光学仪器专业基础知识
仪器光学知识点归纳总结
仪器光学知识点归纳总结仪器光学是光学的一个重要分支,是关于光学仪器设计、制造和应用的学科。
仪器光学的研究对象包括光学仪器的结构设计、光学元件的制造技术、光学仪器的性能测试和应用等方面。
仪器光学的发展对于现代科学、技术和工程领域具有重要意义,能够促进各行各业的发展。
一、仪器光学的基本原理1. 光的本质:光是一种电磁波,具有波粒二象性。
光的波动性和量子性共同决定了光的行为。
2. 光的传播:光的传播遵循直线传播原理,光在各种介质中的传播可以通过折射定律和反射定律来描述。
3. 光的干涉和衍射:光的干涉和衍射现象是光波特有的特性,可以用来研究光的波动性。
4. 光的偏振:光经过偏振器后可以使振动方向保持一致,根据振动方向的不同可以分为线偏振光和圆偏振光。
5. 光的色散:光在通过不同介质时会发生色散现象,使得光的频谱分布发生改变。
二、光学仪器的设计原则1. 折射率和焦距:在设计光学仪器时,需要根据光学材料的折射率和焦距来确定透镜的设计参数。
2. 成像质量:成像质量是衡量光学仪器性能的重要指标,包括分辨率、畸变、像散和像差等参数。
3. 光路设计:光学仪器的光路设计需要考虑透镜和反射镜的位置和角度,保证光从物体到成像面的传播路径。
4. 材料选择:光学材料的选择直接影响到光学仪器的性能和制造成本,需要根据具体的需求进行选择。
三、光学仪器的基本组成1. 透镜:透镜是光学仪器中最常见的光学元件,包括凸透镜、凹透镜和复合透镜等。
2. 反射镜:反射镜可以反射光线,包括平面镜、曲面镜和球面镜等。
3. 光栅:光栅是一种光学元件,可以分解光,用于光谱分析和光学仪器的性能测试。
4. 光源:光源是光学仪器的重要组成部分,包括白光源、激光源和单色光源等。
四、光学仪器的应用1. 光学仪器在生物医学领域的应用:光学显微镜、光学检测仪器和生物成像仪器等在医学诊断和生物研究中有着重要的应用。
2. 光学仪器在光学通信领域的应用:光纤通信、光学传感器和激光雷达等光学仪器在通信领域具有重要的应用。
常见的光学仪器知识点归纳
5.春天来了,小强同学在拍摄户外优美的风景时,恰好有一只苍蝇停在照相机的镜头上,洗出来的相片上会有苍蝇的像吗?
6.汽车经过学校门口时,被学校的摄像头抓拍到两张照片,我们将前后两张照片进行对比,发现像变大了,则在被拍照时,汽车正校门(选填“靠近”或“远离”)。
无论是成实像还是成虚像,像的大小变化总是与像距的变化一致
总结完这些规律后,你是不是觉得像有点“调皮”呢?它好象在跟踪物体一样,跟物体竭力保持着一定的距离。
3.光线经过透镜折射规律
1)在透镜的折射光路的两条光线中,若有一条光线与透镜的主轴有关(平行),则另一条光线一定与透镜的焦点有关,反之亦然。
2)物体射到透镜上所有的光,经透镜折射后,最终都会聚在像上。
3)通过光因:晶状体变厚或玻璃体变长
晶状体变厚会导致晶状体折光能力变强,物体成的像落在视网膜前方。
②解决近视眼患者看清物体的方法:
A.配戴凹透镜以减弱晶状体的折光能力,使像重新成在视网膜上。
B.让眼睛靠近被观察的物体,这样物体射到眼睛的光发散程度更大,增大了折射光线会聚成像的难度,从而使物体所成的像向后移动,重新落在视网膜上.
7.小强在用放大镜观看远处的小山时,他看到的应该是小山成(选填“正立”或“倒立”)(选填“放大”或“缩小”)的像,这个像是像(选填“实”或“虚”)。当他用放大镜近距离欣赏邮票时,他觉得放大镜对邮票的放大倍数不够,则他应该让放大镜离邮票稍稍一些(选填“远”或“近”)。
5.正确看待照相机与眼睛的“调焦”
照相机:调相距
眼睛:调焦距
二.常见题型及其解法归纳
光学仪器调节使用基础知识
光学仪器调节使用基础知识光学仪器是研究光学性质和现象的工具,包括望远镜、显微镜、光谱仪等。
调节和使用光学仪器需要掌握一些基础知识,下面将详细介绍。
一、光学仪器1.望远镜:用于观察远处的物体,由物镜和目镜组成。
2.显微镜:用于观察微小的物体,有光学显微镜和电子显微镜两种。
3.光谱仪:用于分析物质的光谱特性,包括分光计和光谱仪。
4.激光器:产生激光,有固体激光器、液体激光器和气体激光器等。
二、光学仪器调节1.调节物镜和目镜距离:望远镜和显微镜的调焦原理都是调节物镜和目镜之间的距离。
物镜与目镜距离过大,观察物体不清晰;距离过小,无法观察到物体。
2.调节物镜焦距:根据观察物体的距离来调节物镜焦距,使得物体清晰可见。
调节物镜焦距的方法有移动物镜或改变物镜的曲率等。
3.调节目镜焦距:目镜的主要作用是放大物体,调节目镜焦距可以改变放大倍数。
一般可以通过改变目镜的位置或者目镜的焦距来调节。
4.校正光轴:光学仪器使用过程中,光轴可能会偏离正常位置,需要进行校正。
校正光轴可以采用调节镜片的位置或者折射板的位置来实现。
三、光学仪器使用1.使用望远镜:使用望远镜观察远处的物体,首先要调节物镜和目镜的距离,使物体清晰可见。
然后可以通过调节物镜焦距和目镜焦距来获得所需的放大倍数。
2.使用显微镜:使用显微镜观察微小的物体,首先需要将物体放在载玻片上,然后调节物镜和目镜的距离,使物体清晰可见。
可以通过调节物镜焦距和目镜焦距来获得所需的放大倍数。
3.使用光谱仪:使用光谱仪分析物质的光谱特性,首先要选择合适的光源和选择适当的光谱仪模式。
然后将待测样品放入光谱仪中,通过调节入射角度和接受角度来获得所需的光谱结果。
4.使用激光器:使用激光器进行实验或应用时,要注意激光的安全性。
激光束不可直接照射眼睛或皮肤,同时需要佩戴适当的防护眼镜和防护服。
光学仪器的基本基本原理
1、近点、远点、明视距离
幼年 中年 老年
近点 7—8厘米 25厘米 1—2米
远点 无限远
几米
明视距离:25厘米
第四章光学仪器的基本基本原理
2、人眼的矫正
近视眼:远点不在∞,变近了 远视眼(老花眼):近点大于明视距离
矫正:戴一凹透镜将∞处的物 矫正:戴一凸透镜将明视距离上
成像于其能看到的远点。
的物成像于其能看到的近点上。
电子: 0.1A 1A (10 -2 10 -1 nm)
所以电子显微镜分辨本领很高,可观察物质 的结构。
1981年联邦德国宾尼格和瑞士罗雷尔 发明了遂道效应电子显微镜,并获1986年 诺贝尔物理奖。
第四章光学仪器的基本基本原理
例题
1、在迎面驶来的汽车上,两盏前灯相 120cm。 试问汽车离人多远的地方,眼睛恰能分辩这 两盏前灯?设夜间人眼瞳孔直径为 5.0mm , 入射光波长为 550nm,而且仅考虑人眼瞳孔的 衍射效应。
Q 1、物 Q距 F1很近,从而得到尽量大的实像 Q 。
2、目镜最后成的像 Q( 虚像)处于明视距离上。
因为f1′ 、f2′要求第很四章小光学, 仪器的故基s本′基≈本原x理′≈ ≈l(镜筒长)
二、显微镜的放大本领
s ≈ f1 、
y y
s s
≈
s f1
( -sf1)
s -
f1
y
≈- y
s f1
、f1要尽量小
(-U′′)= -
fy1′sf′2′、M
U U
25s f1 f2
s ≈x ≈ ≈l(镜筒长)
M
≈(- 25l)(f1 f2
xf1第四)章光(学仪2器f5的2基)本≈基本原物理 M目
光学仪器的基本原理
f2
f1'
Q P U O1
'
Q" U O U"
'
O2 U
F1` F2
使用望远镜: U '' U '
y y
f2
'
y'
Q
26
y 不用望远镜: U
f1'
f 2'
3、放大本领
'' ' U U 使用望远镜后,视角:
y y
远点变近:幼年—无限远;老年—数米
近点: 10cm; 远点:无穷远 定义: 明视距离: 25cm
4
(2) 人眼的缺陷及矫正——被动调节:外加辅助仪器改变焦距的过程。
① 近视眼:远点在有限远处的人眼。
特点:晶状体曲率半径比正常眼小,外形凸出;像方焦点在视网膜 前,焦距短。
矫正前
P 远点 O F‘ O
B、折射式望远镜:物镜为 透镜。 ② 按目镜种类分: A、开普勒望远镜:目镜为 会聚透镜; B、伽利略望远镜:目镜为 发散透镜。
23
三、开普勒望远镜 1、结构特点: 2、光路原理:
• 物镜、目镜均为会聚透镜; • 物镜 像方焦点与目镜物方焦点重合
无穷远处的物体PQ发出的平行光, 入射物镜,成实象PQ于象方焦平面 上;物镜的象方焦平面与目镜的物方焦平面重合,故最终由目镜 出射的光为平行光,成倒立象于无穷远处。
明视 距离 P’’ y
25 l 25 M ' ' ' ' f1 f 2 f1 f 2
Q
' l s1
F1
光学仪器的原理及其应用
光学仪器的原理及其应用光学是一门研究光的传播、反射、折射、散射、干涉、衍射等现象的科学,它的应用与生产生活息息相关。
光学仪器是光学应用的具体体现,如显微镜、望远镜、光谱仪、投影仪等,它们在科学、医学、军事、工业、教育等领域发挥着重要的作用。
一、光学仪器的原理1. 反射定律根据反射定律,一个入射角为α 的光束入射到平面镜上,反射角为β,那么反射角与入射角之间的关系为β=α,即入射角和反射角相等且在同一平面内。
利用反射定律,可以制造反射镜、反光镜、望远镜等光学仪器。
2. 折射定律根据折射定律,光束从一介质经过交界面进入另一介质时,入射角与折射角之间的关系为n1sinα=n2sinβ,其中 n1、n2 分别表示两种介质的折射率,α、β 分别表示入射角和折射角。
利用折射定律,可以制造透镜、眼镜、光纤等光学仪器。
3. 干涉现象干涉是指两束光经过不同的路径汇聚到一点时,它们之间会产生干涉,形成一系列明暗相间的干涉条纹。
干涉现象有菲涅尔双缝实验、英国杨氏双缝干涉实验、迈克尔逊干涉仪等。
利用干涉现象,可以制造干涉仪、等厚线仪、光栅分光计等光学仪器。
4. 衍射现象衍射是指光波通过有限孔径阻碍传播后,在衍射屏上产生的干涉现象。
其中,夫琅禾费衍射成为了光学研究所无法回避的问题。
利用衍射现象,可以制造波阵面计、衍射光栅、像衍射光学等光学仪器。
二、光学仪器的应用1. 医学显微镜是医学领域常用的光学仪器,它可以放大生物细胞、组织、器官等组织结构,便于研究和诊断疾病。
另外,近年来,人们还发明了光学相干断层扫描成像技术(OCT),其原理利用光的干涉和衍射现象对组织进行非侵入式的高分辨率成像,被广泛应用于眼科、皮肤病学、牙科等领域。
2. 工业光学仪器被广泛应用于照明、摄影、激光加工、半导体制造等工业领域。
例如,激光干涉仪可以用于检测工件的表面粗糙度和平整度,直接同步控制加工中心的加工量调整,从而实现自动化加工。
3. 教育光学仪器在教育领域也有很重要的应用。
常见的光学仪器知识点归纳
常见的光学仪器知识点归纳光学仪器是利用光学原理和技术制造的用于观测、测量和分析光学现象和光学性质的工具。
常见的光学仪器有显微镜、望远镜、光谱仪、激光器等。
以下是常见的光学仪器知识点的归纳:1.显微镜:-组成结构:显微镜主要由物镜、目镜、光源和调焦系统等组成。
-工作原理:通过物镜放大物体的细节,再通过目镜观察放大后的像。
光源提供照明。
-数字显微镜:具备数字图像处理系统,可以将观察到的图像数字化和存储。
-应用领域:生物学、医学、材料科学等。
2.望远镜:-类型:天文望远镜、光学显微镜、光学望远镜等。
-分类:可分为折射望远镜和反射望远镜两种。
-折射望远镜:利用透镜集中光线,放大远处的物体,适合观察地面、天体等。
-反射望远镜:通过凹面镜将光线聚焦,适合观测天体等。
3.光谱仪:-基本原理:将光分解成一系列不同波长的分光线,再通过检测器接收光信号,用于分析物质组成和性质。
-分类:可分为离散光谱仪、连续光谱仪等。
-离散光谱仪:采用棱镜或光栅将光分散成不同波长的成分。
-连续光谱仪:利用干涉或衍射原理将光分解成连续的波长范围。
4.激光器:-基本原理:通过光放大器将光增强至激光状态,再通过光学谐振腔产生锐利的单色、单向和相干的激光。
-分类:可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器等。
-气体激光器:利用气体的激发态转变为基态释放能量产生激光。
-固体激光器:利用固体材料中的激发态原子(离子)释放能量产生激光。
5.干涉仪:-类型:干涉仪主要有薄膜干涉仪、迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪等。
-原理:利用光的干涉现象测量光的相位差或物体形状等。
-应用领域:干涉仪广泛应用于光学表面检测、薄膜厚度测量、干涉测量等领域。
以上只是对光学仪器知识的简单归纳,实际上,光学仪器领域还涉及到很多专业的知识,如光学设计、光学制造、光学检测等。
光学仪器的发展和创新在科学、医学和工业领域发挥重要作用,为人们提供了更好的观察、测量和分析手段。
光学仪器维修培训ppt课件
05 光学仪器维修培训总结
培训收获与体会
专业知识掌握
实践操作能力提升
通过培训,我深入了解了光学仪器的基本 原理、常见故障及维修方法,掌握了专业 维修工具的使用技巧。
培训中,我参与了多个实际案例的维修操 作,提高了自己的实践操作能力和问题解 决能力。
团队合作意识增强
对行业的认识加深
在培训过程中,我与来自不同背景的学员 共同合作,互相学习,增强了团队合作意 识。
了解光学成像的基本原理,包括实像 与虚像、放大与缩小等,有助于理解 各种光学仪器的成像特点和性能。
光的折射与反射
折射和反射是光学仪器中光传播的基 本方式,掌握其规律有助于解决仪器 调试和使用中的问题。
光学仪器的分类与用途
01
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显微镜
显微镜是用于观察微小物 体的光学仪器,根据用途 可分为生物显微镜、金相 显微镜等。
案例分析
对每个案例进行深入分析,包括故障现象、原因分析、维修过程和 结果等。
经验总结
总结每个案例的维修经验,提炼出常见的维修技巧和注意事项,以 便学员在实际操作中参考。
04 光学仪器维修安全注意事项
维修现场安全规定
维修人员需佩戴安全帽、手套 等防护用品,确保个人安全。
维修现场应保持整洁,避免杂 物堆积,以免影响维修操作和 人员安全。
安全操作规程
维修人员在进行维修操作前,应先了 解仪器的结构和原理,遵循正确的操 作步骤和顺序。
维修完成后,应进行测试和校准,确 保仪器性能正常,符合安全标准。同 时,应整理和保存维修记录,以便后 续管理和追溯。
在进行高风险操作时,如更换精密元 件或调整光学系统,应采取特别的安 全措施,如使用专用工具、固定仪器 等。
《第六章常见的光学仪器》知识点归纳
《第六章常见的光学仪器》知识点归纳第六章主要介绍了常见的光学仪器,涵盖了显微镜、望远镜、光谱仪、干涉仪、分光计等。
以下是该章节的知识点归纳:
1.显微镜:
-显微镜通过放大物体的图像来观察微观结构。
-光学显微镜使用透镜来放大物体的图像。
-透射电子显微镜和扫描电子显微镜使用电子束来放大物体的图像。
-相差显微镜和荧光显微镜是常见的光学显微镜。
2.望远镜:
-望远镜用于观察远处的天体。
-折射望远镜使用透镜将入射光线折射来放大图像。
-反射望远镜使用反射镜将入射光线反射来放大图像。
-天文望远镜和光学望远镜是常见的望远镜类型。
3.光谱仪:
-光谱仪用于分析物质的光谱特征。
-分光仪通过将入射光分散成不同波长的光束来进行光谱分析。
-分光光度计通过测量不同波长光的吸收或发射来定量分析物质。
-红外光谱仪和紫外-可见光谱仪是常见的光谱仪。
4.干涉仪:
-干涉仪用于测量光的干涉现象。
-杨氏双缝干涉实验是干涉仪的基本原理。
-干涉仪可以用来测量波长、折射率、薄膜厚度等。
-迈克尔逊干涉仪和迪克逊干涉仪是常见的干涉仪。
5.分光计:
-分光计用于测量和分析光线的色散性质。
-分光计通过将入射光线经过光栅或棱镜分散来进行测量。
-分光计可以用来测量物质的光谱特性、波长、频率等。
-分光光度计和偏振分光计是常见的分光计。
以上是第六章常见的光学仪器的知识点归纳。
通过学习这些仪器,我们可以更好地了解光学原理,应用于不同领域的科学研究和实验中。
光学仪器的结构与成像原理
光学仪器的结构与成像原理一、光学仪器的基本结构1.透镜:透镜是光学仪器中最基本的元件,分为凸透镜和凹透镜,其作用是对光线进行聚焦或发散。
2.镜筒:镜筒是连接物镜和目镜的部分,起到支持和固定的作用。
3.物镜:物镜位于光学仪器的近端,负责收集来自被观察物体的光线,并形成实像。
4.目镜:目镜位于光学仪器的远端,用于观察物镜形成的实像,并将其放大。
5.支架:支架是用于支撑整个光学仪器的结构,保证仪器的稳定。
6.调节装置:调节装置包括焦距调节、放大倍数调节等,用于调整光学仪器的成像效果。
二、成像原理1.光的传播:光在真空中的传播速度为常数,约为3×10^8m/s。
在介质中传播时,光的速度会发生变化。
2.透镜成像:凸透镜会将平行光线聚焦于一点,形成实像;凹透镜则会将平行光线发散,形成虚像。
3.物镜成像:物镜收集来自被观察物体的光线,形成实像。
实像的大小、位置和方向取决于物体的位置、物镜的焦距等因素。
4.目镜成像:目镜对物镜形成的实像进行放大,形成虚像。
虚像的大小、位置和方向取决于目镜的焦距等因素。
5.成像公式:光学仪器成像的计算公式,如薄透镜公式、厚透镜公式等,用于计算物镜和目镜的焦距、物距、像距等参数。
6.放大倍数:光学仪器的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数的乘积。
放大倍数越大,观察到的物体越放大,但视场越小。
7.像的性质:光学仪器成像时,像的性质包括大小、形状、位置、方向等,这些性质可以通过成像公式进行计算。
三、常见光学仪器及其应用1.显微镜:显微镜是一种用于观察微小物体的光学仪器,广泛应用于生物学、医学等领域。
2.望远镜:望远镜是一种用于观察远处物体的光学仪器,广泛应用于天文观测、军事、航海等领域。
3.照相机:照相机是一种用于捕捉光学图像的仪器,广泛应用于摄影、电影、广告等领域。
4.投影仪:投影仪是一种将图像投射到屏幕上的光学仪器,广泛应用于教育、商务等领域。
5.眼镜:眼镜是一种用于矫正视力的光学仪器,根据个人视力需求,使用不同度数的透镜进行矫正。
光学基础篇
• 既有侵袭性治疗的快速和显著效果又有非侵袭性 治疗副作用少,恢复时间短的优势。
点阵激光的波长特点
• 1320-1550nm – 水吸收为主/热损伤&热变性 – 穿透深/热刺激较强 – 主要作用真皮深层 • 10600nm – 色素、水吸收/气化&热变性 – 穿透较深/热刺激强 – 可作用于表皮与真皮 • 2790-2940nm – 水吸收强/气化 – 穿透浅/热刺激轻 – 主要作用于表皮
光技术参数
3、脉宽(T) 物理定义:脉冲波峰值(P)降低至一半(P/2)时所对 应的两个时刻差称为脉冲宽度(脉宽)。
T
T
临床意义:脉宽的临床意义在于光的热损伤和热传导,照射时 间越长,靶细胞接受的热量强度和范围越广(热传导) 损伤组织影响因素:光强度、脉宽 选择脉宽主要取决于肤色:黑色素越多,对光的吸收越强,波
吸收/临床
黑色素:显微爆破 血管内皮:凝固性坏死/变性 毛囊组织:凝固性坏死/变性 胶原组织与纤维母细胞:皮肤年轻化 常用的“光源”:激光、IPL、RF
脉宽/临床
皮肤组织各级水平热致作用表
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 热致水平 热致温度 持续时间 临床表现 ────────────────────────────────── 热 敷 38~40℃ 长时间 温热感觉 热致红斑 43~44℃ 长时间 微血管充血扩张见红斑反应 热致水疱 47~48℃ 数秒 炎性渗出物潴留皮内,表真皮分离 热致凝固 55~60℃ 约10秒 受照处皮肤组织凝固坏死 热致沸腾 100℃以上 数秒 皮肤组织中的组织液沸腾 热致炭化 300~400℃ 瞬间 可见呈棕黑色干性坏死组织, 伴有水蒸气白烟 热致燃烧 530℃以上 瞬间 可见火光,伴有水蒸气白烟 热致汽化 5730℃ 瞬间 皮肤由固体立即变成气体, 并以极 高的速度射出, 留下一个凹陷, ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
光学仪器讲义
单元主题:光学仪器【第4-4节】❖常见光学仪器1.常见光学仪器:放大镜、眼睛、电影放映机、照相机、望远镜、复式显微镜、传统投影机。
❖光学仪器原理1.复式显微镜成像原理:(1)主要构造:①物镜:焦距较短⇨第一次成像:。
②目镜:焦距较长⇨第二次成像:。
③反光镜:双面(面镜及面镜),调整入射光量。
⇨物体经二次折射后,二次放大过程:产生上下、左右放大虚像。
(2)成像作图:2.放大镜原理:(1)放大镜为透镜,物体位置需置于。
(2)成像位置在,必为。
(3)放大镜越接近物体,像的大小。
(但仍比原物体)991003.照相机的构造:(1)镜头:主要为一 透镜。
(2)光圈:调整射入光线的 。
(3)快门:控制 的时间。
(4)镜头调整:前后移动,以调整 的距离。
(5)底片:成像的位置(屏),显影物质为 。
4.照相机原理:(1)主透镜为 透镜,被摄物需置于 。
(2)成像位置在 (底片),像距为 。
(3)成像为 。
(4)若拍摄较远的物体,像距 ,镜头要 底片5.眼睛的构造:(1)水晶体(晶状体):为光线进入的透镜,为 透镜。
(2)瞳孔:调整射入光线的 。
(3)视网膜: 的位置。
(4) :眼球周围肌肉,可调整水晶体的 ⇨ 看近处,水晶体较圆、焦距越小(5)眼帘:控制光线的进入。
視網膜 睫狀肌 瞳孔水晶體睫狀肌 ❶ 單眼相機 ❷ 傻瓜相機光圈 鏡頭 反射鏡 快門底片 光圈 鏡頭 快門底片101 6.照相机与眼睛的比较:7.正常眼睛原理:(1)主透镜为 透镜,被摄物需置于 。
(2)成像位置在 (底片),像距为 。
(3)成像为 ,大脑再解释为正立。
(4)水晶体在观看近处物体时,形状 、焦距 ⇨ 睫状肌调整焦距8.近视眼的成因与矫治:(1)成因:眼球前后径距离太 或者水晶体的焦距过 。
(2)影响:远处物体成像太 ,名为近视眼(远处看不清楚)。
(3)矫治:需配戴 镜,以使光线先发散、成像延后。
① 远处物体 ⇨ 平行状光线② 成像太近 ⇨ 近视眼凸透镜 成像位置 光量控制 曝光时间 相异点 照相机 镜头 底片 光圈 快门 只能改变像距 眼睛 水晶体 视网膜 瞳孔 眼帘 只能改变焦距⇨ 形狀 ;焦距 。
典型光学仪器的基本原理
光学仪器在国民生产和生活中各个领域广泛应用,绝大多数光学仪器可归纳为望远镜系统、显微镜系统和照明系统三类。
人眼构造:人眼本身就相当于一个摄影系统,外表大体呈球形,直径约为25mm,由角膜、瞳孔、房水、睫状体、晶状体和玻璃体等组成的屈光系统相当于成像系统的镜头,起聚焦成像作用。
眼睛内的视网膜和大脑的使神经中枢等相当于成像系统的感光底片和控制系统,能够接收外界信号并成像。
视度调节:眼睛通过睫状肌的伸缩本能地改变水晶体光焦度的大小以实现对任意距离的物体自动调焦的过程称作眼睛的视度调节。
视觉调节:人眼除了随着物体距离的改变而调节晶状体曲率外,还可以在不同的明暗条件下工作,人眼能感受非常大范围的光亮度变化,即眼睛对不同的亮度条件下具有适应的调节能力,这种能力称为眼睛的视觉调节。
放大镜定义:放大镜(英文名称:magnifier):用来观察物体细节的简单目视光学器件,是焦距比眼的明视距离小得多的会聚透镜。
物体在人眼视网膜上所成像的大小正比于物对眼所张的角(视角)。
视角愈大,像也愈大,愈能分辨物的细节。
移近物体可增大视角,但受到眼睛调焦能力的限制。
使用放大镜,令其紧靠眼睛,并把物放在它的焦点以内,成一正立虚像。
放大镜的作用是放大视角。
显微镜:显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器,是人类进入原子时代的标志。
主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。
显微镜分光学显微镜和电子显微镜:光学显微镜是在1590年由荷兰的詹森父子所首创。
现在的光学显微镜可把物体放大1600倍,分辨的最小极限达0.1微米,国内显微镜机械筒长度一般是160mm。
光学显微镜由目镜,物镜,粗准焦螺旋,细准焦螺旋,压片夹,通光孔,遮光器,转换器,反光镜,载物台,镜臂,镜筒,镜座,聚光器,光阑组成。
显微镜以显微原理进行分类可分为光学显微镜与电子显微镜。
10、光学显微镜:通常皆由光学部分、照明部分和机械部分组成。
无疑光学部分是最为关键的,它由目镜和物镜组成。
光学仪器的基本原理
光学仪器的基本原理光学仪器是利用光的特性,用于观测、测量或改变光的干涉、衍射、偏振等现象的装置。
它们被广泛应用于各个领域,包括物理学、天文学、生物学、化学等。
1.透镜的光学原理透镜是光学仪器中最基本的元件之一、透镜能够使光线发生折射,根据透镜的形状和焦距的不同,可以使光线汇聚或发散。
根据透镜的光学原理,我们可以利用透镜来实现放大、准直、聚焦等功能。
2.干涉仪的干涉原理干涉是指两束或多束光线相遇时相互干涉产生的干涉条纹现象。
常见的干涉仪有迈克尔逊干涉仪和杨氏干涉仪。
利用干涉原理,我们可以测量光的波长、折射率、薄膜的厚度等。
3.衍射仪的衍射原理衍射是光线通过一个孔或者绕过物体边缘时发生的弯曲现象。
常见的衍射仪有单缝衍射、双缝衍射、光栅衍射等。
衍射原理常用于测量光的波长、观察微小物体等。
4.偏振仪的偏振原理偏振是指光的振动方向被限制在特定方向上的现象。
偏振仪可以将不偏振的光转换为偏振光。
根据偏振原理,我们可以测量光的偏振方向、分析物质的性质等。
5.光谱仪的光谱原理光谱是指光线在经过其中一种介质后按照波长进行分散的现象。
光谱仪可以将不同波长的光线分离开来,常见的光谱仪有光栅光谱仪、光电倍增管光谱仪等。
利用光谱原理,我们可以确定光的波长、分析物质的组成等。
除了以上基本原理外,光学仪器还可以利用偏振、散射、吸收等现象来实现不同的功能。
例如,偏振显微镜可以观察材料的晶体结构;拉曼光谱仪可以通过光散射现象分析物质的化学成分。
总之,光学仪器利用光的特性和现象来实现观测、测量和实验的目的。
不同类型的光学仪器基于不同的原理,能够满足不同领域的需求。
通过深入理解光学仪器的基本原理,我们可以更好地设计、操作和应用光学仪器。
光学仪器的原理与测量方法
光学仪器的原理与测量方法光学仪器是利用光学原理和技术来进行测量、观测和探测的设备,广泛应用于科研、制造、医疗及通信等领域。
本文将从原理和测量方法两个方面介绍光学仪器的相关知识。
一、光学仪器的原理1. 光的传播方式:光在真空中传播速度为光速,经过不同介质会发生折射、反射、散射等现象。
光学仪器利用光的传播方式来实现测量和观测的目的。
2. 光的干涉与衍射:干涉是指两束光波的叠加产生明暗条纹的现象,衍射是指光通过孔径或物体边缘时发生的弯曲或偏折现象。
干涉与衍射现象的利用使得光学仪器可以测量光的波长、距离等参数。
3. 光的吸收与发射:光与物质相互作用时,会发生吸收与发射。
利用光的吸收与发射特性,光学仪器可以实现物质成分的分析和检测。
4. 光的偏振:光的偏振是指光波中电场振动方向的特点。
光学仪器利用光的偏振性质,可以实现对偏振光的测量和调整。
5. 光的相干性:光的相干性是指光波间相位关系的统计特性。
利用光的相干性,光学仪器可以提高图像的清晰度和分辨率。
二、光学仪器的测量方法1. 光强测量:光强测量是指对光波的强度进行定量测量。
常见的光强测量方法有光电池测量、光功率计测量等。
光电池测量利用光电效应将光信号转化为电信号,通过测量电流或电压来间接计量光强。
光功率计测量则基于光辐射效应,通过测量光在单位时间内通过的能量来获得光强。
2. 光谱测量:光谱测量是对光的频率或波长进行测量的方法。
光谱仪是光学仪器中常用的光谱测量装置,可以将光信号分解为不同频率或波长的成分,从而获得光谱图像。
光谱测量广泛应用于物质成分的分析、光源标定等领域。
3. 光相位测量:光相位测量是指对光波的相位进行测量的方法。
通过光的干涉现象,可以实现光波的相位测量。
常见的光相位测量方法有干涉仪测量、迈克尔逊干涉仪测量等。
光相位测量在光学工程中具有重要的应用,如光学薄膜厚度测量、光学表面形貌测量等。
4. 光学显微镜:光学显微镜是一种通过光学放大来观察微小物体的仪器。
仪器光学知识点总结归纳
仪器光学知识点总结归纳1. 光的基本特性光具有波粒二象性,其波动性表现为折射、衍射、干涉等现象;而其粒子性体现为光子的能量和动量。
光的传播速度在真空中为光速c,其在介质中的传播速度与介质的折射率有关。
2. 光的吸收、反射和透射当光线照射到物体表面时,存在吸收、反射和透射三种现象。
吸收是光的能量被物体吸收而转化为其他形式的能量;反射是当光束照射到物体表面时,部分光线被原路反射出去;透射是光线穿过物体表面并在物体内部传播。
3. 透镜透镜是光学系统中最常用的元件之一,根据其形状可分为凸透镜和凹透镜。
透镜的主要作用是折射并聚焦光线,可以用来成像、放大或缩小物体。
4. 光的成像在光学系统中,成像是通过透镜或反射镜将物体的信息转化为像的过程。
成像的质量受到成像条件、透镜或反射镜的质量以及环境条件的影响。
5. 光的干涉和衍射干涉是指两束或多束光线相遇时产生的光的加强或削弱现象;衍射是指光线通过孔隙或者物体边缘时产生的弯曲和散射现象。
干涉和衍射是光波的特有现象,也是一些光学仪器的工作原理。
6. 光的偏振光的偏振是指光线中的振动方向被约束在一个平面内的现象。
光的偏振可以通过偏振片或者其他方法进行调节和控制。
7. 光的色散色散是指材料对不同波长的光的折射率不同,从而导致光的不同波长在材料中传播速度不同的现象。
色散性质是很多光学仪器设计中需要考虑的一点。
8. 光学仪器的设计和优化在光学仪器的设计和优化过程中,需要考虑成像质量、分辨率、透镜和反射镜的质量等因素。
同时还需要考虑光路的布局、材料的选择、光学元件的表面质量等方面的因素。
以上是一些仪器光学的基本知识点总结和归纳,这些知识点在光学仪器的设计、制造和应用过程中起到重要的作用。
希望这些知识点对读者有所帮助,能够更好地理解和应用光学仪器中的一些基本原理和技术。
光学仪器调节、使用基础知识
光学仪器调节、使用基础知识光学元件和仪器的维护透镜、棱镜等光学元件大多数是用光学玻璃制成的,它们的光学表面都经过仔细的研磨和抛光,有些还镀有一层或多层薄膜。
对这些元件或其材料的光学性能(例如折射率、反射率、透射率等)都有一定的要求,而它们的机械性能和化学性能可能很差,若使用和维护不当,则会降低光学性能甚至损坏报废。
造成损坏的常见原因有摔坏、磨损、污损、发霉、腐蚀等。
为了安全使用光学元件和仪器,必须遵守以下规则:(1)必须在了解仪器的操作和使用方法后再使用。
(2)轻拿轻放,勿使仪器或光学元件受到冲击或震动,特别要防止摔落。
不使用的光学元件应随时装入专用盒内并放在桌面的里侧。
(3)切忌用手触摸元件的光学表面。
如必须用手拿光学元件时,只能接触其磨砂面,如透镜的边缘、棱镜的上下底面等。
(4)光学表面上如有灰尘,可用实验室专备的干燥脱脂棉轻轻拭去或用橡皮球吹掉。
(5)光学表面上若有轻微的污痕或指印,可用清洁的镜头纸轻轻拂去,但不要加压擦拭,更不准用手帕、普通纸片、衣角袖口等擦拭。
若表面有严重的污痕或指印,应由实验室人员用丙酮或酒精清洗。
所有镀膜均不能触碰或擦拭。
(6)不要对着光学元件说话、打喷嚏等,以防止唾液或其他溶液溅落在光学表面上。
(7)调整光学仪器时,要耐心细致,一边观察一边调整,动作要轻、慢,严禁盲目及粗鲁操作。
(8)仪器用毕应放回箱(盒)内或加罩,防止灰尘玷污。
消视差光学实验中经常要测量像的位置和大小。
经验告诉我们,要测准物体的大小,必须将量度标尺与被测物体紧贴在一起。
如果标尺远离被测物体,读数将随眼睛的位置不同而有所改变,难以测准,如图所示。
可是在光学实验中被测物往往是一个看得见摸不着的像,怎样才能确定标尺和待测像是紧贴在一起的呢?利用“视差”现象可以帮助我们解决这个问题。
为了认识“视差”现象,读者可做一简单实验:双手各伸出一个手指,并使一指在前一指在后相隔一定距离,且两指互相平行。
用一只眼睛观察,当左右(或上下)晃动眼睛时(眼睛移动方向应与被观察手指垂直),就会发现两指间有相对移动,这种现象称为“视差”。
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光学仪器专业基础知识
一、填空题(共15题,每题2分)
1.1阿贝(Abbe)原则是指测量轴线在上,根据这一原则,判别万能测量显微镜是否符合?。
1.2 不论立式光学计还是接触式干涉仪,其工作台均有平面度要求,那么平面度是指包容且距离为最小的两之间的距离。
1.3 投影仪光路的基本原理是由照明系统和投影系统两部分组成。
而照明系统是由组成;投影系统是由组成。
1.4 不论哪种长度计量的光学仪器,检定和使用时均有室温要求,倘若室温偏离标准温度20℃时,会出现误差;室温时高时低,这引起误差。
1.5 不论何种量仪,均规定了示值误差这一技术要求,那么示值误差是以和之间的差值确定。
1.6 光学计的结构原理,是光学原理和
正切原理的组合。
1.7 光学分度头的示值误差,主要由和
组成的。
1.8 接触式干涉仪的测力为;当分度值为
0.05µm时;在示值范围内的测力变化不超过。
1.9 接触式干涉仪的工作台是可换的,通常备有三种,其中一种为筋形工作台,另两为、。
筋形工作台的平面度用检定。
1.10 立式光学计的可升降的工作台,其升降范围应不小于
;具有凸轮升降机构的光管升降范围应不小于。
1.11万能测量显微镜读数装置,其示值误差不超过,用检定。
1.12 万能测长仪的测量轴与基座导轨面的平行度,在100mm 长度上不大于。
用检定。
1.13 工具显微镜的测量刀,用于螺纹测量的,其刻线至刀口的距离为;用于圆锥度测量的,其刻线至刀口的距离为。
1.14 工具显微镜是一种多用途的光学机械式两座标测量仪器,对于零件形状以方法测量;对于直径或圆锥度用法测量。
1.15 光学仪器中的物镜或目镜,其中心称。
焦点到的距离叫焦距。
二、单选题(共5题,每题2分)
2.1某一仪器的工作台面的平面度,若在白光情况下用平晶以技术光波干涉法检定时,受检工作台面的平面度一般不大于。
⑴0.001mm
⑵0.002mm
⑶0.003mm
2.2 光学分度头的主轴锥孔轴线对基座工作台面的平行度,对于2"光学分度头来说,在1000mm长度上不大于。
⑴0.003mm
⑵0.005mm
⑶0.010mm
2.3 对于凹透镜的成像,如果虚物点在主点到焦点之间,像点在主点到无穷远之间,则成。
⑴倒立的虚像;
⑵放大的正立实像;
⑶缩小的正立虚像;
2.4 接触式的干涉仪的辅助工作台,其工作面的平面度,采用的检定方法是。
⑴用平晶以技术光波干涉法检定;
⑵用刀口尺(样板直尺)以光隙法检定;
⑶用水平仪以节距法检定;
2.5 对于凸透镜的成像,当物在两倍焦距上,像也在两倍焦距上,则成。
⑴大小相等倒立实像;
⑵缩小的倒立实像;
⑶放大的倒立实像;
三、问答题(共2题,每题10分)
3.1 不论以光波干涉法测量,还是以光波干涉原理的仪器,其光波干涉产生的条件是什么?
3.2 不论测长机还是投影仪,均属长度计量的光学仪器,那么长度的基本单位名称和符号是什么?它的定义是什么?
四、计算题(共1题,共10分)
一台立式测长仪,其工作台面对测量轴线的垂直度为10′,在此情况下测量100mm长度则引起的误差为多少?。