2013光学设计实验.doc

二、光的干涉应用光的干涉现象是光的波动性的一种体现。牛顿环和劈尖干涉都是由分振幅法产生的干涉，杨氏双缝、双棱镜、双镜和劳埃德镜干涉都是都是由分波阵面法产生的干涉。干涉方法可以用毫米级的测量得到纳米级的精度。实验目标：1、利用分波阵面法产生的干涉测量钠光灯波长2、熟悉测量原理。掌握仪器调节使用方法3、设计光路，进行测量实验4、将测量结果与理论值进行比较，分析误差来源。5、了解科学研究的基本过程实验思考问题：（查阅物理光学、工程光学等相关资料）1、如何将各元件调成等高同光轴？2、如何提高测量条纹间距的精度？3、如何判断、消除测微目镜视差？如何确定测微目镜物面位置？4、双棱镜干涉中，如何判断棱脊是否平行于狭缝？如果看不到条纹，但有一明亮黄光区域，分析原因5、如何测定双狭缝光源间距？6、光的干涉应符合什么条件？7、干涉条纹的宽度、数目由哪些因素决定？例：自组投影仪实验原理：投影光学仪器（幻灯机、投影仪、放大机、放映机）的用途是将待投影物体（透明片上的字或图形）经光源照明后成像在屏幕上以供观看。因此，除要求物像相似、成像清晰外，还要求像足够亮、照度均匀。系统一般由两部分组成：照明系统；成像的投影系统。光源：屏幕上像的照度与光源亮度有关。一般选用亮度大的碘钨灯、溴钨灯、特殊构造白炽灯。聚光镜：照明底片，透镜投影物镜：放大物体透镜焦距选择：决定因素1、 投影距离，L2到H的距离，即L2的像距p32、 投影仪尺寸D，L1物像距之和，即D=p1+p23、 屏幕上像的放大率M=p3/p2由高斯成像公式： 1/p3 + 1/p2 =1/f2 ，M=p3/p2 可得f2 =p3/（M+1）再由 1/p1 + 1/p2 =1/f1 ，D=p1+p2 可得 f1 = p3/M-（p3/M）2 / D可见，已知p3、D、M即可确定f1、f2仪器用具1：溴钨灯S 2：聚光透镜L1（f 1，=50 mm）3：二维架 （SZ-07） 4：幻灯片P 5：干版架（SZ-12） 6：放映物镜L2 （ f o，=190 mm） 7：三维调节架 （SZ-16） 8：白屏H （SZ-13） 9：三维平移底座 （SZ-01） 10：二维平移底座 （SZ-02） 11：升降调节座 （SZ-03） 12：升降调节座（SZ-03） 13：通用底座（SZ-04） I p1 I p2 I p3 I实验内容:1、 设计简易投射式投影仪，提出设计方案 要求：放大倍数M=4.5 ，投影距离p3 =100cm，光源到投影物镜L2距离D=30cm设计方案内容：（1）画出光学系统原理图，并标出相应尺寸（2）算出聚光镜L1和投影物镜L2焦距 f2=p3/(M+1)=1000/(4.5+1)=183mm ;f1=p3/M-（p3/M）2 / D=57mm2、组装、调节、观测（1）利用实验室现有透镜，焦距与计算值接近既可采用 f2=190mm ; f1=50mm（2） 根据方案，先粗调、后细调。共轴；调元件位置，使屏上获得放大且质量较好的像 1）使L1固定在紧靠幻灯片P的位置，取下P，前后移动光源，使其成像于L2所在平面。2）重新装好幻灯片，观察屏上像的亮度和照度的均匀性。3）取下L1，观察像面亮度和照度均匀性的变化。（3）记下p3和D值，与方