0自组望远镜或显微镜并测量其视觉放大率
望远镜放大率的测定自组望远镜
透镜组3
目镜 （ ）
5.00
106.20
4.50
22.0
3.97
3.90
1.8%
物镜 （ ）
19.50
3
3.1
图3-1 成像公式法装置图
望远镜对焦无穷远
将目标刻度尺Ａ放置远处，保持望远镜与平行基本水平共轴。眼睛通过望远镜目镜观察,慢慢对望远镜调焦，当看到清晰的直尺上的刻度像时,物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合,这时望远镜对焦无穷远。
对于望远镜，两透镜的光学间隔近乎为零，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点近乎重合。即 ，根据通过计算可得：
（1-2）
1.2
在光具座上放置两个二维平移底座，分别加上两个凸透镜，构成开普勒望远镜。在光具座另一端放置目标刻度尺，使凸透镜组成的望远镜可以清晰的看到刻度尺Ａ上刻度，再进行测量，如图1-3所示。
（a）
（2-8）
只要测出光阑的长度 ，及其像长 ，就可以算出望远镜放大倍数。
用读数显微镜测光阑长度
通过用游标卡尺测量光阑的长度记为 ,用读数显微镜测量像长记为 。用读数显微镜测量像长 测量的数都是客观的,而且测量精度达到 ,最终测量出的结果比较准确。
用望远镜物镜的进光孔径作为目的物,用读数显微镜在离目镜处看到清晰的进光孔径的像,如图3-3所示。调节读数显微镜的测量又丝与进光孔径的像的上下边缘相切,测量出进光孔径的像的直径。用游标卡尺测量出物镜进光孔径实际直径,代进公式算出望远镜放大倍数。
相对误差： =6.7%
表3-2
透镜组3： =5.00cm =19.50cm
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
39.90
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：ea 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： ''eo 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： 0l ltga 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df f l l e '+'=-021（5－4） '='+'+e ef f f d 1110 （5－5）从（5－4）和（5－5）两式消取d 得到：21l l f f M eo =''-= （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。
显微镜的组装及放大率的测定
光学实验实验名称：显微镜的组装及放大率的测定实验人员及其具体分工：马凯凯、王杰：实验设计黄立顺、白江伟：实验操作段海瑞、朱江龙：实验数据处理及实验报告系别：物理与电子科学系班级：2010级物理学本科班指导老师：包剑惠完成时间：2012年5月22日显微镜的组装及放大率的测定一、实验目的1、在光学平台上组装简单的显微镜，熟悉其构造及其放大原理。
2、学会显微镜放大倍数的测量。
二、实验仪器及用具光学平台 两个凸透镜 光源 箭孔屏 平面镜 毫米标尺 二维平移底座 半透半反镜 毛玻璃三、实验原理显微镜是一个由目镜和物镜组成的共轴光学系统，它通常是由四片以上透镜组成的系统，可以简化成两个凸透镜组成的放大光路。
被观察的物体放在物镜0l 的物方焦点0f 的外侧附近，先经0l 成放大实像与目镜物方焦点e f 内测附近，再经目镜e l 成放大虚像与明视距离以外。
被观察的物1y处在物镜前面靠近焦点0f 处，它经物镜在目镜的焦平面上成一放大的倒立实象2y ，通过目镜后成一倒立的虚象3y 于明视距离以外。
显微镜的视角放大率为：0''0eM f f s -∆⋅=⋅s = -25cm 为正常人眼的明视距离，△为光学间隔'f —物镜焦距，'ef —目镜焦距当物镜和目镜的焦距已知后，只要测出光学间隔△，就能计算视角放大率M .四、实验内容 一、自组显微镜的装置1、自组显微镜放大率的测定测定显微镜放大率最简便的方法如下图所示，设长为0l 的目的物PQ 直接置于观察者的明视距离处，其视角为e α，从显微镜中最后看到的虚像P’’Q’’亦在明视距离处，设其长度为-l ，视角为-0α ，于是00tan tan ElM lαα==因此，如用一刻度尺作目的物，取其一段分度长为0l ，把观察到的尺的像投影到尺面上，设备投影后像在刻度尺上的长度是l ，则可以求得显微镜的放大率。
将测得的显微镜的视角放大率与理论值0''0eM f f s -∆⋅=⋅ 比较1、用自准直法测量透镜的焦距2、自组显微镜放大率的测定（1）按照实验装置图布置各器件，按显微镜组成要求调节物镜、目镜的位置，并调仪器共轴。
显微镜的设计及其放大倍率的测量
PINGDINGSHAN UNIVERSITY 显微镜的组装与测量院系：电器信息工程学院班级：11物理学（1）班学号：*********姓名：***自组显微镜及放大倍率测量一、实验简介：显微镜是最常用的助视光学仪器，且常被组合在其他光学仪器中。
因此，了解并掌握它的构造原理和调整方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加深理解透镜的成像规律，也有助于正确使用其他光学仪器。
二、 实验目的：1） 熟悉显微镜的构造及其放大原理。
2） 掌握光学系统的共轴调节方法。
3） 学会显微镜放大率的测量。
三、 实验仪器：小照明光源 干版架 微尺 透镜架 物镜（f=45mm ） 二维架 目镜（f=24mm ）45°玻璃架 升降调节架 透镜架 毫米尺（l=30mm ）四、 实验原理：一）、光学仪器的视觉放大率显微镜被用于观测微小的物体，望远镜被用于观测远处的目标，它们的作用都是将被观测的物体对人眼的张角（视角）加以放大。
显然，同一物体对人眼所张的视角与物体离人眼的距离有关。
在一般照明条件下，正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为0.05～0.07mm 的两点。
此时，这两点对人眼所张的视角约为/1，称为最小分辨角。
当微小物体（或远处物体）对人眼所张视角小于此最小分辨角时，人眼将无法分辨，因而需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。
这是助视光学仪器的基本工作原理，它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示，其定义为 ww tan tan /=Γ 式中，w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角，/w 为通过光学仪器观察时在明视距离处的成像对眼睛所张的视角。
（二）、显微镜及其视觉放大率最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。
其中，物镜的焦距很短，目镜的焦距较长。
它的光路如图所示，图中的o L 为物镜（焦点在o F 和/o F ）,其焦距为o f ；e L 为目镜，其焦距为e f 。
将长度为1y 的被观测物AB 放在o L 的焦距外且接近焦点o F 处，物体通过物镜成一放大的倒立实像//B A (其长度为2y )。
自组显微镜实验报告
.
u
.
f
..0 （因v1比 fo大得多），为物镜的线
22 e 11 o
放大率。因而式（2）可改写成
..
Dfe
.
.
fo
..0. .e （3）
由式（3）可见，显微镜的放大率等于物镜放大率和目镜视觉放大率的乘积。在 fo、 fe、.和D已知的情
像而调节显微镜与被观测物的距离称之为调焦。由图可见，显微镜的视觉放大率为
yD y
tan w// y
..
tan w
.
3/
.
y
3.
y
2 （2）
yD
1 21
y3 DD y2 v1 .
式中，
y
.
u
.
f
..e，为目镜的视觉放大率；
显微镜被用于观测微小的物体，望远镜被用于观测远处的目标，它们的作用都是将被观测的物体对人眼的
张角（视角）加以放大。显然，同一物体对人眼所张的视角与物体离人眼的距离有关。在一般照明条件下，
正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为0.05～0.07mm的两点。此时，这两点对人眼所张的视角约为 1/，
形下，可利用式（3）算出显微镜的视觉放大率。
（三）、望远镜及其视觉放大率
望远镜是帮助人眼观望远距离物体，也可作为测量和对准的工具，它也是由物镜和目镜所组成。远处物体
...
PQ发出的光束经物镜后被会聚于物镜的焦平面 Fo上，成一缩小倒立的实像 PQ，像的的大小决定于物镜
焦距及物体与物镜间的距离。当焦平面 Fo
按顺序摆放好，养成良好的实验习惯。
六、实验思考题（必做）
望远镜和显微镜放大率的测定
望远镜和显微镜放大率的测定望远镜和显微镜是最常用的助视光学仪器，常组合于其它实验装置中使用，如光杠杆、测距显微镜、分光仪等。
了解它们的构造原理并掌握它们的调节使用方法，不仅有助于加深理解透镜的成像规律，也为正确使用其它光学仪器打下基础。
Ⅰ 望远镜放大率的测定【实验目的】1、了解望远镜的构造原理并掌握其正确使用方法。
2、测定望远镜的放大率。
【实验原理】1．光学仪器的角放大率望远镜被用于观测远处的物体，显微镜被用于观测微小的物体，它们的作用都是将被观测物体对眼睛光心的张角（视角）加以放大。
显然，同一物体对眼睛所张的视角正常人的眼睛能分辨在明视距离cm 25处1′，称为最小分辨角。
当远处物体（或微小物体）对眼睛所张视角小于此最小分辨角时，眼睛将无法Φψ≈Φψ=tg tg m (1)在明正切值予以替代。
图(1) 凸透镜放大的示意图以凸透镜为例，如图(1)''B Au (2)(3)由上式可见，式（3）就表示放大镜的放大率。
由于单透镜存在像差，它的放大率一般在3倍（放大率仍由式（3）计算，式中f 代表透镜组的焦距，其放大率可达2．望远镜放大率的测定望远镜可以用来观测远处的物体。
最简单的望远镜由两个凸透镜组成，其中焦距较长的透镜为物镜。
由于被观测物体离物镜的距离远大于物镜的焦距（f u 2>），通过物镜的作用后，将在物镜的后焦面附近形成一个倒立的实像。
此实像虽然较原像小，但是与原物体相比，却大大地接近了眼睛，因而增大了视角。
然后通过目镜将它放大。
由目镜所成的像可在明视距离到无限远之间的任何位置上。
望远镜的放大率定义为最后的虚像对目镜所张视角与物体在实际位置所张视角之镜所张视角是一样的。
如图（2）∞>u ）时，物镜的焦平面和目镜的焦平面重合，同时也处于目镜的前焦面上，因而通过目镜观察时，成像于无限远。
此时望远镜的放大率可由图（2）得出e o o e f f f y f y tg tg m /)//()/(//22==Φψ≈Φψ= (4)由此可见，望远镜的放大率m 等于物镜和目镜焦距之比。
实验论文——望远镜和显微镜组装和放大率的测定
望远镜和显微镜组装和放大率的测定摘要：本论文主要从望远镜和显微镜的组装，以及其放大率的测量方向作探究。
本实验开始讲了显微镜，开普勒望远镜以及伽利略望远镜的原理，随后陈述了实验的过程，分析了实验理论中的缺陷，并提出了一定的改进方案。
关键词： 望远镜，显微镜，凸透镜，凹透镜，放大倍数。
引言：显微镜和望远镜是最常用的助视仪器常被组合在其他的仪器中使用。
因此，了解并掌握它们的结构原理和调节方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加深理解透镜成像规律，也有助于正确使用其他光学仪器。
毋庸置疑，前人已经对这些仪器研究得十分出色了，他们创造了一系列的测量仪器放大率的方法，并对其不断改进。
但是，现在测量望远镜和显微镜的放大率仍然是个十分棘手的问题。
于是，我们做了这个实验并做出了一定的改进。
【实验原理】1、望远镜构造及其放大原理望远镜通常是由两个共轴光学系统组成，我们把它简化为两个凸透镜，其中长焦距的凸透镜作为物镜，短焦距的凸透镜作为目镜。
图1所示为开普勒望远镜的光路示意图，图中L 0为物镜，Le 为目镜。
远处物体经物镜后在物镜的像方焦距上成一倒立的实像，像的大小决定于物镜焦距及物体与物镜间的距离，此像一般是缩小的，近乎位于目镜的物方焦平面上，经目镜放大后成一虚像于观察者眼睛的明视距离与无穷远之间。
物镜的作用是将远处物体发出的光经会聚后在目镜物方焦平面上生成一倒立的实像，而目镜起一放大镜作用，把其物方焦平面上的倒立实像再放大成一虚像，供人眼观察。
用望远镜观察不同位置的物体时，只需调节物镜和目镜的相对位置，使物镜成的实像落在目镜物方焦平面上，这就是望远镜的“调焦”。
图1 图2望远镜可分为两类：若物镜和目镜的像方焦距均为正（既两个都为会聚透镜），则为开普勒望远镜，此系统成倒立的像；若物镜的像方焦距为正（会聚透镜），目镜的像方焦距为负（发散透镜），则为伽利略望远镜，此系统成正立的像。
望远镜主要是帮助人们观察远处的目标，它的作用在于增大被观测物体对人眼的张角，起着视角放大的作用。
显微镜与望远镜放大本领的测定(精)
合）。则人眼观察的微小物体 被大大地放大成 了。
可以通过改变分划板与物镜之间的距离，可以获得显微镜
的不同放大率。
显微镜光路图
2．望远镜
望远镜的光路如图所示。无穷远处的物屏上 的一点（图中 未画出）发出的光（平行光）经物镜成实像于的焦平面处（处于 目镜的焦点内），分划板也处于的焦平面处，则 与分划板重合。 如物不处于无穷远处，则 与 位于 之外。人眼通过目镜看的 过程与显微镜的观察过程相同。由此可见，人眼通过望远镜观察 物体，相当于将远处的物体拉到了近处观察，实质上起到了视角 放大的作用。
二、实验室可提供的主要器材
凸透镜、凹透镜、物屏、像屏、分辨率测试板 直尺、光具座、支架等
图1 实验装置照片
镜头是凸透 镜
镜头是： 或是：
镜头是凸透 镜
近视眼镜是凹透 镜
三、实验原理
1．显微镜
பைடு நூலகம்
显微镜是观察微小物体的光学仪器，其光路如图所示。物
镜 的焦距非常短（
），目镜 的焦距大于物镜的
焦距，但也不超过几个厘米。分划板 与物镜 之间的距离
显微镜与望远镜放大本领的测定
望远镜及显微镜是最常用的助视光学 仪器。在物理实验中经常使用的有读数显 微镜、测量望远镜及自准望远镜等。本实 验通过实验室给出的各种分立的光学元件， 按要求组成望远镜及显微镜，并用组成的 聚焦于无穷远的望远镜进行透镜焦距的测
定。
一、实验目的
1．进一步掌握透镜的成像规律 2．了解望远镜及显微镜的工作原理 3．学习用自组的望远镜测量透镜焦距
为 。物屏 放在物镜焦点 外一点，调节 与 之间的距离，
使其通过物镜 成一放大、倒立的实像 于分划板处。然后
通过目镜 观察像 ，先调节目镜 与分划板 之间的距离，
毕业论文自组光学望远镜并测量其放大率
自组光学望远镜并测量其放大率摘要望远镜是最常见的助视仪器并且常常和其他的仪器组合使用。
了解望远镜的工作原理和结构，望远系统各个参数的定义和作用，不仅可以加深对光学系统的认识，还可以收获其他相关知识，以后使用其他相关仪器时更加得心应手。
望远镜通常分为伽利略望远镜和开普勒望远镜。
本次实验测量精度不是很高，但实验性很强，需要一定的动手能力和分析问题能力。
本文设计的是开普勒式单筒望远镜。
在整个设计过程中根据望远系统成像原理对镜筒、物镜、转像透镜、目镜、光阑等一系列参数进行设计、计算。
并根据计算结果对所需光学元件进行选择。
然后按照光路图进行组装。
组装完成后通过成像公式法和物像比较法测量自组光学望远镜的放大率。
在实验中，参阅大量有关资料，考虑实际情况，对实验中的数据进行分析总结，得出其放大率，和原先设计组装时望远镜放大率的期望值进行比较，分析造成误差的因素。
最后对本次设计作品进行总结，对以后改进自组望远镜有重要意义。
装关键词：自组望远镜；透镜；放大率订线Self-assembled optical telescope and measure its magnificationAbstractTelescope is the most common vision aid instrument and is often combined to other instruments for use. To know and master the structure principle, adjusting method, the magnification concept and measurement method of telescopes, not only helps us deepen understanding of the imaging principle of lens, but also help us use other optical instruments properly. The telescope is divided into Galileo telescope and Kepler. Though its measuring accuracy is not high, the experiment in this paper, is very experimental, and needs certain practical and analysis capability. The telescope designed in this paper is a Kepler.In the design process, a series of parameters, including the focal length of the objective lens, focal length of changing imaging lens, and the focal length of eyepiece, were designed and calculated according to the imaging principle of the telescope, then the proper optical elementswere chosen according to the calculated results, and all elements were assembled according to its optical path. After the assembly, the magnification of self-assembled optical telescope was measured in accordance with the imaging formula. In the experiment, a large number of materials were referred. Considering the actual situation, the author analyzed and summarized the experimental data to conclude the magnification. The expected magnification in original design was compared with the actual data to analyze the factors that caused the error. The experiment has important significance for future improvement of self-assembled telescopes.Keywords ：self-assembled telescope ；lens ；magnification装订线1 引言 (1)1.1 光学望远镜的发展及意义 (1)1.2 本文研究内容 (1)2 望远镜系统 (2)2.1 望远镜工作原理 (2)2.2 望远镜相关性能参数 (3)2.3 望远镜结构介绍 (5)3 自组光学望远镜 (11)3.1 自组望远镜的参数设计 (11)3.2 望远镜的转像系统设计 (12)3.3 望远镜的主要配件及组装 (13)4 测量望远镜放大率 (16)4.1 成像公式法测量望远镜放大率 (16)4.2 物像比较法测量望远镜放大率 (19)5 总结 (21)6 展望趋势 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录 (25)1.1 光学望远镜的发展及意义历史上首个望远镜是李伯希在1608年制作的，他是无意中发现了望远镜的秘密。
自组望远镜和显微镜实验的教学讨论
自组望远镜和显微镜实验的教学讨论摘要: 自组望远镜、显微镜实验是大学物理实验课程中重要的光学实验之一。
在实验过程中由于教材描述比较简单，学生未能全面掌握调节技巧，同时实验中存在了一些操作问题，在教学中学生经常遇到且容易忽视的问题，解决这些问题，可以减小实验误差的方法，对教学质量的提高有一定的帮助。
本文针对实验教学中常出现的问题进行分析和探讨，以提高学生实验的效率。
关键字:望远镜；显微镜；调节技巧；实验误差；放大率1引言光学实验是大学物理实验中重要的组成部分，在培养学生动手和创新能力方面发挥着重要作用。
在生活、生产和科技工作中,当人们看不清物体时,常常有这样的体验:走近或拿近一点看,有条件时就用放大镜看、带眼镜看、用望远镜或显微镜等助视仪器看。
同学们是否思考过是什么原因看不清楚呢？物体太小或太远!说明能否看清楚跟物体大小有关,跟物体到眼睛的距离有关。
一般读书看报,正常人把物体放在眼前25厘米左右,视物最清楚,眼睛最不易疲劳;老花眼会把物体放远一点才看得清;近视眼要把物体放近一点才看得清楚。
不同的人,观察距离略有不同。
2显微镜和望远镜的简单构造2.1显微镜的简易构件透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜、目镜和聚光镜等部件都是由单个或者多个的透镜组成。
显微镜由焦距很短的物镜和目镜组成，物镜像方焦点到目镜物方焦点之间有着较大的光学间隔。
如图1,物体AB位于物镜物方焦点附近，成一放大倒立的实像图1 物体被显微镜放大成像的原理图Fig. 1 The imaging principle of object by microscopeAB于目镜的物方焦点处。
当与眼睛联用时，在眼睛的视网膜上回成一放大正立的实像。
借助显微镜，人就可以观察非常微小的物体。
[1]2.2望远镜的简易构件望远镜系统是能够使入射的平行光束在射出时也保持平行的一种光学系统。
最简单的望远镜系统须由二个光组组成,前一个光组的像方焦点与后一光组的物方焦点重合,即光学间隔=0 。
大学物理实验自组望远镜实验报告
大学物理实验自组望远镜实验报告篇一：光学基础实验光学基础实验报告班级：081XX 学号：081XXX姓名：XX同组者姓名：X、X目录实验一自组望远镜----------------------------------------3 实验二薄透镜焦距的测定--------------------------------5 实验三透镜像差的观测----------------------------------12 实验四实验五实验六偏振光光学实验-----------------------------------------19 测量光栅常数--------------------------------------------25 双缝干涉实验--------------------------------------------26 实验一自组望远镜一、实验目的了解透镜成像规律和望远镜的基本原理及结构，并掌握其调节、使用和测量它的放大率的两种方法。
二、实验原理最简单的望远镜是由一片长焦距的凸透镜作为物镜，用一短焦距的凸透镜作为目镜组合而成。
远处的物经过物镜在其后焦面附近成一缩小的倒立实像，物镜的像方焦平面与目镜的物方焦平面重合。
而目镜起一放大镜的作用，把这个倒立的实像再放大成一个正立的像，如图一所示。
三、实验仪器光学平台、带调节架的底座、透镜（焦距不等）、激光光源、白屏、微尺、毫米尺、带底座的米尺等。
四、原理光路图图一五、实验步骤1、把全部器件按图一的顺序摆放在平台上，通过激光光源和透镜成像规律将所有元件调至共轴。
2、选取一个焦距大的为物镜（本实验f=200mm），一个焦距小的为目镜（f’=75mm），按光路图组装好，并调焦，看到清晰成像。
3、将千分尺调节成d1=5mm，放在S1=1000mm处作为要观察的成像物体。
4、一只眼通过目镜观察千分尺成像，另一只眼直接观察千分尺，比较读出像的长度d2 。
自组显微镜实验报告
自组显微镜显微镜由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，用来放大微小物体的像，是放大虚像的透镜系统。
当把待观察物体放在物镜焦点外侧靠近焦点处时，在物镜后所成的实像恰在目镜焦点内侧靠近焦点处，经目镜再次放大成一虚像，观察到的是经两次放大后的倒立虚像。
【实验目的】1、了解显微镜的基本原理和结构，并掌握其调节、使用和测量放大率的一种方法。
2、了解视觉放大率的概念并掌握其测量方法。
3、进一步熟悉透镜的成像规律。
【实验仪器】光学平台、带有毛玻璃的白炽灯光源S 1/10mm分划板F、显微物镜L0 （焦距f o=1.5cm）、显微目镜Le （去掉物镜头的读数显微镜，焦距f e= 1.25cm）、读数显微镜架SZ—38、二维调整架SZ— 07 （2个）、底座4个。
【实验原理】r由于人眼分辩能力的限制，在观察远处物体或微小物体时，分辩不清物体的细节。
为此人们发明了望远镜、放大镜、显微镜等仪器以增大对眼的视角。
仪器增大视角的能力用视角放大率来描述。
若人眼通过光学仪器观察物体时（实际是物体的像）的张角为©，不通过光学仪器直接观察物体的张角为》，则视角放大率M定义为：Q t an MW tan 屮显微镜的光学系统如图所示，它的物镜 L0和目镜Le 都是会聚透镜。
被观 察的物体y1位于物镜前面一倍焦距f o 和二倍焦距之间，经物镜L o 后成倒立放大 实像y 2，y 2应成像在Le 的第一焦点fe之内，经过目镜Le 后成一放大的虚像 屮。
y 3应该位于人的明视距离处。
为了适合观察近处的小物体，显微镜物镜L0的焦距f 0应该选取比较小，一般在12.5-30.0mm 左右。
目镜主要作为放大镜，观察中 间像y2。
显微镜的视角放大率M 定义为最后的虚像和物体在明视距离处对人眼的张 角之比。
A D M eMMff 0e由上式可知，显微镜的视角放大率等于它的物镜的垂轴放大率和目镜的视角 放大率的乘积。
其中，D = 250mn 为明视距离，△为显微镜的物镜与目镜焦点之 间的距离，称为光学间隔。
毕业论文自组光学望远镜并测量其放大率
自组光学望远镜并测量其放大率摘要望远镜是最常见的助视仪器并且常常和其他的仪器组合使用。
了解望远镜的工作原理和结构，望远系统各个参数的定义和作用,不仅可以加深对光学系统的认识,还可以收获其他相关知识,以后使用其他相关仪器时更加得心应手。
望远镜通常分为伽利略望远镜和开普勒望远镜。
本次实验测量精度不是很高，但实验性很强，需要一定的动手能力和分析问题能力。
本文设计的是开普勒式单筒望远镜。
在整个设计过程中根据望远系统成像原理对镜筒、物镜、转像透镜、目镜、光阑等一系列参数进行设计、计算。
并根据计算结果对所需光学元件进行选择。
然后按照光路图进行组装。
组装完成后通过成像公式法和物像比较法测量自组光学望远镜的放大率。
在实验中,参阅大量有关资料,考虑实际情况，对实验中的数据进行分析总结，得出其放大率,和原先设计组装时望远镜放大率的期望值进行比较，分析造成误差的因素。
最后对本次设计作品进行总结，对以后改进自组望远镜有重要意义。
装关键词:自组望远镜；透镜；放大率订线Self-assem ｂｌed ｏptical telesc ｏｐe a ｎd me ａs ｕre its ｍagnific ａt ｉo ｎAbstractＴe ｌe ｓｃope ｉs the ｍost com ｍo ｎ v ｉsion aid ins ｔrument and is ｏｆt ｅn c ｏmbined to other ｉｎstrumen ｔｓ for u ｓe. Ｔｏ ｋno ｗ and mas ｔｅr the ｓｔructu ｒe ｐｒincip ｌe, adj ｕsting met ｈod, t ｈe m ａｇｎi ｆica ｔi ｏn con ｃept and meas ｕｒｅment m ｅｔhod of t ｅｌｅscopes, not only h ｅl ｐs u ｓ de ｅpe ｎ und ｅrst ａndin ｇ ｏf the im ａging p ｒinciple o ｆ ｌe ｎs, ｂｕt also h ｅｌp ｕs u ｓe othe ｒ ｏptical ｉn ｓｔruments properl ｙ. Th ｅ t ｅlesco ｐe ｉｓ d ｉvid ｅd ｉnto G ａl ｉｌeo te ｌescop ｅ ａｎd K ｅp ｌer. Ｔhough it ｓ mea ｓurin ｇ ａccura ｃｙ is no ｔ hig ｈ, ｔhe ex ｐｅriment i ｎ ｔｈis ｐaper, is ve ｒy expe ｒimen ｔａｌ, an ｄ ne ｅds ｃerta ｉn practi ｃal and anal ｙsis c ａp ａb ｉｌi ｔy. The t ｅlescope de ｓign ｅd in t ｈis paper is a K ｅｐl ｅr. In the ｄesi ｇn pro ｃe ｓｓ， a ｓe ｒie ｓ of parame ｔers, in ｃluding the fo ｃal len ｇｔｈ of ｔh ｅ ob ｊective len ｓ, ｆo ｃal ｌength of chang ｉn ｇ ｉmag ｉng lens, ａnd t ｈe f ｏca ｌ ｌe ｎｇt ｈ of eyepi ｅc ｅ, ｗe ｒｅ designe ｄ ａnd c ａlculated accor ｄi ｎg to th ｅ ima ｇin ｇ ｐｒinc ｉｐle of ｔh ｅ te ｌｅsco ｐｅ， ｔｈen ｔh ｅ pr ｏper o ｐｔｉca ｌ e ｌｅmen ｔs ｗere ch ｏsen a ｃc ｏｒd ｉng to the c ａlculat ｅｄ ｒｅsult ｓ, a ｎd all e ｌem ｅn ｔs were ａｓsem ｂled ac ｃｏｒd ｉｎg to i ｔｓ opt ｉcal ｐa ｔh ． A ｆｔer the assembly ， t ｈe m ａｇn ｉficat ｉon of ｓel ｆ-assemb ｌed op ｔical telｅsc ｏp ｅ was measure ｄ in a ｃcord ａn ｃｅ with ｔhe ｉｍａｇing ｆormula ． I ｎ th ｅ exp ｅrim ｅnt, a large ｎumb ｅｒ of mat ｅrials w ｅr ｅ refer ｒｅd. Co ｎsidering the actual ｓituation, the ａu ｔhor ana ｌyzed and s ｕmmarized the e ｘｐｅrimen ｔａl da ｔa to conc ｌude the magn ｉfic ａt ｉｏn. Th ｅ expec ｔｅｄ ma ｇnificatio ｎ ｉn ｏrigina ｌ de ｓｉgn ｗas ｃompared with the ａctual ｄa ｔa to ａna ｌｙze th ｅ ｆac ｔors ｔhat c ａused th ｅ err ｏr. The ｅｘｐe ｒi ｍe ｎｔ ha ｓ i ｍpor ｔａnt ｓigni ｆｉcance fo ｒ fu ｔｕre improvement o ｆ ｓelf-a ｓsem ｂｌed te ｌe ｓcopes.Keywor ｄｓ：ｓelf-ａs ｓembl ｅd t ｅle ｓcope ；lens;ma ｇn ｉf ｉc ａtion装订线1 引言 .................................... 错误!未定义书签。
测望远镜放大率
式中β是物镜的横向放大率，ME是目镜的放大率，fo′，fE′ 为物镜和目镜的像方焦距，Δ是显微镜的光学间隔，SO＝25cm为正常人眼的明视距离。由上式可知，显微镜的镜筒越长，物镜和目镜的焦距越短，放大率就越大，通常物镜和目镜的放大率，是标在镜头上的。
图3
用望远镜或显微镜观察物体时，一般视角均甚小，因此视角之比可用其正切之比代替，于是光学仪器的放大率M可近似地写成
横向放大率为:
像距改变量：
被测透镜焦距： （1）
2．望远镜的构造及其放大原理。
望远镜通常是由两个共轴光学系统组成，我们把它简化为两个凸透镜，其中长焦距的凸透镜作为物镜，短焦距的凸透镜作为目镜。物镜的作用是将远处物体发出的光经会聚后在目镜物方焦平面上生成一倒立的实像，而目镜起一放大镜作用，把其物方焦平面上的倒立实像再放大成一虚像，供人眼观察。图2所示为开普勒望远镜的光路示意图，图中L0为物镜，Le为目镜。用望远镜观察不同位置的物体时，只需调节物镜和目镜的相对位置，使物镜成的实像落在目镜物方焦平面上，这就是望远镜的“调焦”。
由理论计算可得望远镜(Δ＝0)的放大率为：
（3）
式中fo′，fE为物镜和目镜的焦距，上式表明，物镜的焦距越长、目镜的焦距越短，望远镜的放大率则越大.。开普勒望远镜(fo′＞o，(fE′＞0)，放大率Γ为负值，系统成倒立的像；而对伽利略望远镜(fo′＞0，(fE′＜0)，放大率Γ为正值，系统成正立的像。因实际观察时．物体并不真正处于无穷远，像亦不成在无穷远，但式（3）仍近似适用。
显微镜和望过镜的光学系统十分相似、都是由物镜和目镜两部分组成．
对于望远镜，两透镜的光学问隔近乎为零，即物镜的像方焦点与目镜的物方焦点近乎重合。望远镜可分为两类：若物镜和目镜的像方焦距均为正(即两个都是会聚透镜)，则为开普勒望远镜；苦物镜的像方焦距为正(会聚透镜)．目镜的像方焦距为负(发散透镜)，则为伽利略望远镜．图2所示为开普勒望远镜的光路示意图．远处物体PQ经物镜LO后在物镜的像方焦点F’上成一倒立实像P’Q’，像的大小决定于物镜焦距及物体与物镜间的距离． 像P’Q’一般是缩小的．近乎位于目镜的物方焦面上，经目镜LE放大后成虚像P’’Q’’于观察者眼睛的明视距离与无穷远之间。
望远镜和显微镜放大率的测定
望远镜和显微镜放大率的测定望远镜和显微镜是最常用的助视光学仪器，常组合于其它实验装置中使用，如光杠杆、测距显微镜、分光仪等。
了解它们的构造原理并掌握它们的调节使用方法，不仅有助于加深理解透镜的成像规律，也为正确使用其它光学仪器打下基础。
Ⅰ 望远镜放大率的测定【实验目的】1、了解望远镜的构造原理并掌握其正确使用方法。
2、测定望远镜的放大率。
【实验原理】1．光学仪器的角放大率望远镜被用于观测远处的物体，显微镜被用于观测微小的物体，它们的作用都是将被观测物体对眼睛光心的张角（视角）加以放大。
显然，同一物体对眼睛所张的视角与物体离眼睛的距离有关。
在一般照明条件下，正常人的眼睛能分辨在明视距离cm 25处相距为～的两点。
此时，这两点对眼睛所张的视角约为1′，称为最小分辨角。
当远处物体（或微小物体）对眼睛所张视角小于此最小分辨角时，眼睛将无法分辨。
因而需借助光学仪器（如放大镜、望远镜、显微镜等）来增大对眼睛所张的视角。
它们的放大能力可用角放大率表示，其定义为：Φψ≈Φψ=tg tg m (1)式中为明视距离处物体对眼睛所张的视角，为通过光学仪器观察时，在明视距离处的成像对眼睛所张的视角。
由于视角的角度值很小，故在具体计算是常用它的正切值予以替代。
图(1) 凸透镜放大的示意图以凸透镜为例，如图(1)所示：为凸透镜，被观测物长为，距眼睛为时，对眼睛的视角为。
当物体置于透镜焦平面以内的位置时，可得放大的虚像''B A ，像长为。
调整物距u ，使像到眼睛的距离为明视距离，对眼睛所张的视角为。
则此凸透镜的放大率为: (2)当透镜焦距较小（即）时，则 (3)由上式可见，减小凸透镜的焦距可以增大它的放大率。
凸透镜是最简单的放大镜。
式（3）就表示放大镜的放大率。
由于单透镜存在像差，它的放大率一般在3倍（3）以下。
为提高其放大率并保持较好的成像质量，常由几块透镜组成复合放大镜。
复合放大镜的放大率仍由式（3）计算，式中f 代表透镜组的焦距，其放大率可达20。
望远镜和显微镜组装和放大率的测定 实验论文
普通物理实验C课程论文题目________________________学院_____________________专业_____________________年级_____________________学号_____________________姓名_____________________指导教师_____________________论文成绩_____________________答辩成绩_____________________年月日1望远镜和显微镜组装和放大率的测定刘清武（222011315231260）西南大学物理科学与技术学院重庆400715摘要：本论文主要探讨望远镜和显微镜的构造和放大原理，完成其组装，并测定他们的放大率。
主要包括介绍显微镜，开普勒望远镜以及伽利略望远镜的原理，叙述实验的过程，分析实验理论中的缺陷，并提出了一定的改进方案。
关键词：，视觉放大率，显微镜，望远镜，凸透镜，凹透镜。
引言：显微镜和望远镜是最常用的助视光学仪器，经常被组合在其他的仪器中。
因此，了解并掌握它们的结构原理和调节方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加深理解透镜成像规律，也有助于正确使用其他光学仪器。
科学的发展，日新月异，进步神速，许多科学前辈为显微镜和望远镜的研究作出了很多改进，仪器更加趋于精细。
同时他们创造并改进了一系列的测量仪器放大率的方法。
然而，今天测量望远镜和显微镜的放大率仍是个棘手的问题。
因此，我们做了这个实验并做出了一定的改进。
实验原理光学仪器的视觉放大率：显微镜观测微小物体，望远镜用于观测远处的目标，它们的作用都是把人体的眼睛的张角（视角）加以放大。
显然，同一物体对人眼所张的视角与物体离人眼的距离有关。
在一般照明条件下，人眼一般能分辨在明视距离处相距0.05-0.07mm的两点，此时人眼的张角为1’，为最小分辨角。
当微小物体的对人眼的张角小于这个角时，人眼只能借助光学仪器才可以看清楚。
自组显微镜实验报告
显微镜和放大镜设计预习说明：在本实验中，读者应充分了解显微镜和放大镜的成像原理，以及视觉放大率的定义。
因此预习报告请包含以下内容：1、 光学仪器视觉放大率的定义2、 显微镜和放大镜的成像原理（光路图、理论放大率公式）3、 显微镜和放大镜的放大率测量方法（光路图）4、 需要哪些仪器（根据光路图即可得出）5、 测量步骤，测量中可能出现的问题及解决办法。
6、 测量数据表格一、实验目的1、了解显微镜和放大镜的基本光学系统及放大原理，以及视觉放大率等概念2、学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法；3、学会测量显微镜和放大镜的视觉放大率。
二、实验原理（一）、光学仪器的视觉放大率显微镜被用于观测微小的物体，望远镜被用于观测远处的目标，它们的作用都是将被观测的物体对人眼的张角（视角）加以放大。
显然，同一物体对人眼所张的视角与物体离人眼的距离有关。
在一般照明条件下，正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为0.05～0.07mm 的两点。
此时，这两点对人眼所张的视角约为/1，称为最小分辨角。
当微小物体（或远处物体）对人眼所张视角小于此最小分辨角时，人眼将无法分辨，因而需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。
这是助视光学仪器的基本工作原理，它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示，其定义为/tan tan w wΓ= （1）式中，w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角，/w 为通过光学仪器观察时在明视距离处的成像对眼睛所张的视角。
（二）、显微镜及其视觉放大率最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。
其中，物镜的焦距很短，目镜的焦距较长。
它的光路如图所示，图中的o L 为物镜（焦点在o F 和/o F ）,其焦距为o f ；e L 为目镜，其焦距为e f 。
将长度为1y 的被观测物AB 放在o L 的焦距外且接近焦点o F 处，物体通过物镜成一放大的倒立实像//A B (其长度为2y )。
此实像在目镜的焦点以内，经过目镜放大，结果在明视镜D 上得到一个放大的虚像////A B (其长度为3y )。
显微镜望远镜放大率的测定
实验二、显微镜 望远镜放大率的测定
一、目的：
1、了解显微镜、望远镜的构造原理，掌握使用方法
2、测定放大率
二、仪器及工具
刻度尺、微尺各一支、读数显微镜一台、望远镜一台、显微镜一台
三、原理：
显微镜和望远镜的放大率M 定义为：
L
L
M E ∆∆=∂∂=
10视角不用仪器时物体所张的角用一起时虚象所张的视
对显微镜：1L ∆为虚象的长度 L ∆为微尺（物）的长度 对望远镜：1L ∆为物镜的直径 L ∆为目镜光斑的直径
四、实验内容： 1、 测显微镜的放大率
10倍505=⨯
7.49=M 7.0=∆M 7.07.49±=∆±=M M M %5.1=∆=M M
E
40倍2005=⨯
2.199=M 8.0=∆M 8.02.199±=∆±=M M M %4.0=∆=M M
E
2、测望远镜的放大率：
★注意事项：
1，仪器调节要仔细，显微镜由下向上调节；
2，微尺不能安装颠倒。
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自组望远镜或显微镜并测量其视觉放大率
望远镜和显微镜都是助视光学仪器，是观察或测量时常用的仪器，它们有时也是其他一些光学仪器(如分光计等)的重要组件。
因此，了解它们的构造原理并掌握它们的使用方法不仅有利于加深理解透镜成像的规律，而且能为正确使用其他光学仪器打下基础。
实验目的
(1)了解望远镜和显微镜的构造及其放大原理，并掌握其使用方法；
(2)了解视放大率等的概念并掌握其测量方法；
(3)进一步熟悉透镜成像规律。
实验原理
望远镜主要用于观察远处的目标，显微镜主要用于观察近处的微小物体，它们的作用都是增大被观察物对人眼的张角，起着视角放大的作用。
两者的光学系统比较相似，都是由物镜和目镜组成，物体先通过物镜成一中间像，再通过目镜来观察。
两者对物体的放大能力都是通过视放大率来表示(在本实验中我们只关心放大率的大小，不考虑其符号)。
望远镜(telescope)
基本的望远系统是由物镜和目镜组成的无焦系统，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合。
无穷远物体发出的光经物镜后在物镜焦平面上成一倒立缩小的实像，再利用目镜(短焦距)将此实像成像于无穷远处，使视角增大，利于人眼观察。
为了利于对远处物体的观测，望远镜物镜的焦距一般较长。
图1 望远镜的基本光学系统图
图1所示的望远镜，物镜与目镜均为会聚透镜，这种望远镜称为开普勒望远镜，其优点是可在物镜与目镜之间的中间像平面上安装分划板(其上有叉丝和刻尺)以供瞄准或测量。
实验装置中用到的望远镜(如分光计上的望远镜、光杠杆系统中的望远镜等)均为开普勒望远镜，在中间像平面上装有分划板。
实际上，为方便人眼观察，物体经望远镜后一般不是成像于无穷远，而是成虚像于人眼明视距离处；而且为实现对远近不同物体的观察，物镜与目镜的间距即镜筒长度可调，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点可能会不重合。
使用望远镜时，观察者应先调目镜（这称为视
度调节）看清分划板，使分划板成像于人眼明视距离处，再调节望远镜镜筒长度（这称为调焦），即改变物镜、目镜间距，使被观察物清晰可见并与分划板叉丝无视差（中间像落在分划板平面上）。
1）望远镜的视放大率
视放大率Γ定义为目视光学仪器所成的像对人眼的张角(记为'ω)的正切与物体直接对人眼的张角(记为ω)的正切之比，即
ω
ωΓtan 'tan = （1） 对图1所示的望远镜，由于物在无穷远处，则物直接对人眼的张角等同于物对望远镜物镜的张角ω，根据几何光路可知
''tan o f y =
ω '
'''tan e e f y f y ==ω 因此，望远镜的视放大率为 '
'e o T f f =Γ （2） 式中e f 、'e f 分别是L e 的物方焦距、像方焦距，e e f f ='。
如果物镜和目镜焦距已知，则可以计算出望远镜的视放大率。
且物镜的焦距越长、目镜的焦距越短望远镜的放大率越大。
图2 测望远镜的放大率图
实际测量望远镜无焦系统的视放大率时，可以利用图2的光路。
当物y 较近，物距L 1较小，即)'/'1('1e o o f f f L +<时，物镜所成的像会位于O e 点右侧(实像)或O o 左侧(虚像)，经目镜后，即成缩小的实像y ”于O e 点右侧，用仪器测出像高y ”，从三角关系可得出
"
'''y y f f f f e o e o T ===Γ （3） 因此无焦系统的视放大率可测出。
2）物像共面时的视放大率
当望远镜的被观察物位于有限远时，望远镜的视放大率可以通过移动目镜把像y ”推远到与物y 在一个平面上时来测量，如图3所示。
此时
L y "'tan =ω L
y =ωtan 式中，L 为远处物体到目镜的距离。
于是可得出望远镜物像共面时的视放大率为
y
y T "=Γ （4）
图3 测望远镜物像共面时的视放大率
根据几何关系还可以推出
)
'()'(''1o e e o T f L f L f f -+=Γ （5） 显然此时的放大率与物、像都在无穷远时的视放大率不完全相同，但当物距L 1大于20倍物镜焦距时，两者的差别就不太明显了。
显微镜(microscope)
显微镜的基本光学系统如图4所示，它的物镜和目镜都是会聚透镜，位于物镜物方焦点外侧附近的微小物体经物镜后先成一放大的实像，此实像再经目镜成像于无穷远处，这两次放大都使得视角增大。
为了适于观察近处物体，显微镜物镜的焦距很短。
显微镜物镜L O 的像方焦点F o ’与目镜L e 的物方焦点F e 之间的距离δ称为显微镜的光学间隔，放大倍数一定时，光学间隔、镜筒长度也固定不变。
常用显微镜如工具显微镜、读数显微镜等物镜与目镜之间的中间像平面上也安装有分划板利于瞄准或测量。
实际上，显微镜所成的像同样不是在无穷远而是在明视距离处。
使用时要先进行视度调节使分划板叉丝的像位于人眼明视距离处，再调整显微镜与被观察物之间的距离(称为调焦)使被观察物清晰可见并与分划板叉丝的像无视差。
图4 显微镜的基本光学系统
1）显微镜的视放大率
显微镜的视放大率定义为像对人眼的张角的正切与物在明视距离D ＝250mm 处时直接对人眼的张角的正切之比。
显微镜的视放大率可通过三角关系得出，即有
e o o e e e M
f f D y f Dy D y f y ΓβδΓ===='
'''/'/' （6）
式中，'//'o o f y y δβ==为物镜的横向放大率，'/e e f D =Γ，为目镜的视放大率。
从(6)式可以看出，显微镜物镜、目镜焦距越短、光学间隔越大，显微镜的放大倍数越大。
图5 测显微镜视放大率的仪器装配图
y —玻璃标尺（被观测的物） L o —物镜 L e —目镜 P 半透反射镜 AB —毫米标尺
显微镜视放大率的测量可以通过一个与主光轴成45°的半透半反镜把一带小灯的标尺成虚像至显微镜的像平面，直接比较测量像长y ”，即可得出视放大率
y
y M "=Γ (7)
2）测量显微镜
一些光学实验中测量像的大小时会用到测量显微镜。
它由横向放大率为固定值(一般为1.000)的物镜与测微目镜组成，使用时调整测量显微镜位置使得成像在叉丝平面上，则像的实际大小为测微目镜测量值除以横向放大率。
实验内容
组装望远镜或显微镜，测量其视放大率，并与理论值安宁比较。