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。     

测量薄凸透镜光学参量的简便方法

本从薄凸透镜的反射成象原理出发,定性地解释了为什么物光经透镜后表面反射形成的倒立等大的实象时,其物距、象距都小于透镜焦距;另外介绍了逆向光路的计算方法。最后,通过薄凸透镜的反射成象原理和逆向光路的计算,推导出测量薄凸透镜的光学参量的简便方法。     

测量薄凸透镜光学参量的简便方法

本文从薄凸透镜的反射成象原理出发,定性地解释了为什么物光经透镜后表面反射形成的倒立等大的实象时,其物距、象距都小于透镜焦距;介绍了逆向光路的计算方法.最后,通过薄凸透镜的反射成象原理和逆向光路的计算,推导出测量薄凸透镜的光学参量的简便方法.     

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…     

“透镜焦距测量”实验中物屏的改进

针对透镜焦距测量实验中由焦深引起的测量误差,改进了透镜焦距测量实验中的物屏。用此屏测量薄凸透镜的焦距可改善成像焦深现象,同时减小实验所得焦距的离散性。     

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     

动态散斑测量凸透镜焦距

动态散斑测量凸透镜焦距叶柳（安徽大学物理系合肥２３００３９）本文介绍利用动态激光散斑确定凸透镜焦平面位置来测量透镜焦距的方法．此种方法简单、实时，准确度较高．一、原理如图１所示，平行相干光照射粗糙毛玻图１璃上，毛玻璃以速度Ｖ在其平面内运动，经待测透镜...     

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     

从复透过率函数导出薄透镜的焦距

从透射平板的复透过率函数表达式人手,得出薄平凸透镜的焦距,等效地可得到其他薄透镜的焦距,避免了几何光学中对薄透镜焦距的繁琐推导。     

反射成像法测薄凸透镜的曲率半径

笔者在采用自准直法测薄凸透镜的焦距时,发现一测定值与给出值相差甚远,并发现此时成像与平面反射镜无关.为了避免同学们在实验中误将此时成像当作利用自准直法的成像,笔者对其成像原理进行了分析,并利用成像原理设计了一种测薄凸透镜曲率半径的方法--反射成像法,弥补了"牛顿环法"只能测平凸透镜曲率半径的不足.     

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。     

用激光测量凸透镜的焦距

平行光入射到凸透镜折射光线过像方焦点,用该原理设计简单测量凸透镜焦距的方法.采用He-Ne激光器为光源,是利用激光亮度高、单色性好、方向性好的特点.实验过程中直接读出焦距.     

透镜自重变形引起波像差的有限元分析

在用大口径、长焦距平行光管模拟激光远场特性时,其光组透镜在重力作用下的变形不能忽略,为了分析对出射光束质量的影响,采用有限元分析软件“ANSYS”建立了平行光管光组中声400mm平凸透镜的有限元模型,给出一种分析透镜轴向变形引起的波像差的方法,在不同工况下,计算了平凸透镜在重力作用下轴向变形的峰谷值和均方根值,对轴向变形量均方根值最小工况画出了透镜表面变形的等值线图,计算了声350mm通光口径内的波像差峰谷值和均方根值,对平行光管光组的波像差做出估计,验证了设计的合理性。     

“薄透镜焦距的测定”实验方法探究

"薄透镜焦距测定"作为几何光学的基础实验课,其目的不仅为了配合光学的基础理论知识,让学生掌握几何光学成像的规律和原理,更重要的是培养学生将所学的光学知识与实际应用相结合,用科学方法解决实际问题。本文基于薄透镜成像规律,系统分析了薄透镜焦距测定的不同方法中产生的误差来源,并提出了实验的改进方法。     

正透镜参数测定

本运用薄透镜成像理论，讨论了正透镜的三个主要参数——透镜焦距、透镜镜面曲率半径以及透镜材料的折射率的测定，并用实验对该测量原理进行了验证。     

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     

凸透镜焦距测量方法的探索简

凸透镜焦距的测量方法和不确定度评价已经有很多研究,本文着重研究测量方法,提出了应用实物成虚像、虚物成实像方法来测量凸透镜的焦距,并与实物成实像方法进行比较和分析。本文的实验研究拓展了透镜焦距测量的方法,同时更加深入研究了透镜成像的规律,开拓了实验思路。     

一种新颖的简易凸透镜自动测焦设计方法

提出一种凸透镜自动测焦的设计方法。该方法直接从凸透镜焦距定义出发,应用凸透镜汇聚平行光于焦点测量其焦距,平行光采用激光器→扩束-准直镜获得。巧妙运用光敏电阻阵列设计解决调"共轴"问题,恰当设计测量过程轻松给出焦距测试结果。设计集光机电技术于一体,各部分技能又都很基础,具有广泛的实用性,整体设计方案可拓性也很强,具有较高的教学价值。