多功能棱镜的制作方法
【专利摘要】多功能棱镜涉及大学物理实验、测绘工程实验，用一块多功能棱镜，替代分光计的三个光学附件——双平面镜、正三棱镜和直角棱镜，完成分光计配合三个光学附件的所有实验。多功能棱镜为六面体，其中两个表面为直角梯形，其一底角为60°，其它四个矩形表面做抛光处理，形成四个反射面。上下底反射面互相平行，可代替双平面镜；上下底反射面与腰反射面形成60°和90°的角，可代替正三棱镜和直角棱镜。上下底反射面与望远镜的物镜距离很近，降低粗调的要求；用多功能棱镜调节观察平面与读值平面平行后，棱镜不动，接着就调节直角腰反射面，更容易调平载物台。一块多功能棱镜与一块正三棱镜成本相当，成本低。
【专利说明】
多功能棱镜
技术领域
[0001]本实用新型涉及大学物理实验、大学测绘工程实验，关于分光计的调节与校准、载物台的调平、棱镜顶角的测定、棱镜的折射率和液体折射率的测定、光线的最小偏向角测定等实验。
技术背景
[0002]分光计是一种较为精密的光学测量仪器，调节和校准较难。使用分光计测量前，需要调节和校准分光计。调节和校准分光计需使观察平面、待测平面和读值平面三个平面平行且垂直仪器主轴，否则，测得的角度与实际角度有差异，即引入系统误差。
[0003]分光计的调节分粗调和细调。粗调首先调望远镜目镜中十字叉丝清晰，接着调望远镜对远处物体的像清晰且与望远镜中的十字叉丝无视差，然后通过目测，调载物台平面和望远镜光轴尽量水平。虽然称为粗调，如果粗调不够认真，达不到标准，使细调无法进行，就得重新进行粗调。
[0004]细调使观察平面、待测平面和读值平面平行且垂直仪器主轴。细调一:通过调节使观察平面和读值平面平行且垂直于仪器主轴。将双平面镜放在载物台上，使双面镜平面镜通过载物台下面的三个调节螺丝中的任意一个螺丝a，而且让该平面垂直平分另外两个螺丝b、c的连线，让望远镜正对着双平面镜，如果在望远镜中观察不到十字叉丝反射回的像，必须重新进行粗调；如果在望远镜中能够观察到十字叉丝反射回的像，采用逐次逼近法，反复多次调节望远镜倾斜螺丝和载物台调节螺丝b和C，使从双平面镜的两个面反射回的像都能与望远镜中的调节叉丝重合，则观察平面和读值平面平行且垂直于仪器主轴。
[0005]细调二:使载物台平面和读值平面平行且垂直仪器主轴。在观察平面和读值平面平行的基础上，将双平面镜从载物台上拿下，换上三棱镜，使其一反射面与载物台调节螺丝
a、b、c中任意两个螺丝的连线垂直，采用逐次逼近法，反复多次调节与该反射面垂直的两个调节螺丝，分别使三个反射面反射回来的十字叉丝的像都能和望远镜中调节叉丝重合，则载物台平面与和读值平面平行。细调三:将平行光管的狭缝适当调窄，移动狭缝，从望远镜中看到清晰狭缝像且与测量叉丝无视差;调节准直管倾角螺丝使狭缝像的中心位于测量叉丝的交点上，则准直管产生平行光，其光轴与望远镜光轴重合。至此，待测平面和读值平面平行且垂直仪器主轴。
[0006]粗调是重点，粗调不达标，看不到反射回来的叉丝像，无法进行下一步调节;细调二是难点，如果调节载物台平面程序不正确，会使调节进入死循环，浪费时间，也不得到理想的结果。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种光学元件一一多功能棱镜，用它替代分光计的三个光学附件一一双平面镜和正三棱镜、直角棱镜，完成这些光学附件配合分光计实现的所有功能，并且使分光计的调节更加简单容易。
[0008]本实用新型的技术方案是:多功能棱镜材料特征为光学玻璃或高透明亚克力；其几何特征在于:多功能棱镜为六面体，其中两个为直角梯形的表面互相平行，直角梯形表面的一个底角为60°，其余四个表面为矩形且与直角梯形表面垂直;其表面加工特征在于四个矩形表面做抛光处理，形成四个反射面，两个为直角梯形的表面不做抛光处理。由多功能棱镜的几何特征和加工特征知:四个抛光面中，上底反射面和下底反射面互相平行，其功能可代替双平面镜；下底反射面与斜腰反射面的夹角为60°，其功能可代替正三棱镜;直角腰反射面与上底反射面、下底反射面的夹角为90°，其功能可代替直角棱镜。
[0009]多功能棱镜容易调节的原因是其几何特征决定的。其中一个原因是调节时，下底反射面或上底反射面与望远镜的物镜距离很近，使从其表面反射回来的光线比双平面镜更容易入射到望远镜的物镜，形成清晰的十字叉丝反射像，因此使用多功能棱镜对粗调要求较低;其中另一个原因是调节观察平面与读值平面平行后，棱镜保持不动，使已经调好了的下底反射面和上底反射面的状态没有改变，接着调只改变了直角腰反射面的螺丝，而没有破坏已调好了的直角梯形上下底所在的反射面，因此容易调节；而采用双平面镜和三棱镜时，以调好了的观察平面与读值平面平行后，拿下双平面镜，换上三棱镜，调好了的双平面镜状态被三棱镜破坏，重新调节较难，也费时间。
[0010]一块多功能棱镜的成本与一块正三棱镜或一块双平面镜成本相当，成本低。
【附图说明】
[0011 ]图1是本实用新型多功能棱镜的主视图；
[0012]图2是本实用新型多功能棱镜的俯视图。
[0013]图中I下底反射面、2直角腰反射面、3上底反射面、4斜腰反射面。
【具体实施方式】
[0014]多功能棱镜的两个表面为直角梯形，其一底角为60°。除两个直角梯形表面外，下底反射面1、直角腰反射面2、上底反射面3、斜腰反射面4，这四个矩形表面做抛光处理。一块多功能棱镜可代替双面镜与正三棱镜、直角棱镜配合使用的所有功能，完成分光计调节、校准、载物台调平，以及测定棱镜角、棱镜折射率、液体折射率、光线的偏向角等实验。
[0015]使用时，将多功能棱镜置于分光计的载物台上，使直角梯形的外接圆的圆心大致对准载物台的中心;转动多功能棱镜，使直角腰反射面2平行于载物台的任意两个调节螺丝的连线，例如螺丝b、c，则直线be垂直于下底反射面I和上底反射面3。大致粗调载物台平面与望远镜光轴平行，使望远镜分别对准下底反射面I和上底反射面3，就能够观察到反射回来的十字叉丝的像。采用逐次逼近法，调节望远镜倾角螺丝以及载物台的螺丝b或C，在望远镜中观察，使靠近观察中心的像与调节叉丝重合，那么观察平面与读值平面平行。在此基础上，使望远镜对准直角腰反射面2，调节载物台的另外一个螺丝a，很容易地使其反射回来的十字叉丝像与调节叉丝重合。这样，载物台平面与观察平面、读值平面都平行了。至此，较容易地解决了分光计实验中的两个难题。
【主权项】
1.多功能棱镜，其特征在于:多功能棱镜为六面体，其中两个表面为直角梯形且互相平行，直角梯形表面的一个底角为60°，其余四个表面为矩形且都与直角梯形表面垂直。2.根据权利要求1所述的多功能棱镜，其特征在于:两直角梯形表面不做抛光处理，其它四个表面都做抛光处理。3.根据权利要求1所述的多功能棱镜，其特征在于:所用材料为光学玻璃或透明亚克力。
【文档编号】G02B5/04GK205608227SQ201620417899
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月7日
【发明人】陈霖
【申请人】陈霖