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
掌握測量方法，做好測量前的準備工作，測量給定的照相物鏡、望遠物鏡和顯微物鏡的象方焦距和截距、物方焦距和截距。
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
測量焦距用的焦距儀如圖1－2所示，它包括一個平行光管、一個透鏡夾持器、一個帶有目鏡的讀數顯微鏡和把它們連在一起的一根帶有長度刻尺的導軌組成
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？
2． 請劃出所測的物方：焦點、焦面、主點、主面；像方：焦點、焦面、主點、主面來。
