用焦距计测量的镜头焦距

使用焦距计测量镜头的焦距和分辨率. 焦距计主要由准直仪（准直管）和测量显微镜组成. 准直仪用于产生准直光. 它是组装焦距仪，调整和检查光学仪器的重要工具，也是重要的测量仪器. 如果配备不同的标线片，千分尺目镜和读数显微镜，则可以测量镜头和镜头组的焦距和分辨率. 您还可以定性检查光学零件的成像质量. 当使用焦距计测量镜头的焦距时，测量结果具有高精度. 本实验打算使用焦距计来测量镜头的焦距和分辨率. 1.实验目的1.了解准直仪的结构和用途2.掌握使用焦距计测量镜头焦距的方法及其区分能力2.实验原理1.焦距用焦距计测量镜头的焦距用焦距计测量镜头焦距的原理如图2.9.1所示. 物体（其长度为y）位于准直仪物镜L的后面，并在其焦平面上成像. 长度为（2.9-1）. 图2.9.1准直透镜焦距原理图表示了发光物体的长度及其图像. 从公式（2.9-1）可以看出，当f已知时（对于550型准直器，物镜焦距的标称值为550mm），只要测量y，就可以计算出f的焦距. 可以获得要测量的镜头. 用焦距计测量镜头的焦距时，玻璃板用作发光物体. Boluo板上有五对线，每对线对间距的标称值为1、2、4、10和20 mm，如图（2.9-2）所示.

在实验过程中，您可以选择合适的一对导线进行测量. 为了确保测量精度，要测量的透镜的焦距应小于准直仪物镜的焦距的一半. 图2.1-2 2.使用焦距计测量镜头的分辨率分辨率是一种光学系统分辨精细结构的能力，是光学系统成像质量的综合指标之一. 通常，将两个相邻的点或两条相邻的线在由系统成像之后是否可以分开用于测量光学系统的分辨率. 根据弗劳恩霍夫衍射理论，任何物体通过透镜后发出的光所形成的图像不是一个点，而是一个光斑（艾里斑）. 当两个物体点靠在一起时，可以通过以下公式表示可以分辨出衍射光斑的最小角度（使用最小分辨率角表示分辨率）: （2.9-2）其中，λ是波长光波的D和D是透镜的直径（弧度）（弧度）. 如果使用直接观察法根据瑞利标准来测量分辨能力，则在准直仪的焦平面上放置一个判别率板，以替换十字掩模版（见图2.1-3）. 区分率板上有25组条纹，每组条纹有四个不同的方向，如图2.9-4所示. 同一组中不同方向的条纹的宽度和间距是相同的，不同组中的条纹的宽度和间距是不同的. 区分率板有几种不同的模型，不同数字板的线宽也不同. 2号判别率板的评分宽度b为2b（包括评分和间隔宽度）. 即，2号板的相邻划线2b之间的距离为40μm〜10μm. 3号板的判别率b = 40〜10μm，每组条纹的比值见表2.9.1.

图2.9-3测量镜头分辨力的图2.9-4分辨率板图通过直接观察法测量镜头的分辨率时，它会被白光或单色光照射，并由人直接判断眼睛. 在该实验中，准直仪焦平面上的识别板通过物镜发出平行光，照亮被测系统. 在后焦平面上形成判别板的图像，用目镜或阅读显微镜观察图像，然后找到可以从图像中分辨出的数字（只要您可以看到任何方向的条形，甚至组号的边缘）. 从表2.9.1中找出相应的组号条纹的角距离，该角距离是镜头的最小分辨角的测量值. 从图2.1-3中可以看出: （2.9-3）表2.9.1，分辨率板的条纹宽度和最小分辨率角单位数每组的剪切数1011 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 1011 11 12 13 14 14 15 16 17 20.0 18.9 17.8 16.8 15.9 15.0 14.1 13.3 12.6 11.9 11.2 10.6 10.0 9.4 8.9 8.4 7.9 7.5 7.1 6.7 6.3 5.9 5.6 5.3 5.0 5.0 15.00 14.18 13.35 12.60 11.93 11.25 10.58 9.98 9.45 8.93 8.40 8.40 7.95 7.50 7.05 6.68 6.30 5.93 5.63 5.33 5.03 4.73 4.43 4.20 3.98 3.75 40.0 37.8 35.6 33.6 31.7 30.0 28.3 26.7 25.2 23.8 22.5 21.2 21.2 10.0 18.9 17.8 16.8 15.9 15.0 14.1 13.3 12.6 11.9 11.2 10.6 10.0 30.0 28.35 26.70 25.20 23.78 22.50 21.85 23.88 15.90 15.00 11.93 11.25 10.58 9.98 9.45 8.93 8.40 7.95 9.50是标称值时的最小分辨率角.

三，实验仪器YJC焦距测量仪，待测镜片，玻璃板，分辨板. YJC焦距测量仪的结构如图2.9-5所示: 1.测量显微镜； 2.导轨； 3.镜头架； 4.平行光管；图2.9-5焦距计它由平行光管4，测量显微镜1组成，由导轨和镜夹组成. 准直仪的结构如图2.9.6所示: 物镜照明灯图2.1-6准直仪的结构掩模版已精确定位在物镜的焦平面上，因此，掩模版的图像将被在无限远该仪器使用CPG-550型准直仪，该准直仪具有高质量的准直物镜，标称焦距为550mm. 实验中可以使用实验室给出的焦距的实际测量值. 测量显微镜由物镜和千分尺目镜组成，如图2.9-7所示. 物镜目镜图2.9-7测量显微镜的结构其中，光罩由固定光罩和可移动光罩组成，两者紧密靠近，可以认为两者在同一平面上，是一个隔间. 每个刻度之间的距离为1mm焦距仪，可移动光罩上刻有十字准线，用于对准被测物体. 如图2.9-8所示. 图2.9-8可移动中间掩模版的运动由感光鼓驱动，该感光鼓由千分尺目镜上的感光鼓驱动. 滚筒旋转一次，活动叉线精确地移动1格. 读数原理类似于螺旋千分尺. 当用该测量显微镜测量物体的长度时，首先通过物镜将被测物体成像在掩模版的平面上. 显微镜物镜形成的图像长度为D，物镜放大倍率为β，则物体的实际长度为D /β.

（此实验中的显微镜物镜的放大倍率为β= 1）. 用测量显微镜测量物体的长度时，应注意以下两个问题: 1.被测物体应准确地成像在标线片的平面上，即在被测物体之间不应有视差. 对象和交叉导线的图像. 2.在移动磁轭线以使其与被测物体图像对齐的过程中，请注意防止回波差异. IV. 实验内容和要求1.确定被测镜头的焦距（按照图2.9.5放置仪器并调节同轴度）根据镜头焦距的测量原理图，使用玻璃板作为物体并选择一条合适的线是，使用测量显微镜确定线对的实际间距. 重复多次测量，求出它们的平均值，然后使用计算间接测量量的标准偏差的方法来求出被测镜头的焦距和不确定度. 2号）插入准直仪并安装照明尾灯. 然后，分辨率板发出的光穿过准直物镜，成为平行光. 光线照射到被测镜片上，并符合Fraunhofer衍射的条件. 用测量显微镜观察在被测镜片的后焦面上形成的图像. 找出现在可以区分的组号，然后检查表2.9.1以获得要测试的镜头的分辨率. 然后将镜片的直径D（该值由实验室给出）代入公式2.9-2. 将理论值与实验值进行比较. 由于白光的照射，计算中使用了λ= 550nm. 5.思考题1.使用焦距计测量焦距有什么好处？还有哪些其他系统错误？ 2.用测量显微镜观察被测物时，应在减小测量误差的同时，观察被测物的图像. 并让分辨率板发出的光直接照射镜头以进行观察吗？为什么？

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