光具座

一种多功能的通用光学仪器

光具座是一种多功能的通用光学仪器。用于测试的光具座在导轨座上配备平行光管、自准望远镜、测量显微镜及夹持器等独立组件，按需要排列、调节，可进行多项测试工作。用于物理实验的光具座由导轨、滑动座(光具凳)、光源、可调狭缝、像屏和各种夹持器组成，按实验需要另配光学元件，如透镜、棱镜、偏振片等组成光学系统。常用的导轨长度为1-2m，导轨上有米尺，滑动座上有定位线，便于确定光学元件的位置。

用途

光学测量中，需要测量的项目很多，例如光学零件的几何特性参数和光学特性参数;光学系统的光学特性参数;系统的象差测量和象质评价等。这些测量都可以在光具座上完成。

1、光学零件、部件的几何特性参数和光学特性参数的测量。例如测量平面光学零件的平行度、角度误差，屋脊棱镜的双象差，玻璃平板和棱镜的最小焦距，透镜或透镜组的焦距、顶焦距等。

2、光学系统光学特性参数的测量。例如测量望远镜系统的放大率、出瞳直径和出瞳距、视度、视差，照相物镜的人瞳等。

3、光学系统的象质评价。例如用星点法和分辨率法评价象质；用哈特曼(Hartman)法和焦平面法测量几何象差等。

因此，光具座是光学实验室的基本仪器之一，也是光学零件生产、光学系统调试过程中的一种通用仪器。

结构

光具座的主体是一个平直的轨道，有简单的双杆式和通用的平直轨道式两种。轨道的长度一般为1~2m，上面刻有毫米标尺，还有多个可以在导轨面上移动的滑动支架。一台性能良好的光具座应该是导轨的长度较长，平直度较好，同轴性和滑块支架的平稳性较好。

光学实验室常用的光具座有GJ型、GP型、CXJ型等，它们的结构和调试方法基本相同。图1是CXJ-1型光具座，它是光学实验中比较通用的一种光具座，长1520mm，中心高200mm，精度较高。

光具座主要由以下几部分组成：

1、导轨

将导轨置于平整的工作台上(标尺面为正向),调节两端的升降螺杆,使导轨呈水平状态。

当使用折弯导轨时，先将导轨带有刻度盘的一端抬起，再将其度盘下的中心销插入另一端面带中心插孔的导轨圆盘之中，再将两导轨调至同一水平，即可构成折弯型导轨链。

2、滑座

面向滑座标尺，松开滑座右侧的紧固钮，将滑座底部插入导轨的燕尾槽内，再平移到适当位置(左侧红色标线表示滑座中心)，并对准导轨标尺定位后，旋动紧固钮予以锁定。调节滑座左侧的横向调节钮，使滑座标尺零位对准导轨中央的凸棱，作为水平位的初始状态。

注：滑座具有两种类型:固定滑座与可调滑座横向均可调节。可调滑座兼有垂直向的调节功能。

3、可调圆盘

拧下圆盘左右两端的螺母，取出压圈，待装入圆柱形的光学组件与压圈后再将螺母拧紧。旋动圆盘使圆盘指针对准零刻度，作为光学元件转角的初始位。

4、弹性镜架

用以夹持圆形、矩形等多种形体的光学元件。

注：夹持元件大小范围70>Φ>20。镜架内下夹装有紧固螺母,可将下夹上移至适当位置定位后锁紧。上端为弹性夹,用以紧压元件。

5、弹簧片架

用两端弹簧钢丝夹持光学元件。

6、双面像屏

作光学成像屏板之用。

7、激光光源支架

安置激光器用。

8、延伸架

将延伸架插入滑座之中,再将光学元件插入延伸架后用螺钉紧锁。

注：仅当两光学元件需很小间距时使用延伸架。

9、光源用开关电源

专供射灯或半导体激光器使用。电源输入220V交流电,输出12V直流电。

10、可调升降立柱

先将立柱对准导轨刻度盘芯柱中的金属转环螺孔,用专用螺钉连结。

11、刻度载物平台

将载物台插杆插入可调升降立柱之中锁紧。将光学元件按台面刻度放置在平台中央,并用折弯杆紧压固定。

调节

将各种光学元件（透镜、面镜等）组合成特定的光学系统，运用这些光学系统成像时，要想获得优良的像，必须保持光束的同心结构，即要求该光学系统符合或接近理想光学系统的条件，这样，物方空间的任一物点，经过该系统成像时，在像方空间必有唯一的共轭像点存在，而且符合各种理论计算公式。为此，在光具座上调节光学系统，必须满足以下几点：

1、光具座水平

调节光具座底角的水平调节螺钉（借助水平尺），使光具座水平。

2、共轴

调节光学系统中各光学元件的光轴，使之共轴。并让物体发出的成像光束满足近轴光线的要求。

3、等高

因为成像公式中的各段距离，都是指光学系统共轴上的距离，所以要从光具座轨道上的读数求出符合实际的距离，必须做到光学系统的光轴和光具座道轨的基线平行—简称等高。调节光学系统各元件的共轴等高，是光学实验中的一项基本要求，必须很好掌握，一般的调节可分粗调和细调两步进行。

（1）粗调：先把物、透镜、像屏等元件放置于光具座上，依次检查并调整物、透镜及屏:的中心，使各元件的中心大致在与导轨平行的同一条直线上，并使物平面、像屏平面和透镜面相互平行且垂直于光具座导轨。

（2）细调：依靠成像规律进行调节。例如在透镜焦距测定实验中（如图21），若物和观察光屏相距较远，则移动透镜时会有两个不同的位置Ⅰ和Ⅱ，于屏上分别呈现大、小两个实像。若物的中心处在透镜光轴上面且光轴与导轨基本平行，则移动透镜时，大小两次成像的中心必将重合。若物的中心偏离光轴或导轨与光轴不平行，则移动透镜时，两次成像时像的中心不再重合。这时可根据像中心的偏移判断，调节至共轴等高状态。（如图2），物体P的中心偏离在透镜光轴之下，则大小两像P′、P″的中心均偏离光轴，分别位于光轴上方的P′和P″处，小像中心P″离轴较近。

一般调节的方法是成小像时，调节光屏位置，使P″与屏中心重合；而在成大像时，则调节透镜的高低或左右，使P′位于光屏中心。依次反复调节，便可调好。

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