試驗(yàn)一平行光管調(diào)校

1、實(shí)驗(yàn)一平行光管調(diào)校一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解平行光管的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握平行光管的調(diào)整方法。2. 了解利用自準(zhǔn)直法、五角棱鏡法調(diào)校平行光管的原理，并熟練掌握它們的調(diào)校方法。3. 分析自準(zhǔn)直法、五角棱鏡法的調(diào)校誤差，并比較這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。二測量原理和方法平行光管是最基本的測試設(shè)備，用來提供無限遠(yuǎn)的目標(biāo)或給出一束平行光。其外貌如圖 1所示。平行光管使用時，因測試的需要，常常要換上不同的分劃板（平行光管常用分劃板如圖 2所示），每次更換后都必需對平行光管進(jìn)行調(diào)校。包括兩個方面的調(diào)校， 1. 縱向調(diào)校，其目的是使平行光管分化板的刻線面準(zhǔn)確地調(diào)整到平行光管物鏡的焦面位置上。 2. 橫向調(diào)校，其目的是調(diào)整

2、十字分劃板中心在平行光管主光軸上。245687132.十字旋手3 .底座4.鏡管1.物鏡組5.分劃板調(diào)節(jié)螺釘6.照明燈座7.變壓器8.插頭圖 1平行光管外貌(a )十字分劃板( b ) 2號鑒別率板( c) 3號鑒別率板( d )星點(diǎn)板( e)玻羅板圖2平行光管的分劃板1.縱向調(diào)校。 調(diào)整分劃板座的中心使其位于平行光管的主光軸上，且使分劃板嚴(yán)格位于物鏡的焦平面上。實(shí)現(xiàn)該調(diào)校方法很多，這里只介紹最常見的兩種方法：自準(zhǔn)直法和五角棱鏡法。（ 1）自準(zhǔn)直法將待調(diào)校的平行光管的分劃板座上裝上一十字分劃板， 并在該分劃板后面配置一自準(zhǔn)直目鏡，這時由平行光管和自準(zhǔn)直目鏡一起構(gòu)成自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡。調(diào)校時，在平行光

3、管物鏡前放置一個平面度良好的平面反射鏡， 如圖 3所示。人眼通過自準(zhǔn)直目鏡觀察分劃板和由平面鏡反射回來的分劃板的像，當(dāng)人眼判斷分劃板和分劃板的像在縱向（即光軸方向）一致時，則認(rèn)為平行光管已調(diào)校好。圖 3自準(zhǔn)直法調(diào)校平行光管的原理圖1- 平面反射鏡2- 平行光管物鏡3- 平行光管4- 平行光管分劃板5- 自準(zhǔn)直目鏡（ 2）五角棱鏡法不同方向入射的光線，經(jīng)五角棱鏡后，其出射光線相對于入射光線轉(zhuǎn)折90°。五角棱鏡法即是利用這一特點(diǎn)對平行光管進(jìn)行調(diào)校的，調(diào)校原理如圖4所示。將五角棱鏡放置在平行光管物鏡前的工作臺上，五角棱鏡可在工作臺上平滑地移動。用一臺望遠(yuǎn)鏡通過五角棱鏡觀察平行光管分劃板。如

4、果平行光管分劃板上的分劃刻線準(zhǔn)確位于物鏡的焦面位置上，則由分劃刻線上每一點(diǎn)發(fā)出的光束經(jīng)平行光管物鏡后成為平行光束。此時，當(dāng)五角棱鏡相對觀察望遠(yuǎn)鏡前后移動時，在望遠(yuǎn)鏡中看不出平行光管分劃板刻線像有任何橫向移動，如圖4(a) 所示。如果平行光管分劃板的刻線面與平行光管物鏡的焦面不重合，則由平行光管發(fā)出的光束不再是平行光束，這時當(dāng)五角棱鏡相對觀察望遠(yuǎn)鏡前后移動時，在觀察望遠(yuǎn)鏡中將看到平行光管分劃板刻線的像相對望遠(yuǎn)鏡中分劃板刻線由明顯的橫向移動，如圖 4(b) 、（ c）所示。 根據(jù)這個原理，可以準(zhǔn)確地判斷平行光管分劃板的刻線面是否準(zhǔn)確地位于物鏡焦面上。五角棱鏡法是將縱向調(diào)焦變成橫向?qū)?zhǔn)，因此這種方法

5、的調(diào)校誤差主要由望遠(yuǎn)鏡的對準(zhǔn)誤差決定，其數(shù)值方程為（SD 的單位為 m 1 ）SD0.29(1-1)DCD P式中人眼的對準(zhǔn)誤差，單位為（）望遠(yuǎn)鏡的視放大率：DC 、 DP 分別是平行光管物鏡合五角棱鏡的通光口徑，單位為mm。為提高調(diào)校精度應(yīng)合理地選擇五角棱鏡的通光口徑和觀察望遠(yuǎn)鏡的放大率，當(dāng)DP0.4 0.6 DC , 望遠(yuǎn)鏡的放大率D p時，可獲得本方法的最高調(diào)校精度。0.22橫向調(diào)校， 其目的是調(diào)整十字分劃板中心在平行光管主光軸上。本實(shí)驗(yàn)采用自準(zhǔn)直方法，主要原理就是通過調(diào)節(jié)十字分劃板座的上、下調(diào)節(jié)螺母，使十字分劃板的物、像完全重合，從而保證分劃板中心在平行光管主光軸上。三實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備自準(zhǔn)

6、直法的設(shè)備有：被調(diào)校的平行光管是f550mm 的平行光管；帶有十字分劃的分劃板；高斯式自準(zhǔn)直目鏡； 平面度良好的平面反射鏡， 并且平面反射鏡口徑大于平行光管物鏡的通光口徑。五角棱鏡法的設(shè)備有：被調(diào)校的平行光管是f550mm 的平行光管；帶有十字分劃的分劃板；玻羅分劃板或帶有十字分劃的分劃板；五角棱鏡一塊；望遠(yuǎn)鏡（或經(jīng)緯儀）。四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1. 縱向調(diào)校。(一 ) 自準(zhǔn)直法(1) 將平面反射鏡放在平行光管物鏡前， 人眼通過自準(zhǔn)直目鏡觀察并找到分劃板刻線的自準(zhǔn)直像。(2) 先用清晰度定焦法 （根據(jù)目標(biāo)的像與儀器分劃板的刻線同樣清晰為判斷準(zhǔn)則進(jìn)行定焦為清晰度定焦法）將分劃板的刻線和其像調(diào)至一樣清晰

7、，然后再用擺頭法，即消視差法（人眼在出瞳面內(nèi)移動，目標(biāo)像與分劃板刻線無相對移動）判斷分劃板的刻線與其自準(zhǔn)直像有無視差，由此決定分劃板是否位于平行光管物鏡的焦面上。若自準(zhǔn)直像與人眼同向移動，則分劃板在平行光管物鏡的角面后，反之在焦面前。這時松開分劃板的壓圈， 旋轉(zhuǎn)分劃板鏡框 （分劃板鏡框與平行光管外鏡筒視螺紋配合） ，使分劃板前后移動，反復(fù)調(diào)校幾次，直至分劃板的刻線和其自準(zhǔn)直像同樣清晰無視差為止。(3) 調(diào)好后擰緊壓圈。（二）五角棱鏡法(1) 將玻羅分劃板裝在平行光管分劃板位置上。(2) 將五角棱鏡放在活動承物臺上 （承物臺在平行光管物鏡前面， 可沿與平行光管物鏡的光軸垂直的方向移動） 。將五角

8、棱鏡的一個直角面對向平行光管，另一直角面對向望遠(yuǎn)鏡。調(diào)節(jié)活動承物F臺高低位置和望遠(yuǎn)鏡俯仰手輪，并左(a)右擺動望遠(yuǎn)鏡，使分劃板刻線像成于望遠(yuǎn)鏡視場中，選擇玻羅分劃板上一根粗細(xì)合適的刻線像與望遠(yuǎn)鏡分劃線對準(zhǔn)。(3) 五角棱鏡以活動承物臺上的直尺為靠面，沿垂直于平行光管物鏡光軸的方向往返移動五角棱鏡，如圖4(b) 所示。五角棱鏡在位置I 時，調(diào)整望遠(yuǎn)鏡分劃刻線與玻羅板上一根刻線像對準(zhǔn)。當(dāng)五角棱鏡由位置I 移至位置( b)FII 時，由觀察望遠(yuǎn)鏡看到玻羅板的刻線像由右向左移動，則表示分劃板位于焦面前。(4) 松開分劃板鏡框壓圈， 旋轉(zhuǎn)分劃板鏡框，使分劃板向遠(yuǎn)離物鏡方向調(diào)節(jié)，至五角棱鏡移動時，平行光管

9、( c)F圖 4 五角棱鏡法調(diào)校平行光管的原理圖1- 平行光管分劃板2- 平行光管3- 平行光管物鏡4-五角棱鏡板5- 望遠(yuǎn)鏡的分劃板刻線像相對于望遠(yuǎn)鏡的分劃板刻線不發(fā)生橫向位移，則表示分劃板已經(jīng)位于平行光管物鏡焦面上了。(5) 如果五角棱鏡由位置 I 移至位置 II 時，由觀察望遠(yuǎn)鏡看到玻羅板的刻線像由左向右移動，則表示分劃板位于焦面后（如圖 4（ c），松開分劃板鏡框的壓圈，旋轉(zhuǎn)分劃板鏡框，使分劃板向靠近物鏡方向調(diào)節(jié)，直至平行光管的分劃板刻線像相對于望遠(yuǎn)鏡的分劃板刻線不發(fā)生橫向位移，則表示分劃板已經(jīng)位于平行光管物鏡焦面上了。(6) 調(diào)校好后擰緊壓圈。2 橫向調(diào)校(1) 將平面鏡暫時用紙遮住

10、，在目鏡上看到十字分劃板，粗調(diào)分劃板的上、下和左、右螺絲，使分劃板的十字心在平行光管的管心。(2) 拿走平面鏡上的紙片， 在目鏡上又看到十字叉絲像， 調(diào)節(jié)平面鏡的俯仰角， 觀察叉絲的像與十字叉絲重合。(3) 松開平行光管的兩只 “十字旋手” ，將平行光管以軸心為準(zhǔn)線旋轉(zhuǎn) 180°，觀察叉絲與其像的橫線是否重合。如果不重合，調(diào)節(jié)分劃板座的上、下螺絲，使叉絲的橫線與像的橫線接近一半，再調(diào)平面鏡的角度使橫線重合。如此重復(fù)旋轉(zhuǎn)，直至橫線在任何角度下都重合。(4) 調(diào)節(jié)分劃板座的左、右螺絲， 使十字叉絲垂直線與其像的垂直線重合。直至轉(zhuǎn)五動平行光管時，十字叉絲物像始終重合。這表示分劃板座的中心與平行光管的主光軸已經(jīng)重合。注意事項(xiàng)1 不得用手觸摸儀器的光學(xué)元件及其測量附件的表面。2 調(diào)節(jié)螺絲時，不得用力硬擰以免造成滑絲和儀器變形。3 必須注意記錄使用的平行管的焦距和玻羅板線距值。六思考題1 敘述平行光管的結(jié)構(gòu)。在平行光管中用高斯目鏡的作用是什么？2 平行光管產(chǎn)生平行光的原理是什么？是否能產(chǎn)生單一方向的平行光？3現(xiàn)有 f3000mm 、 f1875mm 、 f1200mm 、 f550mm、 f50mm等平行光管需要進(jìn)行調(diào)校。實(shí)驗(yàn)室