光学曲率半径测量中的应用

为了保证整个光学系统的质量,对光学曲率半径的准确测量与检验至关重要.本文将机械球径仪法与光学投影法结合,采用光电图像法对矢高进行判读,经计算可以间接测得曲率半径,具体分析了被测元件边缘特征的准确性对矢高及曲率半径测量精度的影响.本文分别采用偏振成像与普通成像的方法进行了测量与对比,发现偏振图像具有更好的边缘细节特征,矢...     

牛顿环中心暗斑对曲率半径测量的影响及实验改进

牛顿环中心暗斑的大小对测量得到的平凸透镜曲率半径存在较大的影响,针对这一问题,本文分析了其原因并对牛顿环装置进行改进。通过在平凸透镜与平板玻璃之间增加一环形薄垫圈,使得两者之间的接触面积显著减小,得到干涉圆环中间的暗斑也明显变小。利用改进后的装置测量得到的曲率半径接近参考值。研究结果表明增加垫圈的方法行之有效且易实现,能够减小因暗斑大小不一致造成实验结果数据的分散性,改善教学效果。     

自准法测凸透镜焦距的一点改进

基础光学实验中,一般认为测薄凸透镜焦距用自准法不如用二次成像法准确。这主要是考虑到待测透镜光心的位置不易确定及滑块刻线与屏不共面。实际上滑块刻线与屏不共面的现象总是存在的。为了消除上述两种系统误差,可做     

薄透镜焦距测量中的误差及处理

薄透镜焦距测量中的误差及处理朱林彦，杨周琴（太原工业大学０３００２４）测量薄透镜焦距常用的方法有三种，即自准直方法，物距像距法和共轭法（二次成像法）．由于成像关系上的一些近似和仪器的原因，这三种方法的测量误差都较大．尽管测量数据比较集中，但三种方法测...     

Ni005A自动安平水准仪测微成像系统故障分析与调整

分析了Ni005A自动安平水准仪测微成像系统的结构原理,介绍了此类仪器的测微光学系统常见故障判断与调整方法,提出了应用一小凸透镜和一块毛面白纸条对测微成像系统进行逐段检查的快速检修方法.     

薄透镜反射成像研究

从薄透镜反射成像的实验现象出发，运用光学系统中变换矩阵的有关理论，研究了薄透镜的反射成像规律，并对双凸透镜及平凸透镜的反射成像进行了定量分析。     

薄凹透镜焦距的测量方法

1989年全国第6届中学生物理竞赛决赛中,光学实验题目的部分内容是请考生采用二种较为精确的方法测量一薄凹透镜的焦距。提供的实验器具是:光源、物、薄凸透镜一块、平面镜、接收屏、米尺、参照物和光具座。由于一些考生不了解成像的条件,虽然提出了实验方法却找不到像,因而达不到测量焦距的目的。本文提出四种方法,九种测量光路,并分析各种光路成像的条件。一、成像法利用透镜成像的方法来测量透镜的焦距,包括一次成像和二次成像。测量薄凹透镜的一次成像法有两种光路,一种是将薄凸     

一种精确测量光学球面曲率半径的方法

在简要总结各种检测光学球面曲率半径方法优缺点的基础上,提出了利用激光跟踪仪和激光干涉仪测量光学球面曲率半径的新方法。首先,通过激光跟踪仪精确定位测量干涉仪出射球面波前的焦点和待测球面镜的曲率中心点坐标,再调整待测球面镜与干涉仪的相对位置,使待测球面镜达到零条纹干涉状态,用激光跟踪仪测定此时待测球面镜上多点的位置坐标,通过计算分析即可得到待测球面镜的曲率半径。研究和分析了这种测量光学球面曲率半径方法的基本原理,并提出了针对凸球面镜曲率半径的多区域测定平均综合优化的方法。结合实例对一口径为400mm的球面透镜进行了曲率半径的测量,测量得到其两面曲率半径分别为1022.283mm(凸面)和4069.568mm(凹面),并将该透镜进行了轮廓法测量对比,其相对误差都小于0.05%。