工程光学实验

自组显微镜(测量实验)

一、实验目的

了解显微镜的基本原理和结构，并掌握其调节、使用和测量它的放大率的一种方法。

二、实验原理

物镜L o的焦距f o很短，将F1放在它前面距离略大于f o的位置，F1经L o后成一放大实像F’1，然后再用目镜L e作为放大镜观察这个中间像F’1，F’1应成像在L e的第一焦点F e之内，经过目镜后在明视距离处成一放大的虚像F’’1。

三、实验仪器

1、带有毛玻璃的白炽灯光源S

2、1/10mm分划板F1

3、二维调整架：SZ-07

4、物镜Lo：f o=15mm

5、二维调整架：SZ-07

6、测微目镜Le（去掉其物镜头的读数显微镜）

7、读数显微镜架: SZ-38

8、三维底座：SZ-01

9、一维底座：SZ-03

10、一维底座：SZ-03

11、通用底座：SZ-04

四、仪器实物图及原理图

图四（1）

图四（2）

五、实验步骤

1、把全部器件按图四的顺序摆放在平台上，靠拢后目测调至共轴。

2、把透镜Lo 、Le 的间距固定为180mm 。

3、沿标尺导轨前后移动F1（F1紧挨毛玻璃装置，使F1置于略大于f o 的位

置），直至在显微镜系统中看清分划板F1的刻线。

六、数据处理

显微镜的计算放大率：(250)/()o e M f f =⨯∆⨯

其中：E O F F -=∆，见图示。

本实验中的fe=250/20(计算方法可参考光学书籍)

自组望远镜(测量实验)

一、实验目的

了解望远镜的基本原理和结构，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，如图五所示。

三、实验仪器

1、带有毛玻璃的白炽灯光源S

2、毫米尺F

3、二维调整架：SZ-07

4、物镜Lo：f o=225mm

5、二维调整架：SZ-07

6、测微目镜Le：（去掉其物镜头的读数显微镜）

7、读数显微镜架: SZ-38

8、通用底座：SZ-04

9、通用底座：SZ-04

10、通用底座：SZ-04

11、通用底座：SZ-04

12、白屏：SZ-13

四、仪器实物图及原理图

图五

五、实验步骤

1、把全部器件按图五的顺序摆放在平台上，靠拢后目测调至共轴。

2、把F 和Le 的间距调至最大，沿导轨前后移动Lo ，使一只眼睛通过Le

看到清晰的分划板F 上的刻线。

3、再用另一只眼睛直接看毫米尺F 上的刻线，读出直接看到的F 上的满量

程28条线对应于通过望远镜所看到F 上的刻线格数e 。 4、分别读出F 、Lo 、Le 的位置a 、b 、d 。

5、去Le ，用屏H 找到F 通过Lo 所成的像，读出H 的位置c 。 六、数据处理

∵ω

ω'

=M

2112

1122

''/'''/()A B U U V U A B AB U V U AB U ωω++==++ 又∵

1

1

''V A B AB U = ∴111212()/()M V U V U U U =++⨯ 望远镜的测量放大率：M=140/e

望远镜的计算放大率： 111212()/()M V U V U U U =++⨯ 其中：U 1=b-a ，V 1=c-b ，U 2=d-c ，AB 、A'B'见图中所示。

自组透射式幻灯机(测量实验)

一、实验目的

了解幻灯机的原理和聚光镜的作用，掌握对透射式投影光路系统的调节。

二、实验原理

幻灯机能将图片的像放映在远处的屏幕上，但由于图片本身并不发光，所以要用强光照亮图片，因此幻灯机的构造总是包括聚光和成像两个主要部分，在透射式的幻灯机中，图片是透明的。成像部分主要包括物镜L、幻灯片P和远处的屏幕。为了使这个物镜能在屏上产生高倍放大的实像。P必须放在物镜L的物方焦平面外很近的地方，使物距稍大于L的物方焦距。

聚光部分主要包括很强的光源（通常采用溴钨灯）和透镜L1L2构成的聚光镜。聚光镜的作用是一方面，要在未插入幻灯片时，能使屏幕上有强烈而均匀的照度，并且不出现光源本身结构（如灯丝等）的像；一经插入幻灯片后，能够在屏幕上单独出现幻灯图片的清晰的像。另一方面，聚光镜要有助于增强屏幕上的照度。因此，应使从光源发出并通过聚光镜的光束能够全部到达像面。为了这一目的，必须使这束光全部通过物镜L，这可用所谓“中间像”的方法来实现。即聚光器使光源成实像，成实像后的那些光束继续前进时，不超过透镜L边缘范围。光源的大小以能够使光束完全充满L的整个面积为限。聚光镜焦距的长短是无关紧要的。通常将幻灯片放在聚光器前面靠近L2的地方，而光源则置于聚光器后2倍于聚光器焦距之处。聚光器焦距等于物镜焦距的一半，这样从光源发出的光束在通过聚光器前后是对称的，而在物镜平面上光源的像和光源本身的大小相等。

三、实验仪器

1、带有毛玻璃的白炽灯光源S

2、聚光镜L1：f1=50mm

3、二维调整架：SZ-07

4、幻灯底片P

5、干板架：SZ-12

6、放映物镜L2：f2=190mm

7、二维调整架：SZ-07

8、白屏H：SZ-13

9、三维底座：SZ-01

10、一维底座：SZ-03

11、二维底座：SZ-02

12、一维底座：SZ-03

13、通用底座：SZ-04

四、仪器实物图及原理图（见图六）

五、实验步骤

1、把全部仪器按图六的顺序摆放在平台上，靠拢后目测调至共轴。

2、将L2与H的间隔固定在间隔所能达到的最大位置，前后移动P，使其经

L2在屏H上成一最清晰的像。

3、将聚光镜L1紧挨幻灯片P的位置固定，拿去幻灯片P，沿导轨前后移动

光源S，使其经聚光镜L1刚好成像于白屏H上。

4、再把底片P放在原位上，观察像面上的亮度和照度的均匀性。并记录下

所有仪器的位置，并算U1、U2、V1、V2的大小。

5、把聚光镜L1`拿去，在观察像面上的亮度和照度的均匀性。

6、注：演示其现象时的参考数据为U1=35，V1=35，U2=300，V2=520。和

计算焦距时的数据并不相同。

六、数据处理