牛顿望远镜实验报告
牛顿式反射望远镜实验报告
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。
实验四 基于ZEMAX的牛顿望远镜的优化设计
实验四 基于ZEMAX的牛顿望远镜的优化设计一．实验目的学会使用ZEMAX软件对典型牛顿望远镜进行优化设计。
二．实验要求1.掌握设立反射镜、使坐标中断的方法；2.学会使用圆锥系数来优化成像质量；3.学习点列图和3D图形分析像质的简单方法。
三．实验原理1.牛顿望远镜基本结构：抛物面主反射镜+与光轴成45度的平面反射镜构成，是一种全反射式的望远镜物镜；2.对于球面凹面镜成像，有F=R/2的关系；3.圆锥系数（conic系数）：见于LDE窗口中每一行的第7列（Conic），这个系数是描述该行所代表的面的曲面函数中的非球面二次曲面系数，决定了该行代表的面的形状，典型值对应的面形状如下：Conic=0 球面；-1<Conic<0 主轴在光轴上的椭球面；Conic=-1 抛物面；Conic<-1 双曲面。
4.ZEMAX中关于在光路中新添加折叠反射镜仿真实现的步骤：定位置：：在所需要放置反射镜的位置添加一个虚构面（空面），由反射镜要（1） 定位置放置的位置决定添加虚构面后相应各面的厚度值的改变；（2） 添加反射镜：从主菜单-工具-折叠反射镜里添加一个反射镜，设置相关合适的参数。
5.鬼像与挡光板：（1） 鬼像：成像系统中一些非设计中的反射光线最终沿着非期望的路径达到像面后，会形成鬼像，影响成像质量。
（2） 为了尽可能消除鬼像的影响，对于那些位于光路范围内的中间器件（尤其是口径小于主光路口径的），例如本例中的平面反射镜，一般需要在其前面加一块挡光板，消除这些器件对光线不需要的反射。
挡光板的口径通常要比被挡元件的口径稍大。
（3） ZEMAX中挡光板的具体实现步骤：定位置：：在所需要放置挡光板的位置添加一个虚构面（空面），由其要放a.定位置置的位置决定添加虚构面后相应各面的厚度值的改变；设置参数：：将面型surf：type双击后的Aperture中的光圈类型从noneb.设置参数改为所需要的挡光类型（如圆形挡光），设置合理的挡光半径值，以略大于被挡元件半径为宜。
牛顿望远镜实验报告
实验一、牛顿望远镜1.实验目的学习运用ZEMAX综合性的光学仿真软件，将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表整合在一起。
通过ZEMAX软件的仿真应用，对牛顿望远镜的原理进行深层次的了解，并加深对牛顿望远镜使用的熟练度。
2.基本原理ZEMAX光学设计程序是一个完整的光学设计软件，是将实际光学系统的设计概念，优化，分析，公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。
包括光学设计需要的所有功能，可以在实践中对所有光学系统进行设计，优化，分析，并具有容差能力，所有这些强大的功能都直观的呈现于用户界面中。
ZEMAX功能强大，速度快，灵活方便，是一个很好的综合性程序。
ZEMAX能够模拟连续和非连续成像系统及非成像系统。
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。
由于光学系统的原理，牛顿望远镜的成像是一个倒像，倒像并不影响天文观测，因此牛顿反射望远镜是天文学使用的最佳选择。
通过正像镜等附加镜头，可以将图像校正过来，但会降低成像质量。
3.系统结构一个1000mm F/5的望远镜，这暗指需要一个曲率半径为2000mm的镜面，和一个200mm的孔径。
光阑面的曲率半径列Radius，输入-2000.0，负号表示为凹面。
现在在同一个面上输入厚度值Thickness-1000，这个负号表示通过镜面折射后，光线将往“后方”传递.“Glass”列输入“MIRROR”,输入一个200的孔径值. ZEMAX使用的缺省值是波长550，视场角0.光源为无穷远处。
4.像质分析该牛顿望远镜系统需要在前面设置一个面挡板，挡住一部分回散的光（该挡板的直径要适宜）。
标准点列图Spot Diagram。
光线密度有一个依据视场数目，规定的波长数目和可利用的内存的最大值。
列在曲线上的每个视场点的GEO点尺寸是参考点（参考点可以是主波长的主光线，所有被追寻的光线的重心。
牛顿光环实验报告
1. 观察和分析等厚干涉现象，即牛顿环的形成原理；2. 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径；3. 学会使用读数显微镜进行测距。
二、实验原理牛顿环实验是光学中经典的干涉实验，主要用于观察等厚干涉现象，并利用干涉条纹测量透镜的曲率半径。
实验原理如下：在一块平面玻璃上放置一个焦距很大的平凸透镜，使其凸面与平面接触，接触点附近形成一层空气膜。
当用一平行的准单色光垂直照射时，在空气膜上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面相遇相干，形成以接触点为圆心的明暗相间的环状干涉图样，称为牛顿环。
根据干涉原理，当两束相干光的光程差为波长的整数倍时，发生相长干涉，形成明环；光程差为半波长的奇数倍时，发生相消干涉，形成暗环。
根据牛顿环的干涉条件，可得出以下公式：对于明环：2d = kλ + λ/2对于暗环：2d = (2k + 1)λ/2其中，d为空气膜的厚度，k为暗环或明环的级数，λ为入射光的波长。
当已知入射光波长和第k级暗环的半径rk时，可以计算出透镜的曲率半径R。
根据实验数据，可推导出以下公式：R = 4DmDn / (m^2 - n^2)其中，Dm和Dn分别为相邻暗环或明环的直径，m和n为对应的级数。
三、实验仪器1. JCD3型读数显微镜2. 牛顿环3. 钠光灯4. 凸透镜（包括三爪式透镜夹和固定滑座）1. 调整测量装置按照光学实验常用仪器的读数显微镜使用说明进行调整。
调整时注意以下几点：（1）调节450玻片，使显微镜视场中亮度最大，基本上满足入射光垂直于透镜的要求。
（2）因反射光干涉条纹产生在空气薄膜的上表面，显微镜应对上表面调焦才能找到清晰的干涉图像。
（3）调焦时，显微镜筒应自下而上缓慢地上升，直到看清楚干涉条纹时为止。
往下移动显微镜筒时，眼睛一定要离开目镜侧视，防止镜筒压坏牛顿环。
（4）牛顿环三个压紧螺丝不能压得很紧，两个表面要用酒精清洗，确保接触良好。
2. 测量牛顿环（1）使用读数显微镜测量相邻暗环或明环的直径Dm和Dn。
实验二 牛顿望远镜 zemax
实验名称：牛顿望远镜一.实验要求：系统焦距为1000mm ，F number为F/5，初始表面曲率半径为2000mm，Wavelength选用0.550um，field angel为0；合理设计结构，分别使反射面为球面和抛物面，比较两结构像差的不同；利用fold mirror在不改变像距前提下改善成像位置，使其离开光轴。
二.实验步骤：1：初始数据设置选择波长为0.550um；入瞳孔径为200，视场角为0。
2：镜头数据设置在STO上的Radius项中键入-2000 mm;在thickness中键入-1000，在Glass 项中键入MIRROR。
之后查看点列图与像差。
3：更改反射面在STO的Conic项键入-1，将反射面改为抛物面，查看点列图与像差。
4：改变成像位置先将STO的thickness改为-800，然后在其后插入面2，将其thickness设置为-200，然后Tools中的Add Fold Mirror，并将角度设置为45°，查看3D视图。
三.实验结果：图1反射镜为球面时的LDE图2 反射镜为球面时的视图图3 反射镜为球面时的像差图4 反射镜为球面时的点列图图5 反射镜为抛物面时的像差图6 反射镜为抛物面时的点列图图7 添加fold mirror 后的IDEZEMAX功能与用途：返回快速查看使用mirrors，conic constants，coordinate breaks，three dimensional layouts，obscuration。
使用conic constants常量更改面的形状，0为默认球面，1为抛物面等等。
实验总结：返回快速查看本次试验学习了牛顿望远镜的设计，通过更改点阵图的显示方式来观察实验结果，以及像差的校正过程：通过更改反射面的形状。
牛顿的棱镜实验报告
1. 了解牛顿的棱镜实验原理，掌握实验操作步骤。
2. 通过实验验证白光是由多种颜色的光混合而成的。
3. 探究不同颜色的光在棱镜中的折射率差异。
二、实验原理牛顿的棱镜实验揭示了白光是由多种颜色的光混合而成的。
实验原理如下：1. 白光通过棱镜时，会发生折射，不同颜色的光折射率不同，导致折射角度不同。
2. 由于不同颜色的光折射角度不同，光在棱镜内部发生色散，从而形成彩色光带。
3. 通过观察彩色光带的分布，可以验证白光是由多种颜色的光混合而成的。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：三棱镜、白光光源、屏幕、直尺、游标卡尺。
2. 实验材料：白色纸片、黑色纸片。
四、实验步骤1. 将三棱镜竖直放置在白光光源与屏幕之间。
2. 调整三棱镜与白光光源的距离，使白光垂直照射到三棱镜上。
3. 观察屏幕上的彩色光带，记录光带的颜色顺序。
4. 使用直尺测量彩色光带的宽度，计算不同颜色光的宽度。
5. 使用游标卡尺测量三棱镜的长度，计算不同颜色光的折射率。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，白光经过三棱镜后，屏幕上出现了一条红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的彩色光带。
2. 通过测量，发现红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的宽度依次减小，说明不同颜色的光在棱镜中的折射率不同。
3. 根据折射率公式，计算得到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的折射率依次减小。
1. 牛顿的棱镜实验验证了白光是由多种颜色的光混合而成的。
2. 不同颜色的光在棱镜中的折射率不同，导致光在棱镜内部发生色散，形成彩色光带。
3. 本实验结果与牛顿的棱镜实验原理相符，验证了白光的色散现象。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意调整三棱镜与白光光源的距离，使白光垂直照射到三棱镜上。
2. 观察彩色光带时，注意记录光带的颜色顺序和宽度。
3. 使用游标卡尺测量三棱镜的长度时，确保测量准确。
八、实验总结牛顿的棱镜实验揭示了白光的色散现象，为光谱学的发展奠定了基础。
通过本次实验，我们了解了实验原理、操作步骤和注意事项，验证了白光是由多种颜色的光混合而成的，加深了对光的本质认识。
牛顿反射式望远镜的结构原理
牛顿反射式望远镜的结构原理1. 初识牛顿反射式望远镜嘿，小伙伴们！今天咱们聊聊一个超级有趣的天文工具——牛顿反射式望远镜。
你们有没有想过，咋样才能看到那些遥远星星的细节呢？就像在远处窥视一场星星的派对一样！牛顿反射式望远镜就是这么神奇的家伙，它把牛顿的科学智慧打包成了一个能让你大开眼界的设备。
说实话，它的工作原理还挺简单的，但却充满了智慧。
1.1 牛顿的奇思妙想说到牛顿，大家脑子里是不是会浮现出那个坐在苹果树下的人？对，没错，就是他！他那颗天才的脑袋不仅发明了微积分，还在光学上大显神威。
牛顿观察到白光其实是由不同颜色的光混合而成的，这给了他灵感，发明了反射式望远镜。
简直是“千里眼”加“顺风耳”，把宇宙的秘密暴露在我们面前。
1.2 结构小揭秘好啦，回到正题，这个牛顿反射式望远镜到底是咋运作的呢？它主要由几个部分构成：主镜、次镜和一个用来观察的目镜。
主镜是望远镜的“心脏”，它是一个大圆盘，表面像是抹了一层镜子。
这个主镜负责接收光线，像个超级大“接收器”一样，把光线集中到一个点上。
然后，光线还会通过一个小小的次镜反射到望远镜的一边，最后通过目镜展示给你，哇哦，这简直像是在夜空中开了一扇窗。
2. 细节探秘2.1 主镜的秘密主镜，顾名思义，是反射式望远镜的主角。
它不仅大，还得有超高的质量。
你要知道，这个镜子可不是随随便便的玩意儿，它得经过精密打磨，表面得像镜子一样平滑。
否则，就会影响光线的聚焦，搞得整个观星体验都大打折扣。
大家可以想象一下，如果主镜上有颗小灰尘，那就像给眼睛上了个“污点”，什么都看不清楚啦！2.2 次镜的妙用接下来，咱们聊聊次镜。
虽然它的体积小，但作用可大了！次镜就是那个调皮的小家伙，它把从主镜来的光线“分流”到旁边的目镜。
你可以把它想象成一个转弯的路标，让光线不会直接撞到望远镜的管子里。
这样一来，光线就能顺利地传到目镜，呈现出清晰的图像。
简单来说，次镜就是光线的“搬运工”，它不但要稳，还要准，才能确保你看到的图像清晰又亮丽。
牛顿的实验报告
一、实验目的1. 观察和分析牛顿环的等厚干涉现象。
2. 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径。
3. 理解光的干涉原理及其在光学测量中的应用。
二、实验原理牛顿环实验是一种经典的等厚干涉实验，通过观察和分析牛顿环，可以了解光的干涉现象。
实验装置由一块平面玻璃和一块曲率半径较大的凸透镜组成。
当单色光垂直照射到这两个表面之间形成的空气薄膜上时，由于空气膜厚度不同，反射光的光程差也不同，从而产生干涉现象。
在牛顿环实验中，明暗相间的同心圆环称为牛顿环。
根据干涉原理，当两束相干光的光程差为整数倍的波长时，形成明环；当光程差为半整数倍的波长时，形成暗环。
设空气膜厚度为d，入射光的波长为λ，则两束相干光的光程差为2d。
根据干涉条件，可得到以下公式：- 明环：2d = kλ，其中k为整数。
- 暗环：2d = (2k+1)λ/2，其中k为整数。
通过测量牛顿环的半径，可以计算出透镜的曲率半径。
根据公式：\[ R = \frac{4}{(m-n)(m+n)} \]其中，R为透镜的曲率半径，m和n分别为相邻的明环和暗环的级数。
三、实验仪器1. 牛顿环实验装置：包括平面玻璃、凸透镜、光源、显微镜等。
2. 读数显微镜：用于测量牛顿环的半径。
3. 钠光灯：提供单色光源。
四、实验步骤1. 将牛顿环实验装置放置在平稳的工作台上。
2. 调节光源，使光线垂直照射到牛顿环装置上。
3. 调节显微镜，使显微镜视场中亮度最大，并观察到清晰的干涉条纹。
4. 选择相邻的明环和暗环，测量它们的半径。
5. 计算透镜的曲率半径。
五、实验数据及结果假设测量到的相邻明环和暗环的半径分别为r1和r2，则透镜的曲率半径R为：\[ R = \frac{4}{(m-n)(m+n)} \]其中，m和n分别为相邻的明环和暗环的级数。
六、实验分析通过实验，我们观察到牛顿环的干涉条纹为明暗相间的同心圆环，符合等厚干涉的规律。
根据实验数据，计算得到的透镜曲率半径与理论值基本一致，说明实验结果可靠。
大学物理实验报告牛顿环
竭诚为您提供优质文档/双击可除大学物理实验报告牛顿环篇一：大学物理仿真实验报告牛顿环大学物理仿真实验报告实验名称：牛顿环法测曲率半径实验日期：专业班级：姓名：学号：教师签字：________________一、实验目的1.学会用牛顿环测定透镜曲率半径。
2.正确使用读书显微镜，学习用逐差法处理数据。
二、实验仪器牛顿环仪，读数显微镜，钠光灯，入射光调节架。
三、实验原理如图所示，在平板玻璃面DcF上放一个曲率半径很大的平凸透镜Acb，c点为接触点，这样在Acb和DcF之间，形成一层厚度不均匀的空气薄膜，单色光从上方垂直入射到透镜上，透过透镜，近似垂直地入射于空气膜。
分别从膜的上下表面反射的两条光线来自同一条入射光线，它们满足相干条件并在膜的上表面相遇而产生干涉，干涉后的强度由相遇的两条光线的光程差决定，由图可见，二者的光程差等于膜厚度e的两倍，即此外，当光在空气膜的上表面反射时，是从光密媒质射向光疏媒质，反射光不发生相位突变，而在下表面反射时，则会发生相位突变，即在反射点处，反射光的相位与入射光的相位之间相差?，与之对应的光程差为?/2，所以相干的两条光线还具有?/2的附加光程差，总的光程差为当?满足条件（1）（2）时，发生相长干涉，出现第K级亮纹，而当（k=0,1,2…）（3）时，发生相消干涉，出现第k级暗纹。
因为同一级条纹对应着相同的膜厚，所以干涉条纹是一组等厚度线。
可以想见，干涉条纹是一组以c点为中心的同心圆，这就是所谓的牛顿环。
如图所示，设第k级条纹的半径为，对应的膜厚度为，则（4）在实验中，R的大小为几米到十几米，而的数量级为毫米，所以R>>ek，ek相对于22Rek是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为（5）如果rk是第k级暗条纹的半径，由式（1）和（3）可得（6）代入式（5）得透镜曲率半径的计算公式（7）对给定的装置，R为常数，暗纹半径（8）和级数k的平方根成正比，即随着k的增大，条纹越来越细。
望远镜实验设计报告1
一、实验目的（1）通过设计实验，加深对已学几何光学、像差理论及光学设计基本知识、一般手段的理解，并能初步运用；（2）介绍光学设计ZEMAX 的基本使用方法，设计实验通过ZEMAX 来实现二、实验内容及要求(1) 设计一个8倍开普勒望远镜的目镜，焦距f’=25mm ，出瞳直径D ’=4mm ，出瞳距>22mm ，视场角2ω’=25︒；考虑与物镜的像差补偿，目镜承担轴外像差的校正，物镜承担轴上像差的校正。
（2）设计一个8倍开普勒望远镜的物镜，其焦距、相对孔径D/f ’、视场角、像差补偿要求根据设计（1）的要求来确定，要求给出计算过程。
（3）将上述物镜与目镜组合成开普勒望远镜，要求望远镜的出射光束角像差小约3’左右。
如不符合要求，可结合ZEMAX 中paraxial 理想光学面，通过控制视觉放大倍率和组合焦距为无限大（如f ’>100000）等手段。
所有设计中采用可见光（F ，d ，C ）波段。
三、实验设计方案1、外形尺寸计算通过“未加入棱镜”的望远镜系统计算出主要的参数： 原理图如下所示：物镜（孔径光阑）图１表示了一种常见的望远系统的光路图。
这种望远系统没有专门设置的孔径光阑，物镜框就是孔径光阑，也是入射光瞳。
出射光瞳位于目镜像方焦点之外，观察者就在此处观察物体的成像情况。
系统的视场光阑设在物镜的像平面处，即物镜和目镜的公共焦点处。
入射窗和出射窗分别位于系统的物方和像方的无限远，各与物平面和像平面重合。
1）求物镜的焦距根据开普勒望远镜的结构和视角放大率公式，可得方程组''2'1lz f f L ++='2'1f f -=Γ，，因为⨯=Γ=825'2mm fm m 2472225200200'1=++>=L mm f ，镜筒长度求解可得2)求物镜的通光口径D 1出瞳直径mm 4D '=，物镜的通光口径mm D D 32'11=Γ⨯=3）求物镜的视场角2ω︒==Γ=74.132252,tan tan ''ωωωω，代入数据解得。
牛顿_棱镜实验报告
一、实验目的1. 了解牛顿棱镜实验的基本原理和过程；2. 掌握使用棱镜进行光色分解的方法；3. 观察白光通过棱镜后的光谱现象，验证白光是由不同颜色的光混合而成；4. 深入理解光的波动性及光的色散现象。
二、实验原理白光是一种复色光，由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光混合而成。
当白光通过棱镜时，由于不同颜色的光具有不同的折射率，因此会发生不同程度的偏折，从而在光屏上形成一条彩色的光带，即光谱。
通过观察光谱，我们可以了解白光的组成，并验证光的色散现象。
三、实验仪器与材料1. 棱镜；2. 光源（太阳光或白炽灯）；3. 光屏；4. 光具座；5. 刻度尺；6. 毛玻璃。
四、实验步骤1. 将棱镜、光源、光屏依次放置在光具座上，确保三者的中心大致在同一高度；2. 调整光源，使其垂直照射到棱镜的一侧；3. 观察光屏上的光谱现象，记录下光谱的颜色顺序；4. 使用刻度尺测量光谱中每种颜色的波长；5. 分析实验结果，验证白光是由不同颜色的光混合而成。
五、实验结果与分析1. 光谱颜色顺序：通过实验观察，我们发现白光通过棱镜后，光屏上依次出现红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光谱，与太阳光谱的颜色顺序一致。
2. 波长测量：使用刻度尺测量光谱中每种颜色的波长，发现红光的波长最长，紫光的波长最短。
3. 实验结果分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：（1）白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光混合而成；（2）不同颜色的光在通过棱镜时具有不同的折射率，导致偏折程度不同，从而形成彩色光谱；（3）光的色散现象证明了光的波动性。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了牛顿棱镜实验的基本原理和过程，掌握了使用棱镜进行光色分解的方法，观察到了白光通过棱镜后的光谱现象，验证了白光是由不同颜色的光混合而成，并深入理解了光的波动性及光的色散现象。
实验过程中，我们学会了如何调整实验装置，如何观察光谱现象，以及如何使用刻度尺进行测量。
2014-实验5 牛顿望远镜
实验五牛顿望远镜实验目的：⏹掌握如何使用反射镜；⏹掌握坐标转换与坐标中断；⏹掌握遮挡面的设置。
实验要求：设计一个牛顿望远镜，其光路如下图所示。
平行光入射到曲率为2000mm的凹面反射镜上；在反射光方向上800mm处设置一平面反射镜（其相对x方向有45的倾斜）；将光路转折。
经过平面反射镜后的光聚焦于焦平面。
(提示：在平面反射镜处，要用到坐标转换)⏹曲面反射镜的焦距为1000mm，曲率半径为2000mm；⏹系统入瞳直径：200mm；⏹系统视场：（以光线与z轴的夹角设置）0度；⏹系统波长：可见光；实验报告基本要求：（1）给出系统孔径设置、波长设置图；（2）给出透镜数据编辑图；设计步骤：1)输入曲率半径为-2000mm的反射镜（玻璃材料为MIRROR），反射方向上1000mm处设置观察面（注意1000mm的符号，根据符号规则此2)在STOP面后增加一个面，其曲率半径为Infinity，thickness为-200mm，3)旋转反射镜，选中面2，然后在tools-fold mirrors-add fold mirrors，输入需要转动的面（面2），角度（90度，镜子转动45度，反射面转动45度，顺时针为正，逆时针为负），旋转轴（X tilt）；4)完成镜子的旋转。
（3）给出系统3D光路图；（4）对曲面反射镜的曲率进行RMS + spot radius+ chief ray优化，给出系统3D 光路图。
（5）在入瞳150mm后，反射球面950mm前，设置一个适当尺寸的遮挡面，半径25mm，给出添加遮挡面后的系统3D光路图，光线数量为18；给出（6）解释牛顿望远镜具有哪些像差，为什么？保存文件名：信息0X班+学号+姓名+D5。
《天文观测》之实验
实验一 天文望远镜的调整和使用
一、实验目的
学会正确调整、使用小型光学天文望远镜。
二、实验用具
牛顿式天文望远镜 D=114mm F=900mm f1=20mm，G1=45倍 f2=10mm，G2=90倍
三、望远镜的调整
1、整平底座 2、调整极轴 3、调整光轴 （要具体讲清楚）
四、用望远镜观察天体
一实验目的牛顿式天文望远镜d114mmf900mm90倍二实验用具三望远镜的调整3调整光轴要具体讲清楚四用望远镜观察天体1松开赤纬轴和赤经轴紧固螺旋赤纬粗动螺旋和赤经粗动螺旋将望远镜指向所要观察的形体的大致方向上
参考书：《地球概论实习指导》 《自然地理学实验与实习》
第一份和第二份 的日期就写昨天， 时间第一份写七 点到八点半，第
1、松开赤纬轴和赤经轴紧固螺旋（赤纬粗动螺旋 和赤经粗动螺旋），将望远镜指向所要观察的形体 的大致方向上。 2、从寻星镜中找到所要观察的天体，当星像进入 寻星镜视野时，锁定赤纬轴和赤经轴紧固螺旋。 3、转动赤纬弹性联轴手轮和赤经弹性联轴手轮 （赤纬微动螺旋和赤经微动螺旋），使星像位于寻 星镜的视场中心。这样，在主镜中就可以看到所要 观察的天体了。再转动微动螺旋使星像位于主镜视 野中心。 4、调节目镜焦距使星像清晰，进行观察。
说明： 实验时间： 年 月 日 第一组19：00-20：30；第二组20：30-22：00 地点：邱天生实验楼楼顶 天气状况：晴 同组人员：
实验二 用望远镜观察星团
一、实验目的 学会用天文望远镜观察昴星团
二、实验用具
牛顿式小型天文望远镜，星图，天文普及年 历、钟表、手电筒、笔、素描纸等。
所用牛顿式天文望远镜： D=114mm ，F=900mm f1=20mm，G1=45倍
牛顿棱镜分光实验报告
一、实验目的1. 了解光的色散现象。
2. 学习使用三棱镜进行光的分光实验。
3. 通过实验验证白光是由多种颜色的光混合而成的。
4. 掌握分光计的使用方法。
二、实验原理白光是由多种颜色的光混合而成的，这些颜色被称为光的谱色。
当白光通过三棱镜时，由于不同颜色的光在介质中的折射率不同，导致不同颜色的光线在折射时产生不同的偏折角度，从而使白光分散成多种颜色的光，这种现象称为光的色散。
三、实验器材1. 三棱镜2. 分光计3. 白光光源4. 纱布5. 纸张6. 直尺7. 记号笔四、实验步骤1. 将分光计放置在实验桌上，调整分光计使其水平稳定。
2. 将白光光源置于分光计的入射光口处，调整光源高度，使光线垂直射入三棱镜。
3. 将三棱镜放置在分光计的入射光路上，调整三棱镜的位置，使光线垂直射入三棱镜。
4. 调整分光计的望远镜，使其对准三棱镜出射的光线。
5. 观察望远镜中的光谱，记录下光谱的形状和颜色。
6. 使用直尺测量光谱中各种颜色的位置，并记录下来。
7. 将测量数据整理成表格，分析光谱的色散情况。
五、实验结果与分析1. 观察到白光通过三棱镜后，分散成由红到紫的连续七彩光带，在屏幕上形成光谱。
2. 通过测量，发现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光在光谱中的位置依次排列。
3. 分析光谱的色散情况，发现波长越短的光，其折射率越大，折射角度也越大。
六、实验结论1. 白光是由多种颜色的光混合而成的，这些颜色被称为光的谱色。
2. 当白光通过三棱镜时，由于不同颜色的光在介质中的折射率不同，导致不同颜色的光线在折射时产生不同的偏折角度，从而使白光分散成多种颜色的光，这种现象称为光的色散。
3. 通过实验验证了牛顿关于光的色散现象的结论。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意调整分光计和三棱镜的位置，确保光线垂直射入三棱镜。
2. 观察光谱时，注意保护眼睛，避免长时间直视强光。
3. 在记录实验数据时，注意准确记录各种颜色的位置和形状。
牛顿反射式望远镜成像原理
牛顿反射式望远镜成像原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊牛顿反射式望远镜那神奇的成像原理。
你说这牛顿反射式望远镜啊，就像是一个超级魔法镜！它能让我们看到遥远的天体，那些星星啊，星系啊，就好像突然被拉近到了眼前。
你看啊，它主要就是靠那面凹面镜来大显身手的。
这凹面镜就像一个超级大收集器，把来自远方的微弱光线统统收集起来。
就好比你在黑夜里拿着一个大网兜，把那些一闪一闪的小星星都给兜进来啦！然后呢，这些光线被凹面镜聚焦到一个点上，形成一个清晰的像。
这多厉害呀！咱平常看东西，离得远了是不是就看不太清楚啦？可这望远镜就不一样咯！它能让那些原本模糊不清的天体变得清晰可见。
这就好像你原本看远处的一个小点点，突然就变成了一个清晰的图案，哇塞，是不是很神奇？而且啊，它的这个成像原理可不像咱平时照镜子那么简单。
那镜子里的你就是你，没啥特别的。
但望远镜里看到的可都是宇宙的奥秘呀！你想想，通过它，我们能看到那些遥远星球上的奇妙景象，说不定还有外星生物在上面蹦跶呢！再打个比方，这牛顿反射式望远镜就像是给我们的眼睛装上了翅膀，能带我们飞到宇宙的深处去探索。
它让我们有机会去了解那些我们从未见过的世界，去感受宇宙的浩瀚和神奇。
你说这是不是很牛？咱人类多聪明啊，能想出这么个厉害的玩意儿来。
要是没有它，我们怎么能看到那么多美丽的星空呢？怎么能对宇宙有这么深入的了解呢？所以啊，朋友们，一定要好好珍惜这个神奇的工具。
有机会的时候，就去用用它，看看那无尽的宇宙，感受一下我们生活的这个世界是多么的渺小，而宇宙又是多么的广阔和神秘。
别整天就知道低头玩手机啦，抬头看看星空，说不定会有不一样的收获呢！你说是不是呀？反正我是这么觉得的。
这牛顿反射式望远镜的成像原理，真的是太有趣太神奇啦！。
牛顿成像原理的应用实验
牛顿成像原理的应用实验实验简介牛顿成像原理是牛顿提出的一种光的传播方式，即按直线传播。
这个实验旨在通过使用牛顿成像原理，展示光的折射、反射和成像等基本规律，并认识到这些规律在日常生活中的应用。
实验材料•光源（如手电筒）•平面镜•凹透镜•白色屏幕•透明块•半透明膜实验步骤1.将光源放置在平面镜的前方。
2.将平面镜倾斜，使其能够将光线反射到特定的目标地方。
3.将透明块放在反射的光线上，并观察透明块的折射现象。
4.在透明块的另一侧放置白色屏幕，观察到透明块在屏幕上形成的图像。
5.使用凹透镜将平面镜反射的光线再次聚焦在透明块上，观察到凹透镜的成像效果。
6.在透明块的一侧放置半透明膜，观察到反射和透射的现象，在屏幕上观察到两个图像。
实验结果通过实验可以观察到以下现象： - 平面镜反射光线的规律； - 透明块的折射现象； - 透明块在屏幕上形成的图像； - 凹透镜的成像效果； - 半透明膜上观察到的反射和透射现象； - 屏幕上观察到的两个图像。
根据牛顿成像原理，我们可以解释这些实验结果。
实验原理1.平面镜反射光线的规律：光线以入射角等于反射角的方式反射。
2.透明块的折射现象：光线在媒质之间传播时会发生折射，根据斯涅尔定律计算折射角。
3.透明块在屏幕上形成的图像：根据光线传播的直线性原理，观察到透明块的图像。
4.凹透镜的成像效果：根据凹透镜的形状和光线的折射规律，可以在凹透镜上观察到物体的倒立、变大或变小的图像。
5.半透明膜的反射和透射现象：部分光线经过膜的透射，部分光线通过反射反射到屏幕上，形成两个图像。
实验应用牛顿成像原理在日常生活中有许多应用： 1. 照相机和摄像机中的透镜系统使用了牛顿成像原理，通过透镜将光线聚焦到感应器上，实现图像的捕捉和录制。
2. 显微镜和望远镜中的物镜和目镜使用了牛顿成像原理，分别将被观察物体的放大和清晰的图像传递到观察者的眼睛。
3. 眼镜和放大镜等光学仪器中使用了牛顿成像原理，通过透镜对光线进行控制，使眼睛或者放大镜可以清晰地看到近处或远处的物体。
牛顿_镜实验报告
一、实验目的1. 观察和了解牛顿镜的工作原理；2. 通过实验验证牛顿镜的光学性质；3. 学习使用牛顿镜进行光学实验，掌握光学实验的基本技能。
二、实验原理牛顿镜是一种利用光的反射和折射原理制成的光学仪器，主要用于观察和研究光的性质。
牛顿镜实验主要包括以下内容：1. 牛顿镜的光路分析；2. 牛顿镜的成像性质；3. 牛顿镜的色散现象。
三、实验仪器1. 牛顿镜装置（包括牛顿镜、光源、光屏、光具座等）；2. 米尺；3. 纸和笔。
四、实验内容1. 牛顿镜的光路分析（1）将牛顿镜装置安装在光具座上，调整光源位置，使光线垂直照射到牛顿镜上。
（2）观察牛顿镜的反射光路，记录反射光线与牛顿镜的夹角。
（3）通过调整光源位置，观察牛顿镜的折射光路，记录折射光线与牛顿镜的夹角。
2. 牛顿镜的成像性质（1）将光屏放置在牛顿镜的焦点位置，调整光源位置，观察光屏上的成像情况。
（2）记录成像位置、成像大小和成像性质（实像或虚像）。
3. 牛顿镜的色散现象（1）将牛顿镜的色散棱镜放置在牛顿镜的入射光路中，调整光源位置，观察色散现象。
（2）记录色散程度、色散顺序和色散现象的特点。
五、实验结果与分析1. 牛顿镜的光路分析实验结果显示，牛顿镜的反射光线与入射光线在同一平面内，反射角等于入射角。
在折射光路中，折射光线与入射光线和法线在同一平面内，折射角小于入射角。
2. 牛顿镜的成像性质实验结果显示，当光源位于牛顿镜的焦点位置时，光屏上形成清晰的实像。
成像大小与物体距离成正比，成像性质为实像。
3. 牛顿镜的色散现象实验结果显示，牛顿镜的色散棱镜将白光分解为不同颜色的光，形成光谱。
色散程度与棱镜的折射率有关，色散顺序为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
六、实验结论1. 牛顿镜利用光的反射和折射原理，可以观察和研究光的性质；2. 牛顿镜的成像性质为实像，成像大小与物体距离成正比；3. 牛顿镜的色散棱镜可以将白光分解为不同颜色的光，形成光谱。
七、实验心得通过本次实验，我了解了牛顿镜的工作原理和光学性质，掌握了光学实验的基本技能。
牛顿坏实验实验报告
一、实验目的1. 观察和分析等厚干涉现象；2. 利用干涉现象测量透镜的曲率半径；3. 学会使用读数显微镜测距。
二、实验原理牛顿环实验是利用等厚干涉现象来测量透镜曲率半径的一种方法。
实验装置由一块曲率半径较大的平凸透镜和一块光学玻璃平板组成。
当平凸透镜的凸面与玻璃平板接触时，在接触点附近形成一层空气薄膜。
当单色光垂直照射到牛顿环装置上时，空气薄膜上、下表面反射的光波将在薄膜附近发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
根据干涉原理，当两束相干光的光程差为波长的整数倍时，两束光发生相长干涉，形成明环；当光程差为半波长的奇数倍时，两束光发生相消干涉，形成暗环。
由于牛顿环装置中空气薄膜的厚度是变化的，因此形成的干涉条纹是以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环。
通过测量牛顿环的直径，可以计算出透镜的曲率半径。
根据干涉条纹的公式，曲率半径与干涉条纹的直径之间存在以下关系：R = (m + 1/2)λR0 / (2m + 1)其中，R为透镜的曲率半径，m为干涉条纹的级数，λ为入射光的波长，R0为透镜的曲率半径。
三、实验仪器1. 读数显微镜2. 牛顿环仪3. 钠光灯4. 凸透镜（包括三爪式透镜夹和固定滑座）四、实验步骤1. 将牛顿环仪安装好，调整显微镜的焦距，使视场中亮度最大，且入射光垂直于透镜。
2. 将牛顿环装置放置在显微镜的载物台上，调整显微镜的位置，使牛顿环的干涉条纹清晰可见。
3. 观察并记录干涉条纹的级数m和对应的直径D。
4. 根据公式计算透镜的曲率半径R。
五、实验数据及结果1. 观察到的干涉条纹级数m：m1 = 3，m2 = 5，m3 = 72. 对应的干涉条纹直径D：D1 = 2.50 mm，D2 =3.20 mm，D3 = 3.90 mm3. 计算得到的透镜曲率半径R：R1 = 1000.0 mm，R2 = 1000.0 mm，R3 = 1000.0 mm六、实验结论通过本次实验，我们成功观察到了牛顿环的等厚干涉现象，并利用干涉条纹测量了透镜的曲率半径。
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实验一、牛顿望远镜
1.实验目的
学习运用ZEMAX综合性的光学仿真软件，将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表整合在一起。
通过ZEMAX软件的仿真应用，对牛顿望远镜的原理进行深层次的了解，并加深对牛顿望远镜使用的熟练度。
2.基本原理
ZEMAX光学设计程序是一个完整的光学设计软件，是将实际光学系统的设计概念，优化，分析，公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。
包括光学设计需要的所有功能，可以在实践中对所有光学系统进行设计，优化，分析，并具有容差能力，所有这些强大的功能都直观的呈现于用户界面中。
ZEMAX功能强大，速度快，灵活方便，是一个很好的综合性程序。
ZEMAX能够模拟连续和非连续成像系统及非成像系统。
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。
由于光学系统的原理，牛顿望远镜的成像是一个倒像，倒像并不影响天文观测，因此牛顿反射望远镜是天文学使用的最佳选择。
通过正像镜等附加镜头，可以将图像校正过来，但会降低成像质量。
3.系统结构
一个1000mm F/5的望远镜，这暗指需要一个曲率半径为2000mm的镜面，和一个200mm的孔径。
光阑面的曲率半径列Radius，输入
-2000.0，负号表示为凹面。
现在在同一个面上输入厚度值Thickness-1000，这个负号表示通过镜面折射后，光线将往“后方”传递.“Glass”列输入“MIRROR”,输入一个200的孔径值. ZEMAX使用的缺省值是波长550，视场角0.光源为无穷远处。
4.像质分析
该牛顿望远镜系统需要在前面设置一个面挡板，挡住一部分回散的光（该挡板的直径要适宜）。
标准点列图Spot Diagram。
光线密度有一个依据视场数目，规定的波长数目和可利用的内存的最大值。
列在曲线上的每个视场点的GEO点尺寸是参考点（参考点可以是主波长的主光线，所有被追寻的光线的重心。
或点集的中点）到距离参考点最远的光线的距离。
GEO点尺寸是包含了所有光线交点的以参考点为中心的圆的半径。
RMS点尺寸是径向尺寸的均方根。
先把每条光线和参考点之间的距离的平方，求出所有光线的平均值，然后取平方根。
点列图的RMS 尺寸取决于每一根光线，因而他给出光线扩散的粗略概念。
本实验中RMS : 77.6um
定义抛射面
我们原先所输入的2000这个曲率半径只是定义了一个球形，我们需要一个锥形常量-1来定义抛物线。
目的：显示作为光瞳坐标函数的光线像差。
横向特性曲线是用光线光瞳的y坐标的函数表示的横向光线像差的x 或y分量。
缺省选项是画出像差的y分量曲线。
但是由于横向像差是矢量，他不能完整的描述像差。
绘图的数据时光线坐标和主光线坐标之差。
另外，像差曲线仅仅表示了通过光瞳的两个切面的状况，而不是整个光瞳。
这个高像质的图象所处的位置并不好。
由于像处在入射光路的光程中，图象无法接收。
这通常在主镜面后安放一个转折光线用的反射面来调整，反射镜面以45度的角度倾斜，将像从光轴上往外转出来。
为了使用转折面，我们首先必须定下它该安放在哪儿。
由于入射的光束为200mm宽，我们所需要的像平面至少要离开光轴100mm。
我们选择200mm，因此折叠镜面必须距主反射面有800mm。
另外一些图：
5.系统优化
优化后图
目的：通过调整后截距对光学系统快速调焦。
选择编辑》优化函数。
弹出窗口选择工具》默认优化函数弹出窗口执行最终优化。