实验5 望远镜放大率的测定

[实验五] 望远镜放大率的测定

[实验目的] 1．掌握望远镜的构造及其放大原理；

2．学会测定望远镜放大率的方法；

[实验仪器] 望远镜 （编号： ）

石英刻度尺（300mm 、500mm ）

[实验原理]

望远镜式用途极为广泛的助视仪器，主要是帮助人眼观察远处的目标，其作用在于增大被观察物体对

人眼的视角，起视角放大作用，其视角放大率定义为：

e

a a M 视角不用仪器时物体所张的角用仪器时虚物所张的视0

=

（5－1）

望远镜的光学系统是由物镜和目镜组成，两透镜的光学间隔几乎为零，即物镜的像方焦点和目镜的物方焦点几乎重合。望远镜分两类，若物镜和目镜的像方焦距均为正，称为开普勒望远镜，若物镜的像方焦距为正，目镜的像方焦距为负，则称为伽利略望远镜。图5－1为开普勒望远镜的原理光路图，图5－2为伽利略望远镜原理光路图。

由理论计算，望远镜的放大率M 为： '

'e

o f f M ＝－

(5－2)

1、投影法测放大率

由于望远镜的视角很小，故视角之比可以用视角的正切之比来代替，故5－1式可用5－3式来表达： 0

l l

tga tga M e o ==

（5－3） 上式中的l 和0l 分别为物AB 的长度和像B A ''投影到物屏上的投影B A ''''的长度。

2、光阑法测放大率

当望远镜对无穷远调焦时，望远镜筒的长度可以认为是'

+'e o f f ，这时将望远镜的物镜卸下，在他的原来位置放一长度为1l 的目的物（十字叉丝光阑），则在离目镜d 处得到该物所成的实像，设像长为2l －，如图5－3所示，根据透镜成像原理可得

d

f f l l e '

+'=-021

（5－4） '='+'+e e

f f f d 1

110 （5－5） 从（5－4）和（5－5）两式消取d 得到：

2

1

l l f f M e

o =

''-

= （5－6） [实验内容及步骤]

1、 把望远镜调焦到无穷远处，也就是使望远镜能清楚地看到远处的景物。

2、 卸下望远镜的物镜，并在原物镜的位置装一个十字叉丝光阑。

3、 利用移测显微镜测出望远镜目镜所成十字叉丝像的长度，并用移测显微镜直接测出光阑上十字叉丝

的长度。 4、 设十字叉丝的长度分别为21l l 和，他们镜望远镜目镜所成的像的长度分别为'

'21l l 和，则望远镜的

放大率为）2

2

11(21l l l l M '+'=

[实验数据处理]：测量5组数据，计算)(M U M M A ±=

序数 左（mm ）

右（mm ）

上（mm ）

下（mm ）

1l

2l

1 2 3 4 5 平均值

序数 左（mm ）

右（mm ）

上（mm ）

下（mm ）

'1l

'2l

1 2 3 4 5 平均值

[实验评估分析]：