《工程光学》实验指导书色编柏芳艳安徽理工大学机械工程学院实验中心1
1 《工程光学》实验指导书 柏芳艳 编 安徽理工大学 机械工程学院实验中心
目录实验一用自准法测薄凸透镜焦距f3实验二用位移法测薄凸透镜焦距f...5实验三自组望远镜..7实验四菲涅尔单缝衍射·..9..·11实验五菲涅尔圆孔衍射2
2 目 录 实验一 用自准法测薄凸透镜焦距 f .3 实验二 用位移法测薄凸透镜焦距 f.5 实验三 自组望远镜.7 实验四 菲涅尔单缝衍射.9 实验五 菲涅尔圆孔衍射.11
实验一用自准法测薄凸透镜焦距f一、实验目的(1)掌握简单光路的分析和调整方法(2)了解、掌握自准法测凸透镜焦距的原理及方法二、实验原理当发光点（物）处在凸透镜的焦平面时，它发出的光线通过透镜后将成为一束平行光。若用与主光轴垂直的平面镜将此平行光反射回去，反射光再次通过透镜后仍会聚于透镜的焦平面上，其会聚点将在发光点相对于光轴的对称位置上。三、实验仪器1、带有毛玻璃的白炽灯光源S2、品字形物象屏P：SZ-143、凸透镜L：f=190mm(f=150mm)4、二维调整架：SZ-075、平面反射镜M6.SZ-07二维调整架：7、滑座：TH708、滑座：TH70YZTH709、滑座：10.滑座：TH703
3 实验一 用自准法测薄凸透镜焦距 f 一、实验目的 ⑴掌握简单光路的分析和调整方法 ⑵了解、掌握自准法测凸透镜焦距的原理及方法 二、实验原理 当发光点（物）处在凸透镜的焦平面时，它发出的光线通过透镜后将成 为一束平行光。若用与主光轴垂直的平面镜将此平行光反射回去，反射光再 次通过透镜后仍会聚于透镜的焦平面上，其会聚点将在发光点相对于光轴 的对称位置上。 三、实验仪器 1、带有毛玻璃的白炽灯光源 S 2、品字形物象屏 P：SZ-14 3、凸透镜 L： f=190mm(f=150mm) 4、二维调整架： SZ-07 5、平面反射镜 M 6、 二维调整架： SZ-07 7、滑座： TH70 8、滑座： TH70YZ 9、滑座： TH70 10、 滑座： TH70
四、仪器实物图及原理图190图一五、实验步骤1把全部元件按图一的顺序摆放在导轨上，靠拢，调至共轴。而后拉开一定的距离。可调成如图一所示的距离2.前后移动凸透镜L，使在物像屏P上成一清晰的品字形像。3、调M的倾角，使P屏上的像与物重合。4.再前后微动透镜L，使P屏上的像既清晰又与物同大小。5、分别记下P屏和透镜L的位置a1、a2。6.把P屏和透镜L都转180度，重复做前四步。7、再记下P和L的新位置b1、b2。8.分别把f=150mm和f=190mm的透镜各做一遍，并比较实验值和真实值的差异，并分析其原因。1
4 四、仪器实物图及原理图 S P L M 1 2 3 4 5 6 * S L M 毛 玻 璃 5 0 1 9 0 P 1 9 0 1 0 图一 五、实验步骤 1、 把全部元件按图一的顺序摆放在导轨上，靠拢，调至共轴。而后拉开 一定的距离。可调成如图一所示的距离 2、 前后移动凸透镜 L，使在物像屏 P 上成一清晰的品字形像。 3、 调 M 的倾角，使 P 屏上的像与物重合。 4、 再前后微动透镜 L，使 P 屏上的像既清晰又与物同大小。 5、 分别记下 P 屏和透镜 L 的位置 a1、a2。 6、 把 P 屏和透镜 L 都转 180 度，重复做前四步。 7、 再记下 P 和 L 的新位置 b1、b2。 8、 分别把 f=150mm 和 f=190mm 的透镜各做一遍，并比较实验值和 真实值的差异，并分析其原因
9、老师可选择更多规格的透镜进行实验。（选做）六、数据处理f,=bz -bfa=az-ai被测透镜焦距：f=(f。+f.)/2实验二用位移法测薄凸透镜焦距f一、实验目的了解、掌握位移法测凸透镜焦距的原理及方法二、实验原理对凸透镜而言，当物和像屏间的距离L大于4倍焦距时，在它们之间移动透镜，则在屏上会出现两次清晰的像，一个为放大的像，一个为缩小的像。分别记下两次成像时透镜距物的距离O1、O2(e=O1-02)，距屏的距离01、O2'，根据光线的可逆性原理，这两个位置是“对称”的。即O1=02,02=01'则: L-e= 01 +02'=2 01=2 02O1=02' = (L - e)/ 2而O1'=L-O1=L-(L-e)/2=(L+e)/2把结果带入透镜的牛顿公式1/s+1/s'=1/f得到透镜的焦距为f=（L?-e")/4L5
5 9、 老师可选择更多规格的透镜进行实验。（选做） 六、数据处理 a2 a1 f a = − b2 b1 f b = − 被测透镜焦距： f = ( f a + f b )/ 2 实验二 用位移法测薄凸透镜焦距 f 一、实验目的 了解、掌握位移法测凸透镜焦距的原理及方法 二、实验原理 对凸透镜而言，当物和像屏间的距离 L 大于 4 倍焦距时，在它们之间移动透 镜，则在屏上会出现两次清晰的像，一个为放大的像，一个为缩小的像。分别记 下两次成像时透镜距物的距离 O1、O2(e=|O1-O2|)，距屏的距离 O1'、O2'，根据 光线的可逆性原理，这两个位置是“对称”的。 即 O1=O2'，O2=O1' 则：L－e= O1 ＋O2'＝２O1＝２O2' O1=O2'＝(L－e)/２ 而 O1'= L－O1＝L－(L－e)/２＝(L+e)/2 把结果带入透镜的牛顿公式 1/s+1/s'=1/f 得到透镜的焦距为 f (L e )/ 4L 2 2 = −