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光具组基点的测定及数据处理

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曲 靖 师 范 学 院 物 理 系 实 验 报 告 实验题目:光具组基点的测定 专 业:物理学 班级学号:2 0 1 1 1 2 1 1 4 9 姓 名:赵旭 组 别:第三组 实验时间:2 0 1 2 年 5 月 3 1 日 【实验目的及要求】 1.成像法确定光具组的基点位置,验证高斯公式; 2.利用测节器原理,确定透镜组的基点位置; 3.进一步了解光学系统基点的性质。 【实验原理】 光学仪器中常用的光学系统,一般都是由单透镜或胶合透镜等球面系统共轴构成,对于由薄透镜组合成的共轴球面系统,其物和像的位置可由高斯公式: 111ssf  确定式f  为系统的像方焦距,s 为像距,s 为像距。物距是从第一主面到物的距离,像距是从第二主面到像的距离,系统的像方焦距是从第二主面像方焦点的距离。各量的符号从各相应主面,沿光线进行方向测量为正,反向为负。共轴球面系统的物和像的位置,还可由牛顿公式表示: xxffff  即式中x 为从物方焦点量起的物方焦点到物的距离,x  为从物方焦点量起的像方焦点到像的距离,物方焦距f 和像方焦距f  分别是第一、第二主面量到物方焦点的距离,符号规则同上,共轴球面系统的基点、基面具有如下的特点: 1.主点和主面 若将物体垂直于系统的光轴放置在第一主点H处,则必成一个与物体同样大小的正立像于第二主点H处,即主点是横向放大率 =+1 的一对共轭点,过主轴垂直于光轴的平面,分别称为第一、第二主面。 2.节点和节面 节点是放大率 =+1 的一共轭点,入射光线(或其延长线)通过第一节点N 时,出射光线(或其延长线)比通过第二节点N  ,并与 N的入射光线平行,过节点垂直于光轴的平面分别称为第一、第二节面。 当共轴球面系统处于同一媒质时,两主点分别与两节点重合。 3.焦点和焦面 平行于系统主轴的平行光束,经系统折射后与主轴的交点F  称为像方焦点;过 F  垂直于主轴的面称为像方焦面。第二主点H 到像方焦点F  的距离,称系统的像方焦距f  ,此外,还有物方焦点F、焦面和焦距f。 显然,薄透镜的两主平面与透镜的光心重合,而共轴球面系统两主点的位置,将随各组合透镜或折射面的焦距和系统的空间特性而异,下面以两个薄透镜的组合为例进行讨论,设两薄透镜的像方焦距分别为1f  和2f  ,两透镜之间的距离为d,则透镜组的像方焦距f  可由下式求出: 1212,f fffdfff ...

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