平行光管的调整及使用

平行光管基本知识平行光管的调整及使用1．了解平行光管的结构及工作原理。2．学会用平行光管测量凸透镜的焦距。3．会用平行光管测定鉴别率。平行光管，平面反射镜，平行光管分划板，测微目镜，凸透镜，光具座。平行光管的结构平行光管是产生平行光束的装置，其外形如图4－4－1所示。当调试好平行光的十字分划板的中心与平行光管的主光轴共轴以后，先拆下高斯目镜光源，再拆下十字分划板，换上玻罗板、鉴别率板等，接上如图4－4－2所示的直筒式光源，但是直筒式光源中的小灯泡是从高斯光源上拆下来的。由于分划板放在平行光管物镜的焦平面上，且有灯光照射在分划板的毛玻璃上，所以，分划板上各种划痕，以及毛玻璃上所散射出来的光，通过物镜的折射以后，都成为平行光。平行光管是装、校、调整光学仪器的重要工具之一，也是光学量度仪器中的重要组成部分，配用不同的分划板，与测微目镜（或显微镜系统），可以测定透镜或透镜组的焦距、鉴别率及其它成像质量。为了保证检查或测量精度，被检透镜组的焦距最好不大于平行光管物镜焦距的二分之一（其物镜焦距我们经常说成是平行光管的焦距）。1．平行光管主要规格（１）物镜焦距'f：550毫米（名义值），使用时按出厂的实测值。（２）物镜口径D：55毫米。（3）高斯目镜：焦距'f为44毫米，放大倍数为5.7×。十字分划板)(a号鉴别率板2)(b玻罗板)(e３号鉴别率板)(c星点板)(d图4—4—31432物镜.1分化板.2毛玻璃.3光源.4图4—4—2插头变压器　　照明灯座　　分划板调节螺钉　　镜管底座　　　十字旋手　　物镜组　　　　　　.8.7.6.5.4.3.2.112345678图4—4—12．分划板550型平行光管有5种分划板，如图4－4－3所示。（１）十字分划板：调节平行光管的物镜焦距并将十字分划板的十字心调到平行光管的主光轴上，若拿掉十字分划板换上其它分划板，此分划板的中心也在平行光管的主光轴上。（２）鉴别率板：可以用来检验透镜和透镜组的鉴别率，板上有25个图案单元，每个图案单元中平行条纹宽度不同，对2号鉴别率板，第1单元到第25单元的条纹宽度由20微米递减至5微米；而对3号鉴别率板25单元，则由40微米递减至10微米。（３）星点板：星点直径为φ0.05毫米，通过被检系统后有一衍射像，根据像的形状作光学零件或组件成像质量定性检查。（４）玻罗板：它与测微目镜（或读数显微镜）组合在一起使用，用来测量透镜组的焦距。玻罗板上每两条等长线之间的间距有不同的尺寸，其名义尺寸为：1毫米、2毫米、4毫米、10毫米、20毫米，使用时应依据出厂时的实测值。1．用平行光管测量焦距如图4－4－4所示，选用测微目镜，使被测透镜焦平面上所成玻罗板的像也在测微目镜的焦平面上，便可测量。因为'所以''yyff（4－4－1）式中f为被测透镜焦距，'f为平行光管焦距实测值，'y为玻罗板上所选用线距实测值（'''YBA），y为测微目镜上玻罗板低频线的距离（YAB，即测量值）。2．用平行光管测定凸透镜、透镜组的鉴别率光学系统的鉴别率是该系统成像质量的综合性指标，按照几何光学的观点，任何靠近的两个微小物点，经光学系统后成像在像平面上，仍然应是两个“点”像。事实上，这是不可能的。即使光学系统无像差，通过光学系统后，波面不受破坏，而根据光的衍射理论，一个物点的像不再是“点”，而是一个衍射花样。光学系统能够把这种靠得很近的两个衍射花样分辨出来的能力，称为光学系统的鉴别率。根据衍射理论和瑞利准则，仪器的最小分辨角为D22.1（4－4－2）式中的单位为弧度，D为入射光瞳直径，为光波波长。当平行光管物镜焦平面上的鉴别率板产生的平行光（将平行光管的分划板换成鉴别率板）射入被测透镜时，在被测透镜的焦平面附近，用测微目镜可观察到鉴别率板的像。如果测微目镜　　焦距被测凸透镜　　焦距平行光管物镜玻罗板　　.4)(.3)'(.2.1ffABf''f'A'B1234图4—4—4被检透镜质量高，在视场里观察到能分辨的单元号码越高。仔细找出尽可能高的分辨单元号码，由下式测定鉴别率角值206256'2fa（4－4－3）式中为角值，a2为相邻两条刻纹的间距，a为刻纹亮度,'f为平行光管焦距。平行光管的调整及使用1．测量凸透镜及透镜组的焦距１）平行光管调整后，拿下平面镜，将被测凸透镜置于平行光管的前方，在透镜的前方放上测微目镜，调节平行光管、被测凸透镜和测微目镜，使它们大致在同一光轴上，尽量让测微目镜拉近到实验人员方便观察的位置。２）将平行光管的十字分划板换成玻罗板，并拿下高斯目镜上的灯泡，放在直筒形光源罩上，然后装在平行光管上。３）转动测微目镜的调节螺丝，直到从测微目镜里面能看到清晰的叉丝、标尺为止。４）前后移动凸透镜，使被测凸透镜在平行光管中的玻罗板成像于测微目镜的标尺和叉丝上，表明凸透镜的焦平面与测微目镜的焦平面重合。５）用测微目镜测出玻罗板像中10毫米两刻线间距的测量值y，读出平行光管的焦距实测值'f和玻罗板两刻线的实测值'y（出厂时仪器说明书中给定），重复五次，将各数据填入自拟表中。2．用平行光管测凸透镜的鉴别率（１）取下玻罗板，换上3号鉴别板，装上光源。（２）将测微目镜、被测透镜、平行光管依次放在光具座上。（３）移动被测透镜的位置，使被测透镜在平行光管的3号鉴别率板成像于测微目镜的焦平面上。用眼睛认真地从1号单元鉴别率板上开始朝下看，分辨出是哪一个号数单元的并排线条，记下号码。（４）在表4－4－1中查出条纹宽度a值及鉴别率角值，也可将a、'f（平行光管焦距，出厂的实测值）代入（4－4－3）式，求出鉴别率角值。