平行光管研究性實(shí)驗(yàn)報(bào)告-在線瀏覽
2025-08-06 23:53本頁(yè)面
【正文】 學(xué)系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)如圖一所示。由于燈絲發(fā)出的光不是均勻的面光源，因此需要通過(guò)毛玻璃2將其轉(zhuǎn)換成均勻的面光源照射分劃板。更換不同的分劃板，可以提供不同用途的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)光路如圖二所示。從圖中幾何關(guān)系可以看出待測(cè)透鏡的焦距為 (1)(1)式中，y 是在玻羅分劃板上所選刻線對(duì)的實(shí)際間距； 是該刻線對(duì)在透鏡后焦面上所成像的間距； 是平行光管物鏡的焦距；是待測(cè)凸透鏡的焦距。圖四 測(cè)凹透鏡焦距光路圖將待測(cè)透鏡放在兩個(gè)凸透鏡和之間，當(dāng)調(diào)節(jié)凹透鏡的位置使其后焦點(diǎn)與凸透鏡的后焦點(diǎn)重合時(shí)，凸透鏡與凹透鏡便準(zhǔn)確地組成伽利略望遠(yuǎn)鏡，它們的出射光再次成為平行光，由幾何關(guān)系有有 又根據(jù)前述凸透鏡焦距的測(cè)量原理，可知凸透鏡的焦距滿足： (2)于是由式(1)、式(2)得 或 式中，是玻羅分劃板上某刻線對(duì)經(jīng)凸透鏡成像后的間距；是該刻線對(duì)經(jīng)、透鏡組成像后得到的間距；是凸透鏡的焦距。四、實(shí)驗(yàn)步驟【1】等高共軸調(diào)節(jié)本實(shí)驗(yàn)中各元件的等高共軸調(diào)節(jié)極為重要，特別是測(cè)凹透鏡焦距時(shí)，若共軸調(diào)節(jié)不準(zhǔn)，就可能觀察不到成像。將各光學(xué)元件靠攏在一起，調(diào)節(jié)他們高低左右的位置，憑目測(cè)使它們的中心大致在一條與導(dǎo)軌平行的直線上，元件平面與導(dǎo)軌垂直。在平行光管的焦平面上放置十字叉絲分劃板，讓激光束照射叉絲中心，并從平行光管物鏡中心出射，此時(shí)可以在物鏡后的白屏上觀察到十字叉絲的衍射圖案，沿導(dǎo)軌移動(dòng)白屏，觀察屏上激光光點(diǎn)的位置是否改變，相應(yīng)的調(diào)節(jié)激光和平行光管的方向，直至移動(dòng)白屏?xí)r光點(diǎn)位置不再發(fā)生變化，至此激光光束與導(dǎo)軌平行；然后逐個(gè)放入其他光學(xué)元件的方位，按照光軸上的物點(diǎn)仍應(yīng)成像在光軸上的原理，使之沿導(dǎo)軌移動(dòng)的過(guò)程中，出射的激光光點(diǎn)的位置不變。先記錄下某透鏡成像的位置，再依次放入其他透鏡，近調(diào)節(jié)該透鏡的高低左右使成像位置保持不變即可。通過(guò)測(cè)微目鏡測(cè)出某刻線對(duì)（或某些刻線對(duì)）像距，由（1）式求出求得凸透鏡焦距。再按圖三加上凸透鏡和待測(cè)凹透鏡，調(diào)整它們之間的距離，當(dāng)二者焦距重合構(gòu)成無(wú)焦系統(tǒng)時(shí)，凹透鏡將出射平行光，即測(cè)微目鏡中再次出現(xiàn)清晰的玻羅分劃板成像，測(cè)出此時(shí)同一刻線對(duì)像距。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理【1】原始數(shù)據(jù)的記錄單位：毫米/mmi12345678\\【2】凸透鏡焦距及其不確定度的計(jì)算i123412410/有 已知 則有 所以有 有上述結(jié)果可知該實(shí)驗(yàn)為不等精度測(cè)量，所以根據(jù)加權(quán)平均公式 可得 以及所以有 【3】凹透鏡焦距及其不確定度的計(jì)算因?yàn)闇y(cè)量時(shí)玻羅分劃板已經(jīng)放大
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