实验概述

透镜焦距是几何光学中最基本、最重要的参数之一。本实验装置集成自准直法、二次成像法（贝塞尔法）、平行光管法三种经典测量方法，帮助学生系统掌握薄透镜成像规律与焦距测量技术。装置采用高精度LED光源、光学导轨、目标板、平行光管及测微目镜等工程级组件，既可满足基础教学，也能用于工程光学参数检测。通过对比不同方法的原理与误差，学生能深入理解透镜成像公式、光路共轴调节及仪器测量误差分析，培养严谨的实验素养。

实验内容

• 自准直法测量凸透镜焦距  

• 二次成像法（贝塞尔法）测量凸透镜焦距

• 平行光管法测量凸透镜焦距

• 凹透镜焦距测量（扩展）

产品特点

• 三种方法对比，教学系统完整

  自准直法：直观定性，适合初步认知。  

  二次成像法：精度高，消除主面位置误差，是实验室常用方法。  

  平行光管法：接近工业检测标准，培养工程测试能力。

• 工程级核心组件

  平行光管：内置玻罗板，出射平行光束质量高。  

  测微目镜：可精确读取像高。  

  高亮度LED光源：色温稳定，配合毛玻璃均匀照明，避免热变形。  

  光学精密导轨：滑块移动平滑，重复定位精度高。

• 模块化设计，一机多用

  所有透镜、目标板、反射镜、测微目镜均采用通用镜座，可在同一导轨上自由组合。该装置还可用于搭建望远镜、显微镜，以及进行景深、基点测量等拓展实验。

• 符合教学大纲，数据易处理

  每个实验均配有数据记录表格，鼓励学生多次测量并计算平均值、标准偏差。通过三种方法结果的比对，分析系统误差（如视差、消色差、共轴调节）的来源。

• 操作安全，维护简单

  平行光管采用密封防尘设计，玻罗板置于保护镜筒内，避免划伤。
  

  
  

典型数据

• 自准直法测f=150mm透镜：5次测量平均值148.7mm，相对误差0.9%。  

• 二次成像法：L=800mm，d=330mm，计算得f=149.8mm，相对误差0.1%。

• 平行光管法：玻罗板线对y=10mm，像高y'=3.75mm，平行光管焦距400mm，计算得f_x=150.0mm。  

• 三种方法结果：自准直148.7mm、贝塞尔149.8mm、平行光管150.0mm，平均值149.5mm，与标称值150mm偏差＜0.5%。

多型号版本表格

数字化实验选配

本实验为基础光学实验，不强制要求数字化传感器。但用户可自行选配光强分布传感器及CCD相机和计算机，将测微目镜替换为电子目镜，在电脑屏幕上直接测量像高，进一步减小人眼视差，实现半数字化教学。