实验牛顿反射望远镜的设计

大学物理牛顿环实验

大学物理牛顿环实验一、实验目的1、观察牛顿环的干涉现象2、研究干涉现象与光波的波动性质3、学习使用分光仪、读数显微镜的方法二、实验原理牛顿环是一种典型的干涉现象，它是由一束光分成两束相干光，在空间叠加而成。

当一束光照射在玻璃表面时，会产生反射和透射两种现象。

反射光会在玻璃表面形成亮斑，而透射光则会继续传播。

当透射光再次照射到玻璃表面时，会再次产生反射和透射，形成一系列的反射和透射光。

这些反射和透射光会相互干涉，形成明暗相间的条纹，这就是牛顿环。

三、实验步骤1、调整分光仪，使一束光通过玻璃棱镜，分成两束相干光，并在空间叠加。

2、调整分光仪的望远镜，观察到清晰的牛顿环。

3、使用读数显微镜测量牛顿环的直径，并记录下来。

4、改变分光仪的棱镜角度，观察干涉条纹的变化，并记录下来。

5、分析实验数据，得出结论。

四、实验结果与分析1、实验结果在实验中，我们观察到了清晰的牛顿环干涉现象，并且使用读数显微镜测量了牛顿环的直径。

随着分光仪棱镜角度的变化，干涉条纹也会发生变化。

2、结果分析通过实验数据，我们可以得出以下（1）牛顿环是由两束相干光在空间叠加而形成的干涉现象。

（2）干涉条纹的明暗交替是由于两束光的相位差引起的。

（3）通过测量牛顿环的直径，我们可以计算出光波的波长。

（4）随着分光仪棱镜角度的变化，干涉条纹会发生变化，这是因为光的波长和入射角发生了变化。

五、结论通过本次实验，我们深入了解了干涉现象与光波的波动性质，学习了使用分光仪、读数显微镜的方法。

这对于我们今后在光学领域的研究具有重要意义。

大学物理牛顿环实验一、实验目的1、观察牛顿环的干涉现象2、研究干涉现象与光波的波动性质3、学习使用分光仪、读数显微镜的方法二、实验原理牛顿环是一种典型的干涉现象，它是由一束光分成两束相干光，在空间叠加而成。

当一束光照射在玻璃表面时，会产生反射和透射两种现象。

反射光会在玻璃表面形成亮斑，而透射光则会继续传播。

当透射光再次照射到玻璃表面时，会再次产生反射和透射，形成一系列的反射和透射光。

基于Zemax的牛顿望远镜的设计

基于Zemax的牛顿望远镜的设计基于Zemax的牛顿望远镜的设计 (1)1、简介 (1)2、优缺点 (3)2.1优点： (3)2.2不足： (3)3、Zemax设计 (4)3.1 设计要求 (4)3.2 设计过程 (4)4、参考与鸣谢 (8)5、附录：望远镜的性能简介 (9)5.1 物镜的光学特性： (9)5.2 物镜的结构样式： (10)5.3 系统的整体性能： (11)1、简介1670年，牛顿制备了第一个反射式望远镜。

他使用凹面镜（球面）将光线反射到一个焦点，如图1，2。

这种方法比当时望远镜的放大倍数高出数倍。

图1，2老牛本准备用非球面（抛物面），研磨工艺所限，迫使其采用球面反射镜做主镜：将直径2.5厘米的金属磨制成一个凹面反射镜，并在主镜的焦点前放了一个与主镜成45°的反射镜，使经主镜反射后的会聚光经反射镜后以90°反射出镜筒后到达目镜。

如图3，4。

球面镜虽然会产生一定的象差，但用反射镜代替折射镜却是一个巨大的成功。

所有的巨型望远镜大多属于反射望远镜，牛顿望远镜为反射望远镜的发展辅平了道路。

从牛顿制作出第一架反射望远镜到今天，300多年过去了，人们在其中加入了其他的设计，产生了许多的变形。

例如，在牛顿式望远镜中加入一组透镜，就产生了施密特-牛顿式，除此之外，还有许多的变形，但他们的基本结构都是牛顿式的。

图3，4在今天，世界上一些最为著名的望远镜都是采用牛顿式的结构。

例如，位于巴乐马山天文台的Hale天文望远镜，其主镜的尺寸为5米；W.M. 凯克天文台的Keck天文望远镜，其主镜由36块六角形的镜面拼接，组合成直径10米的主镜；还有哈勃太空望远镜，也是牛顿式望远镜。

牛顿反射望远镜采用抛物面镜作为主镜，光进入镜筒的底端，然后折回开口处的第二反射镜（平面的对角反射镜），再次改变方向进入目镜焦平面。

目镜为便于观察，被安置靠近望远镜镜筒顶部的侧方。

牛顿反射望远镜用平面镜替换昂贵笨重的透镜收集和聚焦光线，结构较简单。

望远镜的发明故事

望远镜的发明故事望远镜开阔了人们的视野，在科技、军事、经济建设及生活领域中有着广泛的应用，天文望远镜有“千里眼”美誉之称。

那么，望远镜是怎样发明出来的呢?让我们追溯历史，去寻觅天文望远镜在发展进程中留下的足迹。

早先的望远镜是玩具17世纪初，在荷兰的米德尔堡小城，眼镜匠利珀希几乎整日在忙碌着为顾客磨镜片。

在他开设的店铺里各种各样的透镜琳琅满目，以供客户配眼镜时选用。

当然，丢弃的废镜片也不少，被堆放在角落里的废镜片成了利珀希三个儿子的玩具。

一天，三个孩子在阳台上玩耍，小弟弟双手各拿一块镜片靠在栏杆旁前后比划着看前方的景物，突然发现远处教堂尖顶上的风向标变得又大又近，他欣喜若狂地叫了起来，两个小哥哥争先恐后地夺下弟弟手中的镜片观看房上的瓦片、门窗、飞鸟……它们都很清晰，仿佛是近在眼前。

利珀希对孩子们的叙述感到不可思议，他半信半疑地按照儿子说的那样试验，手持一块凹透镜放在眼前，把凸透镜放在前面，手持镜片轻缓平移距离，当他把两块镜片对准远处景物时，利珀希惊奇地发现远处的视物被放大了，似乎就在眼前触手可及。

这一有趣的现象被邻居们知道了，观看后也颇感惊异。

此消息一传开，米德尔堡的市民们纷纷来到店铺要求一饱眼福，不少人愿出一副眼镜的代价买下可观看物景变近的镜片，买回去后当作“成人玩具”独自享用，结果废镜片成了“宝贝”。

受此启示，具有市场经济头脑的利珀希意识到这是一桩有利可图的买卖，于是向荷兰国会提出发明专利申请。

1608年10月12日，国会审议了利珀希的申请专利后给予了回复，受理的官员指着样品对发明人提出改进要求：能够同时用两只眼睛进行观看；“玩具”是大类，申请专利的这个玩具应有具体的名称，利珀希很快照办了。

接着他又在一个套筒上装上镜片，并把两个套筒联结，满足了人们双眼观看的要求，又经过冥思苦想将这个玩具取名为“窥视镜”。

这一年的12月5日，经改进后的双筒“窥视镜”发明专利获得政府批准，国会发给他一笔奖金以示鼓励。

牛反望远镜技术参数

1. 口径这是选择天文望远镜时最重要的因素，望远镜的口径是指望远镜物镜的玻璃直径或者是主要的镜片大小，用毫米或者是英寸来表示。

口径越大对于光线的收集的能力就越强，成像就越好。

口径越大呈现出的画面细节也就越清晰，比如：在观测一个M13的球状星云的时候，用4英寸的口径的望远镜需要用150的电源，但是用8英寸的口径的望远镜也用同样的电源，但是星云图像比用4英寸的清晰16倍。

即使是微弱光线下的星星也能看得清楚。

考虑到使用者需要的是一个物美价廉并且便于携带的望远镜，尽可能选择大口径的望远镜。

大口径的望远镜拍下的照片，对比度更高，分辨率更好，并且更加清晰。

塞莱斯特望远镜有“5英寸口径”“8英寸口径”“14英寸口径”。

2.焦距焦距是指在光学系统中从透镜（或者主平面镜）到望远镜焦点的距离（用毫米来表示）。

总的来说，望远镜的焦距越长那么它的吸收光线的能里也就越大，图像成像也越大，视野范围也越小。

例如，一个望远镜的焦距是2000mm，放大倍率是焦距1000mm的两倍，视野范围是它的一半，大多数的望远镜的焦距都是指定的，如果你不知道这个焦距但是你知道焦比，你也可以通过一下公式计算出来：焦距=口径（mm）x焦比，例如：一个8英寸（203.2mm）口径的望远镜，焦比是f/10，则它的焦距就是203.2x10=2032mm。

3.分辨率这是望远镜呈现图像细节的能力，分辨率越高细节呈现就越好，口径越大，的望远镜，如果光学质量好那么分辨率就越高。

4.分辨能力这个涉及到“道斯限制”。

区分出两颗挨得很紧的双子星，理论上望远镜的分辨能力是由4.56除以望远镜的口径决定的。

例如：一个口径为8英寸的分辨能力就是0.6（4.56/8=0.6）直接影响望远镜的分辨能力的因素就是望远镜的口径，因此口径越大的望远镜，分辨能力越好。

然而分辨能力也取决于大气流的影响和人们观察物体的敏锐程度。

5. 对比度理想的图像最大对比度需要被观测的物体的对比度较低，比如：月球和行星。

[光学]DIY牛顿反射式望远镜

[光学]DIY牛顿反射式望远镜
极客迷2012-8-27 12:55| 发布者: maxuejian | 查看: 39167 |原作者: 马雪健
上图为反射式望远镜原理图
上图为折射式望远镜原理图
或许许多人亲手制作过折射式望远镜，即一个凸透镜和一个凹或凸透镜前后放置，便能拉近远处的物体。

但相比之下，反射式望远镜有它自己的优点。

从天文学应用上说，专业反射镜的造价和技术要求要比专业折射镜低得多，并且不存在色差，因此世界上绝大多数的大型望远镜都是折射式。

因此，对于我们来说，了解反射式望远镜的原理也是必要的。

接下来，简单介绍一下制作原理上的牛顿反射式望远镜的方法步骤。

以下步骤仅供参考，实际操作需要根据实际情况自行定夺。

材料(如下图)：凹面镜(物镜)、凸透镜(目镜)、平面镜(副镜)、硬纸板(镜筒)、黑色卡纸(遮光)、胶棒、胶带、剪刀、螺丝刀、螺丝、玻璃刀、尺子、纸笔等
简略步骤：
1.将家用梳妆镜撬开，得到平面镜
2.根据凹面镜规格，用玻璃刀(注意安全!)割出一定大小的平面镜作副镜(在专业望远镜中，这一步骤有着严格的数学依据，且副镜为标准的椭圆，但为了方便，在此便使用矩形副镜，副镜的长为宽的√2倍(即约1.414倍)，宽不超过凹面镜的半径即可)
3.根据凹面镜周长割出两个相应大小硬纸板作上下两节镜筒(分为上下两节是为了镜筒能够伸缩调焦)
4.制作目镜(这里采用了两个手持双筒望远镜物镜(凸透镜)重叠来做目镜，目的是使焦距缩短，而反射式望远镜的放大倍数遵循这样一个公式：放大倍数=物镜(凹面镜)焦距/目镜(凸透镜)焦距，因此缩短目镜焦距能够增加放大倍数)
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牛顿式反射望远镜原理

牛顿式反射望远镜原理
牛顿式反射望远镜是一种光学仪器，由英国科学家艾萨克·牛顿在1671年发明并制成原型。

牛顿式反射望远镜的原理是利用反射光学的原理，在望远镜外部加一面凸面镜（又称
称之为二次镜），将物体的光线反射到侧面的目镜上，形成放大的像。

反射光学与折射光
学相比，更加具有实际应用的意义。

因为反光镜的镜面相对比较容易制造成形，而且可以
避免透光物体光的折射和色散的缺点。

牛顿式反射望远镜的构造由镜筒、凸面镜、主镜、目镜等组成。

凸面镜是安装在镜筒
的侧面，主要用于把光线反射到目镜上。

主镜是镜筒的后面，主要用于把光线汇聚，形成
照射面积较小的光斑，这样可以提高望远镜的光学分辨率，使观察的物体更加清晰。

目镜
则是安装在光路的中央位置，可以调节成满意的观察位置，一般分为2.-24倍，4-50 倍两种倍数。

牛顿式反射望远镜的镜面都是搭配弧度比较小的曲面，因为弧度越小，偏差就越容易
控制。

同时，镜面也具有很好的光学性质，它能够把外界的光线反射到目镜上，并以一定
的倍数放大。

这样就达到了观察远方物体的目的。

除此之外，牛顿式反射望远镜还有一个重要的优点，就是可以避免由于光线通过透光
物体所产生的散射、色散等一系列光学缺点，使得它在天文学研究、星空观测等方面得到
广泛的应用。

总之，牛顿式反射望远镜利用凸面镜和主镜的反射光学原理，可以把外部的光线汇聚，在目镜上放大成像，非常适合用于天文学研究、星空观测等方面。

牛顿反射式天文望远镜原理

牛顿反射式天文望远镜原理
牛顿反射式天文望远镜是一种望远镜的设计，它采用了牛顿反射的原理。

这种望远镜具有一个中央凹面镜头和一个斜置的次级镜头，次级镜头将反射光线向侧面聚焦。

通过这样的设计，牛顿反射式望远镜可以在较短的长度内实现更长的焦距，从而达到更高的放大倍率。

其中，中央凹面镜头用来收集光线，将其反射到次级镜头上。

次级镜头将反射光线聚焦到侧面，最终通过眼镜筒让观察者观察。

由于该望远镜采用反射原理，因此不需要像折射式望远镜那样使用透镜，减少了像差和色差的问题，同时也不需要特别精确的加工制造，降低了成本，比较适合大规模生产。

牛顿反射式望远镜在天文学、天体物理学等领域得到了广泛应用。

当前，一些大型望远镜如美国哈勃望远镜、欧洲极大望远镜等均采用了牛顿反射式望远镜的原理。

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制作牛顿反射望远镜

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软件会自动生成所做的望远镜的
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镜筒长度副镜安放位置倾斜角度副镜的最佳长轴与短轴的数值以及遮挡率等并且会自动
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除此之外我们还大致了解了制作望远镜所需的常用材料在把材料的选择范围缩小之后
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牛顿式望远镜的原理和应用

牛顿式望远镜的原理和应用1. 牛顿式望远镜简介牛顿式望远镜是一种常见的望远镜设计，由英国科学家艾萨克·牛顿于17世纪提出，并于1668年首次制造成功。

相比于其他设计，牛顿式望远镜具有简单、紧凑和高质量成像的优势。

2. 牛顿式望远镜的结构牛顿式望远镜由以下几个主要部分组成：•主镜：主镜是望远镜的核心组件，通常为抛物面形状。

它负责收集和聚焦光线。

•次镜：次镜是放置在主镜上方的平面镜。

它起到反射和改变光线方向的作用。

•接收器：接收器是设在次镜背后的组件，用于接收聚焦后的光线并转化为图像。

•眼镜：眼镜位于接收器的一侧，用来观察和放大转化后的图像。

•支架和调节装置：支架和调节装置用于固定和调整望远镜各个部分的位置和角度。

3. 牛顿式望远镜的工作原理牛顿式望远镜利用反射原理工作。

光线从天体上射向主镜，被主镜聚焦后反射到次镜上。

次镜将光线反射到接收器上，接收器将光线转化为图像，然后通过眼镜观察和放大图像。

牛顿式望远镜的主要工作原理可以归纳为以下几个步骤：1.光线入射：天体的光线从主镜入射。

2.聚焦反射：主镜将光线聚焦到次镜上。

3.光线反射：次镜反射光线到接收器上。

4.图像形成：接收器将光线转化为图像。

5.观察放大：通过眼镜观察和放大图像。

4. 牛顿式望远镜的优势和应用牛顿式望远镜相比其他望远镜设计具有一些明显的优势，因此在科学研究、天文观测和业余爱好者中得到广泛应用。

4.1 优势•简单紧凑：牛顿式望远镜采用反射原理，使得望远镜的结构相对简单且紧凑，易于制造和维护。

•高质量成像：由于主镜为抛物面形状，可以有效消除像差，使图像质量较高，尤其针对大口径望远镜。

•方便观察和调整：眼镜的位置便于观察，支架和调节装置可以方便地调整望远镜各个部分的位置和角度。

4.2 应用•天文观测：牛顿式望远镜在天文学中应用广泛。

其高质量成像和紧凑结构使得其适用于天体观测和研究。

•科学研究：以牛顿式望远镜为基础的引力波探测器等设备在科学研究中得到广泛应用。

3.牛顿式反射望远镜与赤道仪的装配、调试与修理

将镜子装到赤道仪上
将镜筒安放在赤道仪上段槽内。移动抱箍位置，使其固定螺丝对准赤道仪“云台”上限位孔，拧紧螺丝。
调赤纬轴平衡：移动镜筒前后位置使其平衡。
调节平衡
先调节赤经轴平衡，再调节赤纬轴平衡。
调赤纬轴平衡：调节重锤位置使其平衡。
你已经可以开始使用这台望远镜了（如果它是好的话）。然而做这个教程的真正用意还没有开始。
目镜干涉环
视具体情况而定。
目镜接口
太阳滤镜
其余的接环是用来服务于目镜等的。因为口径的不同需要这些接环。
不同的望远镜厂家提供的接换种类都不一样，这个要
这套望远镜提供了品种丰富的接环
电动跟踪前的准备
你需要对准极轴，调好赤经时间，接上电动机电源。
对准极轴（附言）
如果你的赤道仪很高级，支持GOTO，那么就可以使用三星校准。如果你的赤道仪无比高级，带有GPS功能，么你就可以使用GPS确定极轴方向（赤道仪己会做这件事的～～）如过你的赤道仪并没有上述功能，你可以使用漂移法对极轴。（即通过观察目标星在跟踪时运动情况调整极轴，使目标星最终不动，比较麻烦）
调整光轴的最终目标
发烧的调光轴方法
如果你的望远镜高级得无敌，那么你就可以找一亮星，通过观察它的衍射环，将其调成同心圆（你需要放得很大，很可能需要CCD之类的设备）
接下来要知道一些关于目镜端的事
用来调焦的齿轮
牛顿反射式望远镜的调焦方式是目镜端调焦，靠伸缩目镜镜筒来完成。
对应的齿条。
目镜和目镜端的接环们
小记（二）
脱落的斜镜装配完成。光轴调整完成。清理了镜筒及镜面。

3.牛顿式反射望远镜与赤道仪的装配、调试与修理介绍

进阶技能：牛顿反射式望远镜的调
修理牛顿反射式望远镜小
一、架设赤道仪
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首先需要将三脚架架设起来。示范的赤道仪由三脚架、盛物盘、主体、重锤杆、重锤、电跟马达等组成。
现架好三脚架再装上赤道仪主体
赤道仪主体与三脚架一般是靠螺丝连接的
别忘了装上重锤杆
再装上重锤。别忘了把重锤杆底端螺丝装回去
斜镜光轴的调整
中间的大螺丝是固定螺丝，边上的三颗小一点的是调整螺丝。稍拧开固定螺丝（如上左图），然后调整调整螺丝的前后位置，进行调整（如下左图）。如果斜镜部分不在中心位置，还可以调整固定斜镜的三颗螺丝（如上右图）。
物镜光轴的调整
把固定螺丝拧松一点，然后调节三颗调整螺丝的进出，就可以使物镜角度改变。
接下来需要把“镜子”装到赤道仪上面去
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现代的便携式德式赤道仪上一般都会有云台接口而一些并不太高级的（也有可能是较古老的款式）的固定方式就不太一样了。云台板式请参见CG-4等赤道仪。下面将介绍这种直接固定抱箍的方法。
将镜子装到赤道仪上
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将镜筒安放在赤道仪上段槽内。移动抱箍位置，使其固定螺丝对准赤道仪“云台”上限位孔，拧紧螺丝。
调整光轴的最终目标
发烧的调光轴方法
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如果你的望远镜高级得无敌，那么你就可以找一亮星，通过观察它的衍射环，将其调成同心圆（你需要放得很大，很可能需要CCD之类的设备）
接下来要知道一些关于目镜端的事
用来调焦的齿轮
牛顿反射式望远镜的调焦方式是目镜端调焦，靠伸缩目镜镜筒来完成。
对应的齿条。
这套望远镜提供了品种丰富的接环
不同的望远镜厂家提供的接换种类都不一样，这个要视具体情况而定。

自制反射望远镜

这个设计用很普通的工具就可以完成，而且对主镜遮挡很少；只要加工精确，打孔时再适当留些余量，以后调整光轴也不成问题。
到此，镜筒的设计制作完成了。在使用之前，最好先取下主、副镜，在镜筒内壁均匀地喷一层黑色亚光漆（装饰材料商店有售，罐装，北京地区售价16圆左右），效果还可以。
二、镜架的制作
对于20厘米反射式望远镜，如果没有足够大的赤道仪，那么应该毫不犹豫地选择一种称为道布森结构的地平式支架。
? 箱子（上图中）
用木板制成，上部有两个“V”形槽，正好与耳朵配合，底部中心穿孔。
? 底板（上图右）
用木板制成，均布三个凸块（可以用塑料块做），中心有轴。
使用时，箱子放在底板上，被三个塑料块支撑，底板上的轴穿过箱子底部的中心孔，这样，箱子可以绕底板的轴灵活而稳定地做360度水平转动；将镜筒的耳朵放在箱子的“V”形槽上，镜筒可以在90度范围内垂直转动。这样，道布森支架就做好了。
我采用的就是这种方法，托板由一块120毫米×100毫米×2毫米的钢板制成（见下图），两侧折弯，各打四个安装孔，然后在镜筒上打上相应的孔，就可以用螺栓将托板固定在镜筒的内壁上。考虑到将来会接照相机，托板上会受较大的力，所以安装孔较多，所用材料也较厚。如果发现目镜调焦筒轴心有些歪，可以改变各螺栓所用垫片的厚度。（图中有一个长条形的“副镜托杆安装孔”，这是为下一步安装副镜作准备的。）
本文的重点是镜身的装配和光轴的调校。有一些零件的加工用到了车工和钳工，如果不具备此条件，因地制宜使用别的方法，同样也能达到目的。另外，大口径短焦比的望远镜对光轴的准确度是很敏感的，而望远镜做好后如果拉到野外去观测，很难保证调好的光轴一点不受影响，所以设计望远镜光路中的每一个部件时，在保证稳固的基础上都力求做到可方便调节。

空间解析几何在实际中应用的几个实例

空间解析几何在实际中应用的几个实例一、望远镜的设计二次曲面的一个重要应用是设计透镜，以用于望远镜、显微镜等光学仪器的制作.1609年夏天听说荷兰人发明了望远镜之后，伽利略立刻动手造了一台，并不断改进，使之达到了33倍的放大倍数.当他把望远镜对准天空的时候，他看到了天堂的面貌，并立即宣布，他证明了哥白尼体系的真理性.可惜，他的望远镜没有保留下来.可幸的是，牛顿也造了一台望远镜，并保留了下来，现保存在英国皇家协会的收藏室.牛顿不但是著名的数学家和物理学家，也是一位出色的实验家和能工巧匠，望远镜的镜片是他亲手打磨的.在牛顿制造望远镜不久，法国科学院接到一个报告，一位名叫卡塞格伦造了一台反射望远镜（图1）. 卡塞格伦的望远镜与牛顿的望远镜的不同之处仅在于中间的反射镜，牛顿用的是平面，卡塞哥闰用的是双曲面.牛顿的望远镜卡塞格伦的望远镜图1二、青光眼的诊断解析几何与线性代数在现代医学中也有广泛的应用.计算机成像技术在青光眼、白内障和其他眼病的诊断中起到了很好的作用.几何学是怎样应用到青光眼的诊断呢？医生通过眼球后部视网膜上的视觉神经末梢外观的变化，可以判断眼球内部压力是否过高.通过不断追踪这一区域形状上的变化做出诊断.这个过程是非常精细的，需要用到高阶矩阵.电子技术加上计算机科学和几何学会提高我们处理各种疾病的能力.三、机器人与几何学现在不少国家都在开展机器人的研究和制造.机器人的用处很多.用机器人可以使我们探索人类难以到达的危险地区，例如火山和深海等地.机器人如何设计？当然以人和动物为样本.例如机器手的设计在很大程度上是基于人类手的原理而设计的.因为关节是可以转动的，而手的关节不只一个，所以线性代数与解析几何在设计和操作中都是非常重要的.再如腿的设计，机器人的腿不必限于两条，可以是四条或六条，这样就便于机器人在山地工作.机器人可以像昆虫一样，三条腿抬起、移动，另外三条腿保持平衡.这就需要向量与解析几何的知识.同时线性代数的知识也是不可或缺的.如图2，机器人的手臂有4个关节，控制它的操作需要用四阶矩阵.线性代数在机器人的设计与操作中是不可或缺的.机器人的手臂图2。

ZEMAX-牛顿式望远镜设计

Tools-add fold mirror
10)坐标变换新增旳面包围了第二个面镜
Zemax每个面都有其自有旳局部坐标系统坐标变换是一种特殊旳哑表面，用来定义相对于目前旳坐标系统而言旳新坐标系统，它可有x、y、z轴旳移动，或x、y、z轴旳旋转。
11)设置挡板真实系统中，旋转面镜会部分遮挡入射光束
ZEMAX 牛顿式望远镜设计 1）设计要求：
EFFL：1000mm
F/# : F/5
2）孔径、单位、视场角及波长
3）键入透镜资料 4）评估系统性能显示爱里斑
RMS光斑： 77.6um Airy Disk: 3.359um
5)定义抛物面
没有满足衍射极限
球面镜面
抛物面镜
Conic: -1
6)抛物型反射罩
完善成像
使用衍射分析工具
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7）点扩散函数点扩散函数分析衍射极限系统，针对成像面能量扩散
因为衍射，影像并非完美像点，有能量旳分散
8）挡板
成像面定位在入射光束旳光路上，影像不轻易取得 ---放置与光轴夹角45度旳旋转面镜
9）增长转折面镜欲将旋转后旳影像位于光轴上方
150mm，旋转面镜距面镜850mm。
---使用一哑表面做遮蔽用在表面1旳[surf:type]开启属性对话框
12）挡板效果

牛顿望远镜成像原理

牛顿望远镜成像原理
牛顿望远镜是一种经典的望远镜设计，它由物镜（前透镜）、目镜（后透镜）和一面倾斜的反射镜构成。

光线从远处的物体进入望远镜时，首先经过物镜。

物镜是凸透镜，它会使入射的平行光线汇聚到它的焦点上，形成一个实际倒置的实像。

这个实像位于物镜的焦点处。

接下来，光线通过目镜。

目镜是凸透镜，它会使经过物镜的光线再次汇聚在目镜的焦点上。

同时，目镜会放大物镜的实像。

最后，汇聚在目镜焦点上的光线通过倾斜的反射镜。

这面反射镜位于目镜的焦点上，其倾斜角度使得反射的光线朝向观察者的眼睛，形成一个正立的虚像。

观察者就可以通过眼睛看到这个虚像。

牛顿望远镜利用物镜和目镜的组合来放大并形成图像。

物镜作为主要的成像元件，使得入射光线聚焦在焦点上，产生实像。

而目镜作为辅助成像元件，通过再次聚焦并放大实像，产生正立的虚像。

最终，观察者可以通过这个虚像来观察远处的物体。

牛顿反射式望远镜的结构

牛顿反射式望远镜的结构1. 牛顿反射式望远镜简介嘿，朋友们，今天咱们要聊聊一个非常酷的玩意儿——牛顿反射式望远镜！这东西可不是简单的望远镜哦，它的构造和原理让人耳目一新，简直是天文爱好者的“终极武器”。

它的创始人，艾萨克·牛顿，真的是一位大牛，凭借这台望远镜，他开启了观察宇宙的新篇章。

想象一下，站在星空下，通过这个神奇的仪器，仿佛能直接跟星星对话，听它们讲述千古传说，简直太美好了！2. 结构分析2.1 主镜说到牛顿反射式望远镜，首先得提的就是它的主镜。

它通常是一个大大的凹面镜，咱们用它来收集光线。

这个镜子可不是随便找块玻璃就能解决的，它得经过精确的打磨，才能把光线聚焦得恰到好处。

嘿，想象一下，像个巨型的勺子，专门用来“盛”星光。

牛顿选用这种设计，主要是因为凹面镜的光学效果比其他镜子更出色，像是用心良苦，真是深得我心。

2.2 副镜然后，咱们再聊聊副镜。

这个小家伙可是个重要的角色，负责把光线反射到目镜上。

它通常是个小巧的平面镜，哎，就像个小助手一样，默默为主镜服务。

没有它，咱们就无法看到清晰的星空画面，想想可真有点可怕。

不过，这小镜子的位置可是讲究的，得按照特定的角度来放，否则可就“差之毫厘，失之千里”了，真是细节决定成败啊！3. 目镜与结构体3.1 目镜接着咱们来谈谈目镜。

目镜的作用就是让我们能清晰地看到反射出来的图像。

其实它就像是个放大器，把远处的星星拉得近近的，简直让人感受到一种“星星触手可及”的奇妙感觉。

很多人以为目镜就是个普通的玻璃片，但实际上，好的目镜能够减少畸变，让星星的样子保持真实。

想要用牛顿望远镜看清那些遥远的星系，这个小玩意儿绝对是必不可少的。

3.2 结构体最后，咱们来看看整个结构体。

牛顿反射式望远镜的机身一般都是用金属或木头制作的，造型也各不相同，有的简洁大方，有的则炫酷得像是未来科技产物。

整体设计考虑到了便携性，方便天文爱好者们带着它去各大观星地。

不过，要想用好这台望远镜，还得掌握一些小技巧，比如调整好焦距、稳定好支架，这样才能真正“登高望远”，欣赏到星空的美丽。

牛顿反射望远镜原理

牛顿反射望远镜原理
牛顿反射望远镜是由英国物理学家艾萨克·牛顿于17世纪末发明的一种光学仪器。

其基本原理是通过反射光学的方式来聚集和焦距光线，使得观察者可以更清晰地观察远处的物体。

牛顿反射望远镜主要由两个关键部分组成：反射镜和眼睛（或摄像机）。

反射镜位于光路的起始点，其形状为凹面，并具有反射能力。

光线首先进入镜筒，然后被反射到凹面上。

由于凹面的反射作用，光线被聚集到焦点上。

在焦点附近，一个小平面镜被放置，它将光线反射到侧边，使得观察者可以通过其中的镜筒或者镜头来观察到物体。

使用牛顿反射望远镜可以带来多个优势。

首先，反射镜的制造比透镜要容易得多，因为反射镜通常是平坦的或者具有规则的曲率，而透镜则需要更精确的形状。

此外，反射镜可以避免透镜的色差问题，使观察到的图像更加清晰。

另外，反射望远镜的结构相对简单，易于制造和维修。

虽然牛顿反射望远镜在理论上可以达到较高的光学品质，但实际制造中也存在一些挑战。

例如，反射镜的曲率和形状必须非常精确，以确保光线能够准确地聚焦在焦点上。

此外，由于反射镜的镜面需要保持光滑和干净，因此镜筒通常会有防护盖或其他装置，以防止灰尘和颗粒物进入。

总之，牛顿反射望远镜通过反射光线的方式来实现物体的聚焦和放大。

其相对简单的设计和制造流程使其成为一种常用的望远镜类型，广泛应用于天文观测、地球科学和航天等领域。

实验牛顿反射望远镜的设计

实验牛顿反射望远镜的设计
一、实验目的
掌握牛顿反射望远镜的设计方法。

二、实验仪器
计算机、ZEMAX 软件
三、实验设计参数要求
C d,F,:gth Wavelen 4: m m 100: m m 800: 全视场入瞳直径焦距
四、实验操作步骤
1、输入系统参数并建立初始结构。

（1）在通用设置对话框输入视场2°、1.414°、1°、0°；
（2）在通用设置对话框中输入如同致敬100mm ；
（3）在通用设置对话框输入可见光波长。

（4）根据焦距计算曲率半径，旋转反射主镜的conic 系数，建立初始结构，并观察spt 图和RAY FAN 曲线。

2、添加反射镜副镜和遮拦孔径
（1）选一较为合适的距离（接近并小于800mm ），设像面和反射镜中心距离100mm ，先在镜头编辑窗口（LDE ）栏中插入一个新的虚拟面。

将厚度分为-700和-100.
（2）将第2个面（虚拟面）设置为反射镜：Tools→Fold Mirror →Add Fold Mirror
(3)我们将入射光束画出来就可以看到拦光效果，在第一面前插入新的虚拟面，设置厚度为800.并查看结构光路图。

通过快捷方式调整3D视图的观察角度。

从上图坐标可以估算出椭圆挡光区域大小，所以可以在第一个表面设置椭圆遮光孔径。

并观察遮拦前后的MTF曲线图，修改后的低于修改前的。

3、可以通过观察光足迹，进一步修正遮光面的面积，是MTF曲线提高一些。

（1）估算挡光面积并进行挡光孔径的设置
（2）观察修改孔径光阑后的SPT图和MTF图。

牛顿式反射望远镜实验报告

在第一个面的“conic”列输入-1，敲回车，现在选“system”,“update”菜单项刷新所有的窗口，在更新后的点列图上，可以看到有一小簇的光线在六角环带的中心，RMS点尺寸是0.
3、构造转折面：移动光标到像平面，按insert在主面与像平面之间插入一个虚构的面，新的面很快会被转换为折叠面。虚构面的作用只是简单地用来安放折叠面。在新的虚构面上输入一个-200.0的厚度值，保持镜面到像平面的总距离为-1000.0.。现在单击“tools”，“add fold mirror”，然后设置“fold surface”为2，单击OK。
**大学学生实验报告
Байду номын сангаас学院
年级、专业、班
姓名
学号
实验课程名称
工程光学综合实验
成绩
实验项目名称
牛顿式反射望远镜
指导老师
一、实验目的
熟悉zemax中非球面镜面的定义与输入方法；
熟悉zemax中三维图形显示；
熟悉zemax中牛顿式望远镜的设计。
二、实验内容
设计一个F/5的牛顿式望远镜，焦距为1000mm。
利用zemax构造一个转折面。
利用zemax软件观察该望远镜三维图形。
三、实验器材
pc机一台
zemax软件
zemax manual一册
四、实验步骤（实验一）
1、运行zemax；
2、输入数据：移动光标到第一面，即光阑面的曲率半径列，输入-2000.0。现在在同一个面上输入厚度值-1000.0。光线将往“后方”传递。现在在同一面的“glass”列输入“mirror”，选择“system”，“general”，然后在“通用数据对话框”中输入一个200的孔径值，点击ok。现在打开一个图层窗口，光线显示了第一面到像平面的轨迹，此时像平面在镜面的左边。可以得到标准的点列图。