显微镜参数测量实验
基于mirau干涉显微镜的微光学表面参数测量研究
３微小表面面形和球面曲率半径的测量研究硕士论文ｊ３微小表面面形和球面曲率半径的测量研究球面曲率半径限ａｄｉｕｓｏｆｔｌｌｅＣｕⅣａｔｕｒｅ，ＲＯＣ）是决定透镜光学性能的主要参数之一，而表面形貌决定着表面成像质量的优劣。
本章将从条纹分析术及移相干涉术出发，分别研究根据静态单幅干涉图和动态多幅干涉图分析微表面形貌与球面曲率半径的方法。
其中，条纹法主要用于研究球面曲率半径的测量方法，重点研究怎样尽可能的抑制噪声的影响，移相干涉法中着重分析、比较不同移相算法对误差的敏感程度３．１概述球面曲率半径的测量有很多种，主要可分为接触式和非接触式。
如激光球面干涉仪法、球径仪法、刀口仪法、平行板剪切干涉法、自准直显微镜法、球面样板法、牛顿环法、自准直望远镜法、莫尔偏折术法以及干涉显微镜法等【３３１。
不同的测量方法有着各自不同的特点，现着重概述以下几种方法的原理及优、缺点。
（１）球面样板法测量原理如图３７１所示，使选用的球面样板的ＲＯＣ与被测球面的ＲＯＣ的标准值相同，在被测球面与标准球面样板之间会产生空气层，当两者的ＲＯＣ相同时，空气层厚度处处相等，不会产生条纹，若不等则会产生若干条环形条纹。
这样，在已知样板Ｉ的Ｃ的情况下，根据换算公式，就可求出被测球面的ＲＯＣ。
ｉ眵≤Ｉ形形Ｉｌ、捌黼一一…………———１厂——一一——————Ａｒ、ｌ＼～，／ｈ图３．１球面样板法测量原理图图３．２球径仪测量原理图（２）球径仪法的基本原理是通过被测球面上某部分球缺对应的弦半径和矢高的相关运算进而获得球面的Ｉ的Ｃ。
如图３．２所示为其测量原理图，其中Ｃ∞为被测球面的一部分，Ｄ是球面的球心，ＣｆＤ为对应的弦，彳Ｃ＝彳Ｄ＝厂是弦半径，彳Ｂ＝办为矢高。
在直角三角形洲Ｄ中：。
测量显微镜操作指南说明书
测量显微镜操作指南说明书一、引言测量显微镜是一种重要的实验设备，广泛应用于科学研究、医学诊断和工业生产等领域。
本操作指南旨在提供对测量显微镜正确操作的详细说明，以帮助用户充分发挥其功能并获得准确可靠的测量结果。
二、器材准备在开始使用测量显微镜之前，请确保以下器材的准备：1. 测量显微镜主机：保证显微镜主机完好无损，镜头清洁。
2. 显微镜目镜和物镜：选择合适的目镜和物镜组合，根据需要调整倍数。
3. 光源：确保光源充足且均匀，在实验过程中保持稳定。
4. 校准标准物：选择适当的标准物进行校准，如标尺或标准样品。
三、调整显微镜1. 将测量显微镜主机放置在平稳的工作台上，并确保其水平。
2. 使用调焦手轮将物镜调至低倍数，将目镜视距调至适合的位置。
3. 通过调节液晶屏或透镜，确保目测视野清晰且无明显畸变。
4. 使用刻度盘校准器来检查目测视野中的刻度与实际值的差距，进行调整直至准确无误。
四、测量操作1. 将待测样品放置在显微镜台上，调整样品位置以确保其与测量尺度平行。
2. 使用调焦手轮将物镜调至所需倍数，通过调节目镜视距和焦距，使样品清晰呈像。
3. 使用刻度盘校准器或双目镜测微仪进行精确测量，记录结果。
4. 若需多个测量点，移动样品或显微镜台，重复上述测量过程，确保准确性和一致性。
五、注意事项1. 在使用测量显微镜之前，确认测量范围和要求，并选择合适的目镜和物镜组合。
2. 操作时需小心轻柔，避免碰撞和摩擦，保持显微镜镜头的清洁。
3. 在进行测量前，对测量范围内的标准物进行校准，确保测量结果的准确性。
4. 注意光源的充足和稳定性，保持适当的照明亮度，以避免影响样品的观察和测量。
5. 根据需要进行标定和校准，并在实验过程中根据实际情况调整测量参数。
六、维护与保养1. 使用完毕后，及时关闭测量显微镜电源，并将其安全放置在干燥、清洁的环境中。
2. 定期对显微镜进行清洁和维护，除去镜头上的污渍和尘埃，确保视野的清晰和准确。
细胞的显微测量实验报告
细胞的显微测量实验报告
实验目的：
本实验旨在了解如何使用显微镜对细胞进行测量，并通过测量结果分析细胞形态特征。
实验仪器：
显微镜、移液器、消毒液、生物镜、尺子、荧光染色试剂。
实验步骤：
1.取适量细胞置于荧光染色液中，等待染色完成。
2.将染好色的细胞平铺在生物镜上。
3.使用显微镜观察细胞，并逐一进行测量，包括细胞大小、形状、伸展程度等方面。
4.用移液器将细胞取出，放入去离子水中，洗去荧光染色试剂。
5.观察洗净后的细胞颜色变化，并重新进行测量。
实验结果：
通过显微镜的观察和测量，我们得出了细胞的大小、形状、伸
展程度等方面的数据。
实验表明，细胞的大小和形状在染色前后
有所变化，同时细胞的伸展程度也有所不同。
结论：
本实验通过对细胞的显微测量与分析，了解了细胞的形态特征
以及染色过程中的颜色变化。
同时，它为细胞学及其他生命科学
领域的研究提供了重要的实验基础。
01显微镜光学特性分析及参数测量
实验一 显微镜光学特性分析及参数测量[实验目的]1．了解显微镜的结构及其光学特性参数。
2．掌握测量显微镜的视觉放大率、视场、数值孔径的原理和方法。
[仪器和装置]待测显微镜(10×物镜、5×目镜)，测微目镜，小孔光阑，标准刻尺，照明光源[实验原理]显微镜是一种极为重要的目视光学仪器，它是人们用以观察小物体和认识微观世界的重要工具。
显微镜由物镜和目镜两部分组成。
1. 视觉放大率被观察的目标首先经物镜进行尺寸放大，然后由目镜组进行视觉放大。
所以显微镜的视觉放大率显Γ是物镜垂轴放大率β和目镜视觉放大率目Γ的乘积250f f β∆⨯ΓΓ''显目显目＝＝－ （1-1） 由几何光学可知，物镜的放大率β=物－f ∆ ，目镜的放大率250f Γ目目＝，根据式（1-1）分别测量出显微物镜的垂轴放大率β和目镜的视觉放大率目Γ，即可得出显微镜的视觉放大率显Γ。
2. 视场通常是以能观察到的物平面上的最大尺寸作为显微镜的线视场，以毫米为单位。
显微镜的视场受安置在显微物镜像平面上的视场光阑所限制。
显微镜的放大率愈大，其线视场愈小。
测量显微镜的视场，可以用显微镜来观测标准毫米分划的刻度尺完成。
3. 数值孔径显微物镜数值孔径是显微镜分辨率和成象照度的基本判据。
数值孔径越大，显微镜的分辨率越高，照度也越大，因此它是显微镜的主要光学特性参数之一。
显微物镜的数值孔径等于物平面中心发出的成象光束孔径半角u 的正弦与物方折射率n 的乘积，用符号NA 表示，即N A = nsinu 。
对在空气中的物镜，物方折射率n ＝１，故N A = sinu 。
由数值孔径NA 的定义可知，若物方介质的折射率已确定，则只需测量物方孔径半角u 值即可通过计算求得NA 。
1－目镜2－被测显微物镜3－小孔光阑4－刻度尺图1 测量数值孔径的原理图图1是测量物方孔径角的原理图。
小孔光阑3放在物镜工作平面中心。
在距小孔光阑d 处安置一根标准刻尺4，刻尺上A 、B 两点发出的光线经小孔光阑后被物镜成象，因A 、B 两点之外发出的光线被物镜框挡住，不能参加成象，因而A 、B 对小孔光阑3的张角2u 就是孔径角2u 。
显微镜测光栅常数实验实验总结反思
显微镜测光栅常数实验实验总结反思引言实验室中，显微镜测光栅常数是一项常见的物理实验。
通过测量光栅上的条纹间距和一些已知参数，我们可以计算出光栅的常数。
本文将对显微镜测光栅常数的实验进行总结和反思，探讨实验中遇到的问题和解决方法，以及实验结果的可靠性和应用前景。
实验目的本次实验的目的是通过显微镜观察光栅上的条纹，并利用测量数据计算出光栅的常数。
光栅常数是光栅的一个重要参数，可以用于研究光的干涉、衍射等现象。
实验原理光栅是一种有规律的光学元件，通过其表面的周期性结构，可以产生干涉和衍射现象。
在本实验中，我们通过显微镜观察光栅上的条纹，并通过测量条纹的间距来计算光栅的常数。
实验原理主要包括以下几个方面： 1. 光栅的定义：光栅是一种具有周期性结构的光学元件，它由一系列平行的透明区域和不透明区域组成。
2. 条纹干涉原理：光栅的光学效应是基于多波干涉的原理，当平行入射的光通过光栅时，会形成一系列的亮暗条纹。
3. 条纹间距计算：根据光栅的常数和入射光的波长，可以计算出条纹的间距。
光栅的常数即为光栅上单位长度内的透明或不透明区域的数量。
实验步骤本次实验的具体步骤如下： 1. 准备实验材料：显微镜、光源、光栅等。
2. 调整实验装置：将光源和光栅固定在适当的位置，确保入射光线垂直照射在光栅上。
3. 调整显微镜：通过调整显微镜的焦距和放大倍率，使得光栅上的条纹能够清晰地观察到。
4. 观察条纹：用显微镜观察光栅上的条纹，并记录下条纹的数量和长度。
5. 数据处理：根据观察到的条纹数量和长度，计算出光栅的常数。
实验结果根据实验步骤进行实验，并根据观察到的条纹数量和长度，我们计算出了光栅的常数。
实验结果如下： - 条纹数量：观察到的条纹数量为10个。
- 条纹长度：观察到的条纹长度为2毫米。
- 光栅常数：根据上述数据计算，光栅的常数为0.2毫米。
实验问题及解决方法在实验过程中，我们遇到了一些问题，但通过一些改进和调整，我们成功地解决了这些问题。
email光切显微镜实验讲解
实验3—1 用光切显微镜测量表面粗糙度 一、实验目的1. 了解用光切显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。
2. 加深对粗糙度评定参数轮廓最大高度Rz 的理解。
二、实验内容用光切显微镜测量表面粗糙度的Rz 值。
三、测量原理及计量器具说明参看图1，轮廓最大高度Rz 是指在取样长度lr 内，在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp 与最大轮廓谷深Rv 之和称之为轮廓最大高度 。
即Rz = Rp + Rv图1 图2光切显微镜能测量80~1μm 的粗糙度，用参数Rz 来评定。
光切显微镜的外形如图2所示。
它由底座1、工作台2、观察光管3、投射光管11、支臂7和立柱8等几部分组成。
光切显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图3所示。
被测表面为P 1、P 2阶梯表面，当一平行光束从450方向投射到阶梯表面上时，就被折成S 1和S 2两段。
从垂直于光束的方向上就可在显微镜内看到S 1和S 2两段光带的放大象1S '和2S '。
同样，S 1和S 2之间距离h 也被放大为1S '和2S '之间的距离1h '。
通过测量和计算，可求得被测表面的不平度高度 h 。
图4为光切显微镜的光学系统图。
由光源1发出的光，经聚光镜2、狭缝3、物镜4以450方向投射到被测工件表面上。
调整仪器使反射光束进入与投射光管垂直的观察光管内，经物镜5成象在目镜分划板上，通过目镜可观察到凹凸不平的光带（图5 b ）。
光带边缘即工件表面上被照亮了的h 1的放大轮廓象为h 1′，测量亮带边缘的宽度h 1′，可求出被测表面的不平度高度h 1：1h ＝1h cos450＝Nh'1cos450式中 N —物镜放大倍数。
图 3 图 4为了测量和计算方便，测微目镜中十字线的移动方向（图5a ）和被测量光带边缘宽度h 1′成450斜角（图5b ），故目镜测微器刻度套筒上读数值h 1′与不平度高度的关系为：1h ''＝020145cos 45cos Nh h ='所以 h ＝Nh N h 245cos 1021"=" 式中，N21＝C ，C 为刻度套筒的分度值或称为换算系数，它与投射角α、目镜测微器的结构和物镜放大倍数有关。
金相显微镜的使用实验报告
金相显微镜的使用实验报告金相显微镜的使用实验报告引言：金相显微镜是一种用于观察金属材料的内部结构和组织的重要工具。
通过使用金相显微镜，我们可以深入了解金属材料的晶体结构、晶粒大小和分布、相的组成以及其他微观结构特征。
本实验旨在探索金相显微镜的使用方法，并通过观察和分析样品的显微图像，对金属材料的组织和性质进行研究。
实验步骤：1. 样品准备：在开始实验之前，我们需要准备好金属材料的样品。
选择适当的金属材料，并将其切割成适当大小的薄片。
确保样品表面光洁，以便在显微镜下观察。
2. 样品封装：将样品封装在透明的树脂中，以便在显微镜下观察。
封装过程需要小心操作，以避免空气泡和杂质的产生。
3. 研磨和抛光：为了获得清晰的显微图像，我们需要对样品进行研磨和抛光处理。
首先，使用粗砂纸对样品进行研磨，然后逐渐使用细砂纸进行抛光。
最后，使用细研磨液和抛光液对样品进行最后的抛光处理。
4. 显微镜操作：将样品放置在金相显微镜的载物台上，并调节显微镜的焦距和放大倍数。
使用适当的光源照明样品，并通过调整对比度和亮度来获得清晰的显微图像。
5. 图像分析：观察样品的显微图像，并使用金相显微镜配套的软件进行图像分析。
通过测量晶粒大小、相的分布和形状等参数，可以获得关于样品组织和性质的重要信息。
实验结果与讨论：通过使用金相显微镜观察和分析样品的显微图像，我们可以得到以下实验结果和讨论：1. 晶粒大小分布：通过测量样品中晶粒的大小和分布，我们可以了解金属材料的晶体生长情况。
晶粒越大，通常意味着材料的力学性能越好，因为大晶粒可以提供更多的晶界来阻止位错的移动。
2. 相的组成：通过观察样品中不同相的分布和形状，我们可以确定金属材料的组成。
不同的相具有不同的化学成分和晶体结构，其对材料的性能和用途有着重要影响。
3. 缺陷和杂质：金相显微镜可以帮助我们观察和分析样品中的缺陷和杂质。
缺陷和杂质的存在可能会影响材料的力学性能和耐腐蚀性能，因此对其进行准确的检测和分析是非常重要的。
万能工具显微镜螺纹参数 测量螺距和中径
用万能工具显微镜测量螺纹螺距及中径一、实验目的1、了解万能工具显微镜的测量原理及结构特点，并学会使用。
2、掌握用万能工具显微镜测量外螺纹中径，螺距的原理及方法。
二、测量原理万能工具显微镜测量原理为影像法，通过放大被测工件及标准尺在显微镜下测量微小的尺寸。
三、实验步骤1、螺纹中径测量（a）将立柱顺着螺纹方向倾斜一个螺旋升角ψ；（b）找正米字线交点位于牙型沟槽宽度等于基本螺距一半的位置上，（c）将目镜米字线中两条相交60度的斜线分别与牙型影象边缘相压：记录下横向千分尺读数，得到第一个横向数值a1、a2；（d）将立柱反射旋转到离中心位置一个螺纹升角ψ，依照上述方法测量另一边影象，得到第二个横向读数a3、a4 ；（e）两次横向数值之差，即为螺纹单一中径：d2左=a4－a2 ，d2右=a3－a1，最后取两者平均值作为所测螺纹单一中径。
2、螺纹螺距测量：（a ）使目镜米字线的中心虚线与螺纹牙型的影象一侧相压； （b ）记下纵向千分尺的第一次读数，然后移动纵向工作台过五个螺距，再次使虚线与相邻牙的同侧牙型相压，记下第二次读数，算出两次读数之差即为五个螺距之和；（c ）在螺纹牙型左右两侧进行两次测量，取其平均值为螺距的实测值： 2555右（实）左（实）实P P P += 四、数据记录及处理1、螺距左侧：5左（实）P =18.94-13.58=5.36mm右侧：右（实）5P =18.37-13.67=4.7mm所以： 2555右（实）左（实）实P P P +==5.03mm P=1.0mm2、中径（mm ）所以： d 1左=a 4－a 2=15.50mmd 1右=a 3－a 1=15.28mmd 1= (d 1左+d 1右)/2=15.39mm。
读数显微镜测透镜曲率半径实验报告数据
读数显微镜测透镜曲率半径实验报告数据一、实验目的本实验旨在通过使用读数显微镜测量透镜曲率半径，深入了解透镜的性质和特点，提高实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理透镜是一种光学器件，具有使光线聚焦或发散的作用。
透镜的曲率半径是描述其形状的一个重要参数。
在本次实验中，我们使用读数显微镜来测量透镜的曲率半径。
读数显微镜是一种精密测量仪器，它可以对物体进行高精度的测量。
在本次实验中，我们将使用读数显微镜来测量透镜两面的曲率半径，并计算出平均值作为最终结果。
三、实验步骤1. 准备工作：将待测透镜放置在平整水平台上，并用纸巾轻轻擦拭干净。
2. 测量凸面：将读数显微镜放置于凸面上方，调节仪器使其垂直于透镜表面。
记录下初始读数，并向下移动仪器，直到观察到清晰的刻度线。
记录下此时的读数，并计算出凸面的曲率半径。
3. 测量凹面：将读数显微镜移至透镜的另一侧，重复步骤2，计算出凹面的曲率半径。
4. 计算平均值：将凸面和凹面的曲率半径相加，并除以2，得到最终结果。
四、实验数据1. 透镜直径：20mm2. 凸面读数：初始读数：6.20mm最终读数：5.52mm测量值：0.68mm3. 凹面读数：初始读数：6.10mm最终读数：5.50mm测量值：0.60mm五、数据处理与分析1. 计算凸面曲率半径：由于透镜直径为20mm，因此凸面曲率半径为：R1 = (L^2 + D^2) / 2L = (0.68^2 + 20^2) / 2*0.68 = 196.47mm2. 计算凹面曲率半径：由于透镜直径为20mm，因此凹面曲率半径为：R2 = (L^2 + D^2) / 2L = (0.60^2 + 20^2) / 2*0.60 = 187.78mm3. 计算平均值：将凸面和凹面的曲率半径相加，并除以2，得到最终结果：R = (R1 + R2) / 2 = (196.47 + 187.78) / 2 = 192.13mm六、实验结论通过使用读数显微镜测量透镜的曲率半径，我们得到了透镜的平均曲率半径为192.13mm。
显微系统的搭建
课程名称：应用光学实验项目名称：显微系统的搭建与特性参数测量实验图1 简单显微镜的光路图为物镜（焦点在F o和F o′），其焦距为f o；L e为目镜，其焦距为f e。
将长度为的焦距外且接近焦点F o处，物体通过物镜成一放大倒立实像A′B′ (其长度为在目镜的焦点以内，经过目镜放大，结果在明视距离D上得到一个放大的虚像A″B″（其长度为对于被观测物AB来说是倒立的。
由图1可见，显微镜的视角放大率为γ=tanψtanϕ=−y3−l2′y1−l2′=−y3−y2∙−y2y1(1)图2 国标A4分辨力板图3 国标A4分辨力板部分放大图图4 显微物镜工作距示意图图5 显微目镜然后再通过软件的像素距离读取功能，读取其中一组线对的宽度，再通过查表确定该线对的理需要在起点处点击鼠标，不松手拖动至终点，尽量保持直线与待测线对垂直，微调显微物镜的位置，使得最终清晰成像的大小与理论大小几乎一致（理论大小为线对的实际图6 垂轴放大率测量图7 显微系统的装配图系统的视觉放大率实测值：利用像高比物高得到显微系统的视觉放大率测量值Γ测可根据目镜的视角放大率和物镜的垂轴系统的视觉放大率理论值：系统的视觉放大率计算值Γ计放大率计算得到。
图8 显微系统线视场测量实验装配图图9 找到物镜放大倍率为10倍时的工作距离图10显微系统视觉放大率测量表4望远系统视觉放大率测量实验数据线宽条数总宽度经过显微系统后的理论大小（总宽度*理论视觉放大率）目镜读取的宽度μm 9 135μm 13500μm 13200 7.07μm 13 91.91μm 9191μm7.07μm 13 91.91 9191μm13.3μm 11 146.3 14630μm 15000图11望远系统线视场的测量六、实验数据分析及思考题：6.1显微物镜垂轴放大倍率与工作距离调整实验此时读到线对编号为8，对照表2国标分辨率对照表，可读出线宽为13.3μm，且总共有11条线，则总宽度：l=条数×线宽=11×13.3=146.3(μm)又已知显微物镜理论放大倍数是10，则经过显微物镜后的理论大小为理论大小：L∗=总宽度×理论放大倍数=146.3×10=1463(μm)软件读取的宽度如图9，L=1451.72(μm)相对误差E r=L∗−LL∗=1463−1451.721463×100%=0.771%<1.000%故，此时A4板准确位于显微物镜的工作距离处。
望远镜和显微镜实验报告
望远镜和显微镜实验报告BME8 鲍小凡 2008013215【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】 一、望远镜1、望远镜的基本光学系统无穷远处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，再利用目镜将此实像成像于无穷远处，使视角增大，利于人眼观察。
图1 望远镜的基本光学系统使用望远镜时，应先调目镜，看清分划板，再调镜筒长度。
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）。
2、望远镜的视放大率。
记目视光学仪器所成的像对人眼的张角为ω’，物体直接对人眼的张角为ω，则视放大率：tan 'tan ωωΓ=由几何光路可知：0'''tan ,tan '''e e y y y f f f ωω===因此，望远镜的视放大率：0''T e f f Γ=实际测量望远镜无焦系统的视放大率时，利用图二所示的光路图。
当物y 较近时，即物距：()100'1''e L f f f <+时，物镜所成的像会位于O e 右侧（实像）或左侧（虚像），经目镜后，即成缩小的实像y ’’，于是视放大率：00'''''T e e f f y f f y Γ===图2 测望远镜的视放大率图3、物像共面时的视放大率。
当望远镜的被观测物位于有限远时，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 在一个平面上来测量。
如图三。
此时：''tan ',tan y y L L ωω==于是可以得到望远镜物像共面时的视放大率：()()010''''''e T e L f f y y f L f +Γ==-可见，当物距L 1大于20倍物镜焦距时，它和无穷远时的视放大率差别很小。
万能工具显微镜的测量方法和注意事项
万能工具显微镜的测量方法和注意事项1 概述万能工具显微镜是一种多用途的光学机械式两坐标测量仪器，通常用影响法和轴切法测量精密机械零件的长度、角度和螺纹等。
以直角坐标或极坐标方法测量各种形状和位置复杂的机械零件的形状，例如扁平工件、光滑圆柱、椎体、螺纹的各项参数，刀具的轮廓角及其各项参数，样板和模具的几何形状，凸轮的坐标尺寸，圆弧半径、孔径和孔间距离等。
其长度测量读数可精确到微米，角度测量读数可精确到分，但在测量过程中一些细节的疏忽可导致其准确度大大降低。
本人在长期的工作实践中总结出一些经验。
2 测量方法2.1刀口法和轴切法：刀口法和轴切法是一种光学和机械综合的方法，主要测量螺纹的轴切面，这个方法也用于测量圆柱，圆锥和平的试件，因为调节误差极小不受外来影响。
例如：边缘不光洁，倒角遮住等影响。
应用这种方法的条件是试件要有光滑的平直的测量面，用手把测量刀移到靠住试件，它在测量平面上与试件接触。
对于圆形件，此测量平面与旋转轴相切，平行于刀口边缘的细线表示出试件的轴切面。
用角度测量目镜的基准刻线对准细线。
未磨损刀口的边缘与视场中通过十字线的对准轴线接触，在测量时不必考虑从细线到刀口边缘之间的距离，只有用磨损了的刀口测量时，才要求从量值中减去刀口的误差。
在这里需要注意的是：清除检验面上的灰尘和液体残迹，根据光隙检验刀口位置时，液体残迹会引起误差。
垫板和仪器的顶尖高度是配好的，不可调错，使用前要清洗一下。
2.2阴影法：阴影法纯粹的光学方法，它可以迅速的调节仪器来对准试件轮廓和比较形状。
这个方法要求试件放在自下而上的光路中，并处在对准显微镜的清晰范围内，这样才能得到试件的阴影像。
圆形工件的像是轴向平面的轮廓阴影，而平试件的阴影像决定于其边缘。
应用旋转目镜和角度测量目镜上的刻线与阴影相切而测量。
把试件的形状与自绘的图形比较时，可以用投影装置，使用双目观察。
2.3反射法：反射法和阴影法相似，也是光学接触法，反射法的特点是可以测量边缘和标记，例如：划线，样冲眼等此法也可以用旋转目镜的刻线图形来比较形状。
实验三表面粗糙度测量
实验三 表面粗糙度测量实验 3— 1用双管显微镜测量表面粗糙度一、实验目的1. 了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。
2. 加深对粗糙度评定参数轮廓最大高度Rz 的理解。
二、实验内容用双管显微镜测量表面粗糙度的Rz 值。
三、测量原理及计量器具说明参看图 1，轮廓最大高度 Rz 是指在取样长度 lr 内，在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高 Rp 与最大轮廓谷深 Rv 之和称之为轮廓最大高度 。
即Rz = Rp + Rvp 12p 34p5p 6ZZpZpZZZzv 45R3Zvv 6v 1 v 2ZvZZ ZZ中线lr图 1图 2双管显微镜能测量 80~1μ m 的粗糙度，用参数 Rz 来评定。
双管显微镜的外形如图 2 所示。
它由底座 1、工作台 2、观察光管 3、投射光管 11、支臂 7 和立柱 8 等几部分组成。
双管显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图3 所示。
被测表面为 P 1、 P 2 阶 梯表面，当一平行光束从 450方向投射到阶梯表面上时，就被折成 S 1 2和 S 两段。
从垂直于 光束的方向上就可在显微镜内看到S 1 2 和 S 2 1 2和 S 两段光带的放大象 S 1 。
同样， S 和S 之间 距离 h 也被放大为 S 1 和 S 2 之间的距离 h 1 。
通过测量和计算， 可求得被测表面的不平度高度 h 。
图 4 为双管显微镜的光学系统图。
由光源 1 发出的光，经聚光镜 2、狭缝 3、物镜 4 以450 方向投射到被测工件表面上。
调整仪器使反射光束进入与投射光管垂直的观察光管内，经物镜 5 成象在目镜分划板上， 通过目镜可观察到凹凸不平的光带 （图 5 b ）。
光带边缘即工件表面上被照亮了的 h 1 的放大轮廓象为 h 1′，测量亮带边缘的宽度 h 1′，可求出被测表面的不平度高度 h 1：h 1 ＝ h 1 cos450＝h 1cos450N式中N —物镜放大倍数。
显微镜参数测量实验
光电综合实验（1）实验报告姓名学号学院:专业:题目: 显微系统特性参数的测量指导教师：王小燕2010 年 1 月 22 日显微系统特性参数的测量一、实验目的通过对显微系统特性参数的实际测量，进一步掌握显微系统的基本成像原理，同时加深对其各参数的理解。
二、实验内容1.通过自组显微镜来提高学生的动手能力以进一步加深对显微系统理解。
2.更换目镜和物镜，测量不同显微系统的线视场、放大倍率。
3.使用显微镜观察光纤面板，并通过显微镜读数计算光纤直径。
三、实验仪器待测显微镜、25×测微目镜、10×目镜、8×物镜、3×物镜、标准刻尺、照明光源等。
四、测量原理（一）显微镜的原理示意如下图1所示：图1 显微镜原理示意图从图中可见，显微镜由物镜及目镜构成，显微镜的特点是有较大的光学间隔且其物镜的焦距不大，目镜的焦距也比较小。
被观测的物体首先经显微镜的物镜放大后其像再经目镜放大以供人眼观察，其成像过程是一个二次成像过程。
其系统放大率目Γ=Γβ （1）式中β为物镜的垂轴放大倍率，Γ目为目镜的视觉放大倍率。
(二) 显微镜线视场的检测从显微镜原理图可见，对于显微镜而言，分划板是其视场光阑，显微镜的线视场主要取决于视场光阑的大小，且显微镜的视觉放大率越大，它的物空间的线视场越小。
若在显微镜承物台上放置一标准玻璃刻尺，并以光源照明，令显微镜对标准玻璃刻尺进行调焦，使人眼通过显微镜看清其像，则显微镜中所能看到的最大刻线范围即为显微镜的线视场。
五、测量步骤（一）显微系统线视场的测量1、将标准刻尺放置在被测量显微镜的承物台上，固定好位置，并用光源照明刻尺。
2、更换显微镜的物镜（如果物镜的放大倍率选择过大则看不到刻尺的像），同时通过拔插的方式选择一个适合的目镜，转动旋钮令显微镜对刻尺进行调焦，直至看到刻尺的清晰的像，若通过调整只能看见刻尺的模糊的像，则还需更换目镜进行相应的视度调节。
3.此时读出通过显微镜目镜所能看到的最大的刻尺范围，此数值即为待测显微镜的线视场的大小。
双管显微镜测量表面粗糙度实验报告
一、实验目的1.掌握用表面粗糙度显微镜评定工件表面粗糙度的方法；2.加深对表面粗糙度评定参数的理解。
二、实验设备表面粗糙度显微镜，工件。
三、测量原理与计量器具说明表面粗糙度显微镜是以光切法原理，测量和观察机械零件加工表面的微观几何形状误差的。
在不破坏零件表面的条件下测出工件截面轮廓最大高度和沟糟宽度的实际尺寸，此外，还可测量零件表面上个别位置的加工痕迹和破损情况。
此仪器用于测量零件表面轮廓最大高度R2值，其测量范围取决于选用的物镜的放大倍数，通常适用于测量R z等于0.8~63微米的表面粗糙度。
因此种仪器只能对外表面进行测量，除对金属进行测量外，也可对纸张、木材和人工材料进行测量。
仪器的主要性能如表1：仪器的外形及各部分功能如图1、2所示。
基座（1）上装有立柱（2）。
显微镜的主体通过横臂（3）和立柱联结，转动手轮（4）将横臂（3）沿立柱（2）上下移动。
此时，显微镜进行粗调焦，并用旋手（5）将横臂紧固在立柱上，显微镜的光学系统压缩在一个封闭的壳体（16）内，在壳上装有可替换的物镜组（1 2）（它们插在滑板上用手柄（7）固紧，测微目镜（11）、照明灯（8）及摄影装置的插座（9）等。
微调手轮（6）用于显微镜的精细调焦。
仪器的摄影装置（10）装在（9）处，可与测量目镜（11）并用。
摄影时，只须将手轮（20）转向摄影部位即可。
为了减少摄影时外界的影响，摄影时宜用象机上的快线（13）进行。
仪器的座标工作台（18），利用手轮（14）可对工件进行座标测量与调整；松开旋手（15），可放在仪器工作台上的V型块（17）上进行测量。
如被测零件较大，不能安放在仪器的工作台上，则可放松旋手（5），将显微镜主体旋转到仪器的两侧，或背面进行测量。
图1 图2用表面粗糙度显微镜测轮廓最大高度R z值是利用光切法，其原理如图3所示：图3狭缝被光源发出的光线照射后，通过物镜发出一束光带以倾斜45°方向照射在被测量的工作表面上。
应用光学实验 实验五 望远镜光学特性参数测量
3．望远镜的视场
望远镜的视场是指人眼通过该仪器所能 见到的物空间的最大范围。
用所能见到的物空间最大范围的边缘向 入瞳中心所引的张角的角度值来表示望 远镜的物方视场
象方视场用象空间的边缘向出瞳中心所 引的张角的角度值来表示
三、实验仪器设备
导轨，被测望远镜，支架，测量显微镜， 标准光阑，平行光管，视场仪，游标卡 尺
1-物镜 2-物镜框(孔径光阑、入瞳) 3-分划板 4-分划板框(视场光阑) 5-
目镜 6-目镜框 7-出瞳
望远镜的光路示意图
1．望远镜的出瞳直径和出瞳距离
几何光学中，把限制轴上点光束孔径的 光阑称为孔径光阑；把限制光学仪器所 能观察到的视场大小的光阑称为视场光 阑。把孔径光阑经过它的前方所有的光 学系统部分所成的象称为入瞳，把孔径 光阑经过它的后方所有的光学系统部分 所成的象称为出瞳
应用光学实验 实验五 望远镜光学特性参数测量
一、实验目的
1．深入了解望远镜的结构。 2．深入了解望远镜的各种光学特性。 3．掌握望远镜的出瞳直径、出瞳距离、放大
率、视场等光学特性参量的基本测量方法。
1. 二、实验原理
1. 望远镜的主要光学特性参数有： 2. 出瞳直径 3. 出瞳距离 4. 放大率 率
用标准光阑和测量显微镜测量望远镜扩大 1-平行光管 2-被测望远镜 3-测量显微镜
a a
测量望远镜的视场
a）原理结构图 1-视场仪 2-被测望远镜
b）视场仪分划板的一部分图形
五、测量数据记录和处理
根据实验指导书的表格来进行测量数据记 录和处理
六、思考题
1．用望远镜观察具有等间距标记的目标时， 能否直接知道望远镜的放大率？
2．为什么说望远镜的放大率与物体的位置无 关？
物理实验技术中的原子力显微镜测量方法与技巧
物理实验技术中的原子力显微镜测量方法与技巧引言：原子力显微镜（Atomic Force Microscope，简称AFM）作为一种高分辨率的显微镜，已经成为物理实验中非常重要的工具之一。
它可以通过探测样品表面的原子间力来实现纳米尺度下的表面形貌和力学性质的测量。
本文将介绍几种常见的原子力显微镜测量方法与技巧。
一、AFM测量原理原子力显微镜通过利用微小探针与样品表面之间的相互作用力来测量表面形貌和力学特性。
当探针靠近样品时，弹性力会使探针产生弯曲，通过测量探针的弯曲程度可以获得样品表面形貌。
此外，原子间的排斥力也可以提供关于样品硬度、弹性等力学信息。
二、原子力显微镜测量准备在进行AFM测量前，有几项准备工作需要完成。
首先，要确保实验环境的稳定性，因为温度、湿度等因素会对实验结果造成干扰。
其次，要选择合适的探针类型和参数，以适应不同样品的不同表面特性。
最后，做好关于样品的预处理工作，如清洗和表面处理，以保证测量结果的准确性和可靠性。
三、AFM测量常用技巧1. 扫描模式的选择AFM有多种扫描模式可选择，包括常规扫描模式、接触式扫描模式、非接触式扫描模式等。
不同的扫描模式适用于不同类型的样品表面，在选择时应根据样品的性质进行合理的选择。
2. 参数优化在进行测量前，需要优化AFM的参数设置，以获得更好的结果。
主要包括振幅、扫描速度和力常数等参数的选择。
选择适当的参数可以提高测量的准确性和效率。
3. 噪声和震动的控制噪声和震动会对测量结果产生负面影响，因此需要采取相应措施进行控制。
例如，可以通过减少噪声源的干扰，调整探针和样品之间的力，优化实验环境等方式来减小噪声和震动的影响。
4. 数据处理与分析数据处理与分析是AFM测量的重要环节。
通过使用专业的数据处理软件，可以对原始数据进行去噪、滤波、拟合等处理，从而得到更加可靠和准确的结果。
此外，还可以对数据进行统计分析和图像重建，以进一步深入了解样品的性质和结构。
原子力显微镜杨氏模量测试标准
原子力显微镜杨氏模量测试标准引言原子力显微镜（Atomic Force Microscopy, AFM）是一种高分辨率的显微镜技术，常用于对物质表面进行观察和测量。
杨氏模量是用来描述材料刚度和弹性特性的重要参数之一。
通过使用原子力显微镜可以在纳米尺度下测量材料的杨氏模量，从而揭示材料的力学性质。
杨氏模量及其意义杨氏模量是描述材料刚度和弹性特性的物理量，常记为E。
它表示单位应变下单位面积的应力。
杨氏模量的大小可以反映材料的刚度，即对外力的抵抗能力。
杨氏模量测试的意义杨氏模量测试是为了评估材料的力学性质和强度，对于材料的设计和制造具有重要意义。
例如，材料的杨氏模量决定了其在力学载荷下的变形程度，可以帮助工程师选择合适的材料用于特定的应用。
原子力显微镜的工作原理原子力显微镜通过探针和样品之间的相互作用来测量样品表面的形貌和力学性质。
其中，原子力显微镜的探针是一个非常细小的尖端，称为探针。
原子力显微镜的工作原理包括以下几个关键步骤： 1. 探针与样品的接近：探针会被调节到与样品表面接近的位置。
2. 探针与样品的相互作用：探针和样品之间存在吸引力或斥力的相互作用。
3. 探针的移动：探针沿样品表面移动，同时记录下探针和样品之间的相互作用。
4. 杨氏模量的计算：通过分析探针和样品之间的相互作用力的变化，可以计算得到材料的杨氏模量。
杨氏模量测试的标准为了保证杨氏模量测试的准确性和可比性，制定了一系列的标准来指导实验操作和数据分析。
以下是常用的一些标准： 1. ASTM E2248-09: 标准试验方法，用原子力显微镜测量刚性无限大平板的背景振幅谱密度 2. ISO 14577: 金属材料和复合材料的纳米压入试验标准 3. JEITA RC-1110B: 原子力显微镜测试方法和测试标准杨氏模量测试的步骤进行杨氏模量测试时，通常需要经过以下步骤： 1. 准备样品：选择适当的样品，并将其表面清洁和处理，以确保能够获得准确的测量结果。
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光电综合实验（1）
实验报告
姓名学号
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题目: 显微系统特性参数的测量
指导教师：王小燕
2010 年 1 月 22 日
显微系统特性参数的测量
一、实验目的
通过对显微系统特性参数的实际测量，进一步掌握显微系统的基本成像原理，同时加深对其各参数的理解。
二、实验内容
1.通过自组显微镜来提高学生的动手能力以进一步加深对显微系统理解。
2.更换目镜和物镜，测量不同显微系统的线视场、放大倍率。
3.使用显微镜观察光纤面板，并通过显微镜读数计算光纤直径。
三、实验仪器
待测显微镜、25×测微目镜、10×目镜、8×物镜、3×物镜、标准刻尺、照明光源等。
四、测量原理
（一）显微镜的原理示意如下图1所示：
图1 显微镜原理示意图
从图中可见，显微镜由物镜及目镜构成，显微镜的特点是有较大的光学间隔且其物镜的焦距不大，目镜的焦距也比较小。
被观测的物体首先经显微镜的物镜放大后其像再经目镜放大以供人眼观察，其成像过程是一个二次成像过程。
其系统放大率
目Γ=Γβ （1）
式中β为物镜的垂轴放大倍率，Γ目为目镜的视觉放大倍率。
(二) 显微镜线视场的检测
从显微镜原理图可见，对于显微镜而言，分划板是其视场光阑，显微镜的线视场主要取决于视场光阑的大小，且显微镜的视觉放大率越大，它的物空间的线视场越小。
若在显微镜承物台上放置一标准玻璃刻尺，并以光源照明，令显微镜对标准玻璃刻尺进行调焦，使人眼通过显微镜看清其像，则显微镜中所能看到的最大刻线范围即为显微镜的线视场。
五、测量步骤
（一）显微系统线视场的测量
1、将标准刻尺放置在被测量显微镜的承物台上，固定好位置，并用光源照明刻尺。
2、更换显微镜的物镜（如果物镜的放大倍率选择过大则看不到刻尺的像），同时通过拔插的方式选择一个适合的目镜，转动旋钮令显微镜对刻尺进行调焦，直至看到刻尺的清晰的像，若通过调整只能看见刻尺的模糊的像，则还需更换目镜进行相应的视度调节。
3.此时读出通过显微镜目镜所能看到的最大的刻尺范围，此数值即为待测显微镜的线视场的大小。
由于在此成像过程中所用的物为已知刻值的刻尺，所以通过直接读取格值的方式就能够测量出线视场的大小，十分方便快捷。
4.用不同的物镜和目镜组合成显微系统，依次进行线视场的测量，并记录数据。
（二）光纤面板的测量
1. 将待测光纤面板放置在显微镜（选用25×测微目镜和8×物镜）的承物台上，固定好位置，并用光源照明光纤面板。
2.调节转动旋钮令显微镜对光纤面板聚焦，直至看到光纤面板的清晰的网格像。
3.固定显微镜不动，转动测微目镜的螺旋旋钮，并通过目镜观察十字线移动的光导纤维数目m ，此时记录下螺旋旋钮移动的距离L ，则可测得光纤直径d ：
m
L
d 825⨯=
（2）
注意测微目镜的螺旋旋钮每转一圈，L 变化1mm ，即它的精度为0.01mm 。
六 实验数据处理
表1 显微镜线视场测量实验数据表
表2 光纤面板测量实验数据表
光纤直径3
3
21d =
（3） 七、总结
实验结果分析，分析产生误差的原因以及做实验的心得体会，最后是能否提出对该实验的改进措施！。