2、彗差的观察
观察彗差实验成像结果图: (1) 成像为灯丝
A 透镜不旋转
C 透镜旋转25°
(2) 成像为圆斑
B 透镜旋转15°
D 透镜旋转35°
A 透镜不旋转
B 透镜旋转20°
C 透镜旋转40°
D 透镜旋转60°
从实验结果易得知,透镜的旋转角度越大,彗尾越长,彗差越大。单个透镜对于一定位置的物体成像时,其彗差的大小与透镜的形状和孔径光阑位置有关,对给定的光阑位置,可通过对透镜的整体弯曲使彗差等于零,或等于某一定值而与其他透镜组合起来消彗差。
六、实验思考
(1)单正透镜在后时,为了减少给前续系统校正球差带来的困难,一般需要将折射率选择偏大一些,增大折射率对于校正系统高级球差是很有效的方法之一;(2)在胶合镜组的胶合面两边,需要考虑选择折射率和阿贝系数差别较大的玻璃对,在消色差的同时,正负球差也能够尽量减少,并且有可能产生剩球差平衡其他镜组的球差;(3)在某些镜组(例如单片)曲率太小,承担的光焦度较多的情况下(曲率太小的不利结果是引起大量高级球差和其他高级像差),可以考虑采用两个透镜分担其光焦度,这样增大了球面半径,减少了许多高级球差;(4)适当的采用负透镜,即如果系统中正透镜太多,造成的球差和场曲、畸变无法消除,在最后增加一块负透镜会起到很好的校正效果。
实验四 偏振光光学实验
一、实验目的
观察光的偏振现象,分析偏振光,起偏,定光轴 二、实验原理
(一)偏振光的基本概念
光是电磁波,它的电矢量E和磁矢量H相互垂直,且均垂直于光的传播方向c,通常用电矢量E代表代表光的振动方向,并将电矢量E和光的传播方向c所构成的平面称为光振动面。在传播过程中,电矢量的振动方向始终在某一确定方向的光称为平面偏振光或线偏振光,如附图15(a)。光源发射的光是由大量原子或分子辐射构成的。由于大量原子或分子的热运动和辐射的随机性,它们所发射的光的振动面,出现在各个方面的几率是相同的。故这种光源发射的光对外不显现偏振的性质,称为自然光附图15(b)。在发光过程中,有些光的振动面在某个特定方向上出现的几率大于其他方向,即在较长时间内电矢量在某一方向上较强,这种的光称为部分偏振光,如图附图15(c)所示,还有一些光,其振动面的取向和电矢量的大小随时间作有规律的变化,而电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆。这种光称为椭圆偏振光或圆偏振光。
附图15(a) 附图15(b) 附图15(c)
(二)获得偏振光的常用方法
将非偏振光变成偏振光的过程称为起偏,起偏的装置称为起偏器。常用的起偏装置主要有:
1、反射起偏器(或透射起偏器)
当自然光在两种媒质的界面上反射和折射时,反射光和折射光都将成为部分偏振光。
当入射角达到某一特定值?b时,反射光成为完全偏振光,其振动面垂直于入射面(见附图16)而角?b就是布儒斯特角,也称为起偏振角,由布儒斯特定律得
tg?b?n2/n1
例如,当光由空气射向n=1.54的玻璃板时,?b=57度
若入射光以起偏振角?b射到多层平行玻璃片上,经过多次反射最后透射出
来的光也就接近于线偏振光,其振动面平行于人射面。由多层玻璃片组成的这种透射起偏振器又称为玻璃片堆。见附图17。
φbnn空气玻璃 附图16
非线偏振光入射φb
附图17
偏振片入射自然光透射的平面偏振光 附图18
2、晶体起偏器