工程光学应用光学设计性实验
原始数据记录：（单位cm)
φ16孔： 12.8~17.9 12.6~17.7 φ32孔： 14.0~19.1 13.6~18.7 φ42孔： 15.3~20.4 15.1~20.2
l'=1/4[(12.8+17.9)+(12.6+17.7)]=15.25cm
φ32孔：L'1=1/4[(14.0+19.1)+(13.6+18.7)]=16.35cm δL'1=L'1-l'=1.10cm
φ42孔：L'2=1/4[(15.3+20.4)+(15.1+20.2)]=17.75cm δL'2=L'2-l'=2.5cm
实验结论 ：球差随孔径的增大而增大，球差是入射高度h1或孔径角U1的函数
（2）位置色散（轴上点色差）： 实验步骤：1、把各零件按图排列； （物体为Φ2孔，光阑为Φ32环）
2、移动象屏，可见红光和蓝光成象在不同的位置，大致读出其位置，并计算位置色差△LFC = LF – LC;
3、换为孔径为20的光阑，位置色差有无变化，为什么？ 原始数据记录：(单位：cm) 蓝： 15.9~21.0 红： 12.1~17.2
ΔL'FC=L'F-L'C.=1/4[(15.9+21.0)-(12.1+17.2)=1.9cm 换φ20环后，位置色差变大 （3）慧差：
实验步骤1、把各零件按图排列；
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2、以9孔星点板作为物体，将光阑放在透镜之前ⅰ处，可得到“尖向外，尾向内”的慧差，再将光阑放到透镜之后ⅱ处，可得到“尖向内，尾向外”的慧差；
尖向外，尾向内 尖向内，尾向外
3、把物体换成满天星，可见视场边缘慧差增大；
4、改变光阑相对于透镜的距离，慧差如何变化？
结论：把物体改成满天星，可见视场边缘慧差增大。
5、若用一个位于光轴的小孔作为物体，怎样才能观察到慧差现象？
答：垂直光具座平移。由于手机像素不够高，本现象我们成功的做出来了，但并没有
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记录下来。
（4）像散
选用零件：物体：Φ2的孔 光阑：Φ14的光阑
光阑插在透镜框的凹槽里 步骤
将透镜偏转15度，轴向移动象屏，观察色散现象。并粗测像散大小 增大透镜的偏转角，粗测像散大小
数据
偏转角度 约15度 约30度 子午焦线位置/cm（xt） 22.8~17.8 32.9~27.9 弧矢焦线位置/cm(xs) 17.0~12.0 20.8~15.7 Xts= xt-xs/cm 5.8 12.1 实验结论：偏转角增大，宽光束的像散即子午焦线与弧矢焦线的轴向距离也增大
思考题：
（1）为什么要偏转透镜？不偏转透镜可以看到像散么？
答：像散是一种轴外像差，且物面上离光轴不同远近的各点在成像时，像散值各不相同，离光轴越远的点像散越大，偏转透镜相当于使物面上的点离光轴更远，像散现象更明显。
不偏转能看得到像散，只是现象没偏转的明显。
（2）在实验装置中哪个是子午面，弧氏面，哪个是子午焦线，弧氏焦线？
从物点发出到入瞳中心的光线是主光线，子午面就是有主光线和光轴决定的平面，通过主光线和子午面的面称为弧氏面。像面上成的竖直线是弧氏焦线，水平线是子午焦线。
（3）如果不加光阑，效果如何？
不加光阑会使弧氏和子午焦线无法成清晰的直线。
(5) 畸变
选用零件：物体：方格玻璃板 光阑：Φ4的孔
步骤：观察枕形畸变，改变光阑离透镜距离，注意畸变大小的变化
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桶形畸变，并观察抽掉光阑的现象变化
枕形畸变 桶形畸变
(6)倍率色差
选用零件：物体：直径32的孔 光阑：直径8的光阑 步骤：如图摆放各零件
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外边红，内边蓝 外边蓝，内变红
思考题：
（1）将光阑放在透镜之前，可见环状像“外边红，内边蓝”。在将光阑移至透镜之后，可见环状像“外面蓝，内边红”。这是否为倍率色差现象，它们是怎样形成的？
答：两种现象均为倍率色差现象。当光阑在透镜前时，蓝光由于折射率大，经过透镜后偏转大，而红光因折射率小，经透镜后偏转较小，出瞳在像屏之后，投射到屏上就会出现“外边红，内边蓝”的现象；当光阑位于透镜后时，当光阑在透镜后，由于蓝光折射率大，经过透镜后偏转大，而红光因折射率小，经透镜后偏转较小，入瞳在物体之前，投射到屏上就会出现“外边蓝，内边红”的现象。
(2)改变光阑离透镜的距离，倍率色差有无变化？为什么？ 答：光阑远离透镜时，视场增大，故其倍率色差会增大。
实验感想：本实验步骤相对简单，实验现象也比较明显，只要提前预习好，并且，在调试的时候，将透镜等调好，就可以很快的做完实验。
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