物鏡焦距測定是掌握用定焦距平行光管法測量光學系統焦距、截距的方法，測量焦距的方法很多，其中的定焦距平行光管法，測量範圍大，測量精度高，相對誤差一般在1%以下，是目前常用的方法。
基本介紹
- 中文名：物鏡焦距測定
- 外文名：Lens focal length measurement
- 優點：測量範圍大
- 實驗目的：平行光管法測量光學系統焦距
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實驗目的
掌握用定焦距平行光管法測量光學系統焦距、截距的方法
實驗內容
實驗原理
測量焦距的方法很多，其中的定焦距平行光管法、（即放大率法）測量範圍大，測量精度高，相對誤差一般在1%以
下，是目前常用的方法，其測量原理如圖1－1
圖1－1
其中O是平行光管物鏡，L是被測透鏡，y0是位於平行光管物鏡焦平面上的一對刻線的間隔距離。y0經過平行光管物鏡後成像在無限遠處，再經過被測透鏡L後，在它的焦平面上得到y0的像y`。這種方法的原理就是通過測量像y`的大小，然後計算出被測透鏡的焦距。
從圖1－1看出下面兩個關係式：
用作圖成像的方法很容易得出： w = w`，因此可以得到 即：
（1－1）
這就是用定焦距平行光管法測定焦距所用的公式，其中f0` 是平行光管物鏡的焦距，是已知的。Y0是位於平行光管物鏡焦平面處的分劃板上的一對刻線的間隔距離，它的大小也是事先已知的。Y`是這對刻線y0經過被測透鏡後所成的像，如果能測量出此像y`的大小，那么就很容易用公式（1－1）計算出被測透鏡的焦距f `。
利用本公式及方法，可以測量正負透鏡、望遠物鏡、照相物鏡、放映物鏡，各種目鏡的焦距。應當注意要正確選擇測量顯微鏡的物鏡，使之與被測光學系統相匹配。如測負焦距系統使要選擇長工作距的顯微物鏡。這是因顯微物鏡的倍率不同，故（1－1）式變化如下
（1－2）
式中： β――――――測量顯微鏡放大倍數
實驗設備
焦距儀、待測物鏡（照相物鏡、照相物鏡、顯微物鏡）
圖1－2 焦距儀結構示意圖 圖1－3 玻羅板
1.平行光管2.透鏡夾持器3.測微目鏡
1． 平行光管
常用的平行光管物鏡的焦距有550mm、1000mm和2000mm等。位於物鏡物方焦平面上可更換的分劃板的形式很多、其中用於測量焦距的分劃板稱為玻羅板，圖1－3所示的是550mm焦距儀所用的玻羅板，板上刻有5組間隔不同的平行線，它們的間距分別為1、2、4、10和20mm。焦距為1m時（997.47mm平行光管上玻璃板的間隔為5、10、20mm）。
2． 帶測微目鏡的讀數顯微鏡
讀數顯微鏡是用來測量待測物鏡所成像高y`的，它由物鏡和測微物鏡組成，物鏡放大倍率可以更換，一般有0.5、1、2.5和5倍等。測微目鏡的結構如圖1－4所示，是由目鏡、固定分劃板、活動分劃板和螺旋測微讀數裝置四部分組成。測微絲槓轉一圈，活動分劃板上刻線移動量為固定分劃板刻線的一格。通常測微螺旋的螺距S是0.25～1mm，讀數鼓輪一圈等分為100格，格值為S/100。固定分劃板上有若干等分刻線，其格值與螺距相符。活動分劃板上刻有瞄準用的雙刻線和叉絲線。測量時由測微絲槓推動活動分劃板，使雙刻線和叉絲線對準所選的起始刻線，從固定分劃板上讀毫米數，再從讀數鼓輪上讀取微小讀數，然後將雙刻線和叉絲線對準最終刻線，依法讀數，兩次讀數之差即為起始到終點的刻線距離。
圖1－4
1.目鏡 2.固定分劃板 3.活動分劃板 4.螺旋測微讀數裝置
實驗步驟
1． 將平行光管（1）接通電源，注意選用低壓變壓器。
2． 將被測的光學透鏡夾在透鏡夾持器（2）上。
3．選擇好測量顯微鏡的倍率並裝在顯微鏡上。
4．調整平行管、被測件、測量顯微鏡基本同軸。
5．調節測量顯微鏡，使之在視場中能清楚地看到目鏡分劃板的像，同時調到也能看到平行光管玻羅板上的像。
6．用測微目鏡對選定的一組刻線讀數，首先對準該刻線左邊一條（右邊也可），讀得一個數，再對準另一條，讀得一個數，兩個讀數之差即為該組刻線經被測物鏡所成像之大小，重複讀三遍，取平均值。
7．將測得的數代入公式（1—1）計算出被測光學透鏡焦距f’來。
8．截距測量：截距是被測物鏡後表面到該物鏡所成像面間的距離。在測焦距的同時，利用光具座導軌上長刻度尺測出被測物鏡的截距。
圖1－5 截距測量示意圖
在測焦距時，測量顯微鏡是調焦在被測物鏡鏡面y’上的，這時顯微鏡處在光具座長刻度尺某一位置上記下讀數，再將顯微鏡慢慢地向前移動，直到在顯微鏡能觀察到被測物鏡後表面的灰塵為止，這時顯微鏡已處在光具座上一位置上，也記下讀數，二次讀數之差值，即為顯微鏡移動的距離S’F,也是被測物鏡的後截距S”F，同樣將物鏡反轉180゜，可測出其前截距，測試如圖1－5所示。
思考題
1． 不同波長的光源對所測焦距有何影響？
