显微镜望远镜的设计与组装
组装望远镜和显微镜
组装望远镜和显微镜人眼很难分辨极远处或近而细微的物体细节,在一般照明情况下,正常人的眼睛在明视距离(25cm)能分辨相距约0.05mm的两个光点。
当两光点间距离小于0.05mm时,人眼就无法分辨,我们把这个极限称为人眼的分辨本领。
这时两光点对人眼球中心的张角约为1´,观察物体要想能分辨细节,最简单的办法是使视角扩大。
显微镜和望远镜就是扩大人眼球视角的目视光学仪器。
【实验目的】组装望远镜和显微镜,并测定视角放大率。
【实验要求】(1)用两块凸透镜在光具座上组装望远镜。
(2)用两块凸透镜组装显微镜,并测其放大率。
(3)画出光路图和写出计算公式。
【实验提示】(1)望远镜是用来观察远距离目标的目视光学仪器。
通常由两个共轴光学系统组成,我们把他们简化为两个会聚透镜,其中向着物方向的称为物镜,接近人眼的称为目镜。
物镜的作用是将无穷远物体发出的光会聚后在它的像方焦面上生成一倒立实像,然后经目镜把实像放大,因此实像同时位于目镜的物方焦面处。
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,使中间实像落在目镜物方焦面上,这就是望远镜的“调焦”。
一般测量望远镜除物镜和目镜可在镜筒中做相对移动外,在目镜物方焦面上还附有叉丝或标尺分划格。
因此在使用望远镜时,首先应调节目镜筒直到能清晰地看到叉丝为止,然后调目镜和叉丝整体与物镜之间的距离,即对被观察物调焦。
对于望远镜来说,除了满足以上物像位置的要求外,它的视角放大率必须大于 1.对于目视光学仪器的视角放大率定义为:通过仪器观察时,物体的像对人眼的张角的正切与在适当条件下直接用眼睛观察时物体的像对眼睛的张角的正切之比。
(2)显微镜是用来观察近距离微小目标的目视光学仪器,它也是由物镜和目镜两个共轴光学系统组成的。
物体首先经过物镜在物方焦面上生成一个倒立的放大实像,再经过目镜放大成正立像于无穷远处。
通常,各国生产的通用显微镜都采用标准筒长(L=16cm)。
由于筒长固定,因此实际上显微镜的调焦是调节被测物与物镜的距离。
组装望远镜实验报告
组装望远镜实验报告引言望远镜是一种光学仪器,用于观察遥远的天体。
在本次实验中,我们将组装一台望远镜,并测试其性能。
本实验分为以下几个步骤:选择望远镜类型、购买所需材料、组装望远镜、测试望远镜性能。
步骤一:选择望远镜类型在选择望远镜类型时,我们需要考虑所需的观测目标、预算以及使用环境等因素。
常见的望远镜类型包括折射望远镜和反射望远镜。
折射望远镜通过透镜聚集光线,反射望远镜则利用镜面反射光线。
根据实验要求和预算,我们选择了一台反射望远镜。
步骤二:购买所需材料组装望远镜所需的材料包括反射镜、支架、焦距调节器、镜筒等。
在购买材料时,我们需要注意材料的质量和性能。
选择质量较好的材料可以提高望远镜的观测效果。
在购买材料时,我们可以参考专业望远镜制造商的建议,或者咨询专业人士的意见。
步骤三:组装望远镜1.首先,将反射镜安装到支架上。
确保反射镜安装牢固,并且朝向正确。
2.接下来,将焦距调节器连接到反射镜上。
焦距调节器可以调整望远镜的焦距,从而实现观测目标的清晰成像。
3.最后,将镜筒安装到焦距调节器上。
确保镜筒与其他部件之间的连接紧密,以避免光线泄漏。
步骤四:测试望远镜性能完成望远镜的组装后,我们需要测试其性能。
首先,我们可以选择一个明亮的天体作为测试目标,例如月亮或者明亮的星星。
通过观察测试目标,我们可以评估望远镜的清晰度和放大倍数。
同时,我们还可以测试望远镜的对焦性能,调整焦距以获得最佳观测效果。
总结通过本次实验,我们成功组装了一台望远镜,并测试了其性能。
望远镜的组装过程不仅需要合理选择材料,还需要仔细按照步骤进行组装。
在测试性能时,我们可以选择明亮的天体作为测试目标,评估望远镜的清晰度和放大倍数。
希望本实验能够对大家了解望远镜的组装与测试提供一些参考。
望远镜的组装实验报告
望远镜的组装实验报告
《望远镜的组装实验报告》
在这个科技发达的时代,望远镜已经成为了人们观察天空和地面的重要工具。
然而,很多人对望远镜的组装和使用还不太了解。
为了让更多的人了解望远镜
的组装方法和原理,我们进行了一次望远镜的组装实验,并记录下了实验报告。
首先,我们需要准备的材料包括:两个凸透镜、两个凹透镜、一根长的管子、
一根短的管子、一些胶水和一些调节焦距的工具。
首先,我们将两个凹透镜分
别固定在两个管子的一端,然后将两个凸透镜分别固定在另一端。
接着,将两
个管子连接在一起,并调节焦距,最后使用胶水将所有部件固定在一起。
在实验过程中,我们发现了一些问题。
首先,调节焦距需要一定的技巧,需要
不断尝试和调整才能找到最佳的观察效果。
其次,组装过程中需要小心操作,
避免损坏透镜和管子。
最后,实验过程中需要有耐心和细心,不能草率行事。
通过这次实验,我们不仅了解了望远镜的组装方法和原理,还培养了我们的动
手能力和观察能力。
希望通过这篇实验报告,更多的人可以了解望远镜的组装
方法,从而更好地享受天文观测的乐趣。
望远镜是人类认识宇宙的重要工具,
希望我们可以更多地了解和使用它。
组装显微镜望远镜和幻灯机实验解析
实验 组装显微镜、望远镜、幻灯机实验【实验目的】1. 了解显微镜成像的基本原理和结构,理解显微镜放大倍数的计算公式,根据显微镜成像基本原理,设计一种放大率的显微镜,掌握显微镜的调节、使用和测量放大率的一种方法。
2. 了解望远镜成像的基本原理和结构,设计伽利略望远镜和开普勒望远镜,掌握其调节、使用和测量它的放大率的两种方法。
3. 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。
【实验原理】1. 显微镜放大镜的放大率可以表示为25/M f =,其中f 为放大镜的第二焦距。
为了提高放大镜的放大倍数必须要降低放大镜的焦距,例如20倍的放大镜其焦距仅仅1.25厘米。
物体到眼睛的距离也差不多是1.25厘米,这样的工作距离对许多工作是不方便的,在实际中也是不允许的。
为了提高放大率的同时也能获得合适的工作条件,可以选用组合放大镜,即采用两个光学系统组成的复光学系统来代替单一的放大镜,这种组合的放大镜称为显微镜。
显微镜的光学系统如下图1所示:1L 称为显微镜的物镜,2L 称为显微镜的目镜,人眼在目镜后面一定的位置上。
1F 和1'F 分别为物镜的第一和第二焦点,2F 为目镜的第一焦点。
1'F 和2F 之间的距离为∆,称为光学间隔。
将被观察物体AB 放在物镜的第一焦点之外,于是物镜将长为y 的物体AB 在物镜的二倍焦距之外成一个倒立放大的实像''A B 。
我们选取目镜的位置,使得这个像恰好位于目镜的焦点以内。
像''A B 的大小等于物镜对物的放大率β与物体长度y 的乘积y β,目镜对此实像起放大作用,从而在目镜之前的某一位置成一放大的虚像''''A B 。
虚像''''A B 成为眼睛的物,它在视网膜上的像,就是眼睛通过显微镜对物AB 所获得的最后的像。
这个像对瞳孔的张角比在同样的距离上物体AB 对瞳孔的张角大许多倍。
显微镜望远镜的设计与组装
显微镜
人眼的极限分辨角约为 1 (角分辨本领)。当人 ' 眼观察物体的细节时,该细节对人眼的视角大于1 ' , 人才能看清楚这一细节。物体对人眼的视角取决于物 体的大小和该物到人眼的距离。对于一个特定的物体 来说这个距离越近,视角越大。但人眼的调节能力有 限,物体不能无限地靠近眼睛,物体必须位于人眼的 近点之外。 当物体移到近点但视觉任小于 1 ' ,则人们必须借 助目视光学仪器将物体放大,放大的像对人的视角大 于 1 ' ,人们就看清这个物体了。对于近物放大的目视 仪器,常用的有放大镜(15X以下)及显微镜。
B、伽利略望远镜
O1
O’1
O2
F’1 F2
入射窗 视场光阑
出射 窗
孔径光阑 (出瞳)
入瞳
O1
O’1
O2
P’
p
如图所示,伽利略 望远镜由正透镜的物镜 和负透镜的目镜组成, 物镜的像方焦点重合并 位于望远镜的外部。当 不考虑眼瞳的作用时, 物镜框就是系统的入射 光瞳,经目镜成的是虚 像,位于目镜的前 ' ' 方 O 1 ,O 1 是 系统的出 瞳,眼睛无法与之重合。 当考虑眼睛时,眼睛就 是出射光瞳,出瞳经系 统成的像就是入瞳。
CCD摄像机
镜体
显示器
控制与数 码 显 示
图1 DRMS-I 数字读数显微镜
小论文格式
• • • • • • • 引言 实验原理 设计简单方案及参数 实验装置 实验内容及效果 结束语 参考文献
[1]王之江著,光学设计理论基础,科学出版社(第二版)1985年,北京 [2]张以谟主编,应用光学,机械工业出版社,1982年, [3]高凤武,李继祥主编,应用光学,解放军出版社,1986年,北京 [4] [苏]В.А.帕诺夫,显微镜的光学设计与计算,1982年09月第1版 [5] [英]D.F.霍勒 ,光学仪器及其应用,1988年08月第1版 要求:1、文章用手写 2、文章字数1500——2500
望远镜的原理和制作过程
望远镜的原理和制作过程
望远镜是一种光学仪器,用于观察遥远物体并放大其细节。
它的主要原理是利用透镜或反射镜来收集和聚焦光线,使得物体的图像能够被观察者看到。
望远镜的制作过程可以分为以下几个步骤:
1. 设计:首先确定望远镜的类型(折射式或反射式)、焦距、放大倍数等参数。
根据这些参数,设计出适合的光学元件。
2. 制作镜片:对于折射式望远镜,需要制作凸透镜和凹透镜。
对于反射式望远镜,需要制作反射镜。
这些镜片通常是由光学玻璃或特殊材料制成,并经过抛光和涂膜处理以提高光学性能。
3. 装配:将制作好的镜片安装到望远镜的光学管中。
光学管通常由金属或塑料制成,用于支撑和保护光学元件。
4. 对准和调焦:调整镜片的位置和角度,以确保光线能够正确聚焦在焦平面上。
同时,通过调节焦距,使观察者能够获得清晰的图像。
5. 配置附件:根据需要,可以添加附件如滤镜、目镜、支架等,以增强望远镜的功能和便利性。
需要注意的是,望远镜的制作过程可以因设计和类型的不同而有所差异。
更复杂的望远镜可能需要更多的步骤和精确的加工技术。
对于专业的天文望远镜,通常需要更高的制造精度和优质的光学材料。
希望这些信息对您有所帮助!如果您有任何进一步的问题,请随时提问。
简单光学显微镜望远镜的组装与改进
普通物理实验C课程论文题目简单显微镜望远镜的组装与改进学院物理科学与技术学院专业年级学号姓名xxx指导教师论文成绩(80)答辩成绩2011年12 月9 日简单显微镜望远镜的组装与改进摘要:本文主要介绍望简单远镜和显微镜的构造及其成像原理,并对实验的加以改进,加深对于几何光学透镜成像的理解。
关键词:几何光学;视觉放大率;望远镜;显微镜引言: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。
自从伽利略开始用自己组装的望远镜开始观察宇宙以后,人类的天文学便获得了极大的发展,从此之后各种天文望远镜层出不穷,现在哈勃望远镜在太空中观察着宇宙,试图告诉我们宇宙深层次的秘密。
一、实验原理显微镜的发明及应用使得生物学、物理学、化学等学科获得了极大的发展,现在扫描隧道显微镜已经可以看到原子的活动。
学习组装最简单的望远镜、显微镜对我们了解它们的原理有着极大的作用。
(一)、光学仪器的视觉放大率[1]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 表示,其定义为ωωtan 'tan =Γ式中ω为明视距离处物体对眼睛所张的视角,ω'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1、显微镜的基本光学系统显微镜的物镜、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放大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。
实验三 望远镜和显微镜的组装及部分参数测量
实验三望远镜和显微镜的组装及部分参数的测定一、实验目的1.熟悉显微镜和望远镜的构造及基本原理;2.掌握显微镜、望远镜的调节,正确使用的方法;3.掌握测定显微镜和望远镜放大率的方法;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。
显微镜通过放大物所成的像,来帮助人们观察近处的微小物体,近处的实物经物镜成倒立实像在目镜的物方焦点的内侧,再经目镜成放大的虚像于人眼的明视距离处或无穷远处.望远镜:1、实验仪器(1)带有毛玻璃的白炽灯光源S(2)毫米尺F L=7mm(3)物镜Lo: f=225mmo(4)测微目镜Le:(去掉其物镜头的读数显微镜)(5)读数显微镜架 : SZ-38(6)二维调整架: SZ-07(7)滑座: TH70(8)白屏: SZ-13测微目镜:由目镜、分划板、读数鼓轮与连接装置等组成.目镜把叉丝和被观测的像同时放大,其放大倍数不影响测量数据大小,但可以提高测量准确程度。
测微目镜的基本结构剖视图如图1所示。
目镜镜头通过调焦螺纹固定在目镜外壳中部。
外壳内有一块刻有十字丝的透明叉丝板,外壳右侧装有测距螺旋(即千分尺)系统,转动测距手轮,其螺杆将带动叉丝板移动.叉丝板的移动量可通过手轮上的千分尺测出.透明十字叉丝板后面是一个固定的玻璃标尺,标尺上刻有毫米尺,每格1mm,量程为6mm(上:1~6mm;下:左3~0mm,右0~3mm)。
旋转读数鼓轮,刻有十字叉丝的可动分划板就可以左右动.读数鼓轮每旋转一周,叉丝移动1mm,鼓轮上有100个分格,故每一格对应的读数为0.01mm,再估读一位.其读数方法和螺旋测微器差不多.在测量过程中,要始终沿着一个方向移动叉丝,不得回旋。
测微目镜通常用来测金属丝、干涉条纹等的宽度.测量时,使双线与待测物质边缘平行,叉丝交点与待测物的边缘重合,开始计数.在测量过程中,要始终沿着一个方向移动叉丝,不得回旋.图1测微目镜的基本结构图2. 仪器实物图及原理图图2 仪器实物图及原理图3、实验步骤(1) 把全部器件按图2的顺序摆放在导轨上,靠拢后目测调至共轴。
显微镜与望远镜的设计与组装
显微镜与望远镜的设计与组装引言:显微镜和望远镜是近代科学技术的两项伟大发明,它们将人类的视觉延伸到了更加宽阔的微观和宏观世界,具有划时代的意义!了解他们的原理,构造,自己动手设计,了解它们的异同点。
【论文关键词】:显微镜;望远镜;物镜;目镜;放大率(倍数);【论文摘要】:综合分析了望远镜(显微镜)的功能结构和成像原理,了解常见的伽利略、开普勒望远镜。
下面介绍简易望远镜(显微镜)的构造、原理、放大率、制作方法:我们在观察细小物体时,总是习惯上把物体移得离眼睛近一些,这样可以增大视角。
但是这种方法是有一定限度的。
当物体移到近点以后,就不能再用这种方法来增大视角了。
另外,在观察比较远的物体时(例如宇宙天体),由于它们到人眼的距离是无法缩短的,因而上述方法就不能再适用了。
人类要想观察到很小或很远的物体时,为了增大视角,就需要使用显微镜和望远镜来扩大人眼的视觉范围。
它们的光学系统十分相似,都是由物镜和目镜两部分组成。
显微镜主要用于观测近处微小的物体,望远镜主要用于观测远处模糊的物体,它们的作用都是将被观测物体的视角加以放大。
放大倍数-----望远镜:4-8倍;显微镜30-100倍。
一、望远镜(显微镜)的结构:望远镜(显微镜)由两片镜片组成,一个作物镜,一个作目镜,物镜为凸透镜或凹镜,目镜可以是凸透镜,也可以是凹透镜。
常见望远镜可简单分为伽利略,开普勒望远镜。
伽利略望远镜由一个凹透镜(目镜)和一个凸透镜(物镜)构成。
二、望远镜(显微镜)成像原理:远处物体经物镜后在物镜像方焦平面上成一倒立缩小的实像,再经目镜将此实像放大到无穷远处,使视角增大。
显微镜物镜的焦距很短,而相比下目镜的较长;望远镜物镜的焦距一般较长,目镜的焦距较短。
三、望远镜(显微镜)的基本光学系统:简易显微镜的结构是由两个凸透镜构成,一个为目镜,另一个为物镜,位于物镜焦点外的微小物体经过物镜后成一放大倒立的实像再经目镜放大成虚像于无穷远处,两次放大都使得张角增大,其成像原理如图所示:显微镜的视放大率M(理论)=tanω/tanω=D△∕fe .fo ;其中△为显微镜物镜的像焦点与物焦点之间的距离:光学间隔;并且当放大倍数一定时,光学间隔和镜筒长度是一个定值:明视距离D=250mm实验室提供了如下的透镜参数:f15、f25、f30、f-30、f50、f100、f200综合人眼观察方便、取材方便,在显微镜设计制作过程中选取f25作为目镜。
望远镜的设计与组装.
望远镜的设计与组装
一、实验目的
望远镜的原理及特性,并在此基础上通过自组望远镜来提高学生的动手能力以进一步加深对望远系统的理解。
二、实验装置
实验工作平台、望远物镜(焦距大约为 300mm )、目镜(焦距大约为 300mm )、平行光管(或与物镜相距较远的刻尺,可取物距大于2米)、接收屏等、多个磁力表座。
三、实验原理
亥普勒望远镜的原理示意如下图1所示:
图 1 图中可见亥普勒望远镜也是由物镜与目镜构成,与显微镜不同的是望远镜的光学间隔为0,平行光入射平行光射出。
其系统的视觉放大倍率为:
式中,为物镜的焦距;为目镜的焦距。
在此成像过程中,有一个实像面位于分划面上,故可以实现测量。
四、实验步骤
1、先将已知焦距的望远物镜、目镜分别夹持在磁力表座上,之后将平行光管(提供无限远的物)、望远物镜、目镜依次放置在工作平台上,如图2所示。
2、将物镜的位置固定,用接收屏来接收物体经物镜所成的像,直到最清晰,并记下此时接收屏所位于的工作台上的刻尺的读数。
图 2
3、接收屏,将目镜移近物镜,直至令目镜的物方焦面与接收屏所处的刻尺读数位置大致相重合,此时固定好目镜的位置。
通过调整磁力表座夹持器调整三者共轴等高。
4、通过微调装置沿轴向前后移动目镜,人眼位于目镜之后进行观察,直至能够看
到清晰的像。
此时可粗略认为物镜的像方焦面与目镜的物方焦面相重合,从而实现了望远镜的自组。
五、思考
1、请问伽利略望远镜与亥普勒望远镜在结构形式上有什么区别?
2、在系统组合过程中应注意此什么?。
物理实验论文-望远镜与显微镜的组装
望远镜、显微镜的设计与组装一.引言显微镜和望远镜是近代科学技术的两项伟大发明,它们将人类的视觉延伸到了更加宽广的微观和宏观世界,具有划时代的意义。
显微镜和望远镜是常用光学仪器,具有广泛的应用范围。
它们的构造看似简单,却蕴含着极其丰富的理论知识。
了解他们的构造原理,并自己动手设计、组装显微镜和望远镜,不仅有助于加深理解透镜成像规律,也有助于调整和使用其他光学仪器。
为了掌握显微镜和望远镜的基本参数与设计关系;为了学会正确组装显微镜和望远镜以及调节使用方法;为了学习视放大率等概念并掌握其测量方法,我设计了本次实验并完成论文。
二.实验原理显微镜显微镜的基本光学系统和成像光路图(图1)(1)显微镜基本构造:显微镜由两个凸透镜,一个做物镜L0,一个做目镜。
其基本光学系统如上图所示,位于物镜焦点外的微小物体y经物镜后成一放大倒立的实像y′,再经目镜放大成虚像于无穷远处,两次放大都使张角增大,所以物镜焦距很短,相比之下目镜焦距较长。
(2)视放大率M理论:像对人眼的张角w′的正切与物在明视距离D=250mm处时对人眼的张角w的正切之比,即:M理论=tan w′/ tan w由于tan w′=y′/f e′ tan w′=y/D M理论=M0Me其中M0为放大率,Me为目镜放大率望远镜望远镜的基本光学系统和成像光路图(图2)(1)望远镜和的基本结构:由物镜L0和目镜L e组成。
其基本光学系统如上图所示。
远处物体经物镜后在物镜像方焦平面上成一倒立缩小的实像,再经目镜将此实像放大成像于无穷远处,使其视角增大。
(2)视放大率M理论:像对人眼的张角w′的正切与物在明视距离D=250mm处时对人眼的张角w的正切之比,即:M理论=tan w′/ tan w由于tan w′=y′/f e′ tan w′=y′/f e′所以M理论= f e′/ f e′三.简单方案及参数(1)显微镜的简单方案及参数:在本实验中,有两组显微镜,其组装大致与图1一致,明视距离D=250mm,△=160~190mm,出瞳15~40mm一组:f25ⅹf15:目镜焦距参数160mm+25mm+15mm=20cm二组:f25ⅹf50:目镜焦距参数160mm+25mm+50mm=23.5cmM=D△/ f e′f e′在确定焦距并组装实验后,用上述公式求得显微镜放大倍数。
望远镜的组装实验报告
一、实验目的1. 了解望远镜的构造和原理,熟悉望远镜的各个组成部分。
2. 掌握望远镜的组装方法,提高动手操作能力。
3. 通过实验,了解望远镜成像规律,验证望远镜的放大效果。
二、实验器材1. 望远镜组装套件(包括物镜、目镜、镜筒、三脚架等)2. 光具座3. 光源4. 标尺5. 记录本三、实验原理望远镜是利用透镜对光线的折射原理,将远处的物体成像于近处,从而实现观察。
望远镜主要由物镜和目镜两部分组成,物镜负责收集远处物体的光线,将其聚焦成一个实像;目镜则将这个实像放大,供人眼观察。
四、实验步骤1. 组装望远镜(1)将物镜和目镜分别安装在镜筒的两端,确保物镜和目镜的光轴与镜筒的光轴一致。
(2)将镜筒固定在光具座上,调整三脚架的高度,使望远镜与光具座保持水平。
(3)将光源放在光具座的一端,调整光源与望远镜的距离,使光源发出的光线能够垂直照射到望远镜的物镜上。
2. 调节望远镜(1)调整物镜与目镜之间的距离,使观察者通过望远镜观察到的图像清晰。
(2)调整望远镜的焦距,使远处物体在望远镜的物镜上形成一个清晰的实像。
3. 测量放大倍数(1)将标尺放在光具座的另一端,调整标尺与望远镜的距离,使标尺的图像清晰。
(2)测量标尺的长度,以及通过望远镜观察到的标尺长度,计算望远镜的放大倍数。
五、实验结果与分析1. 实验结果(1)望远镜组装成功,能够清晰地观察到远处物体。
(2)通过调整望远镜,观察到的图像清晰。
(3)计算得到望远镜的放大倍数为X。
2. 实验分析(1)望远镜的成像原理是利用透镜对光线的折射,将远处物体成像于近处。
(2)望远镜的放大倍数取决于物镜和目镜的焦距,放大倍数越大,观察到的物体越大。
(3)在实验过程中,需要调整望远镜的焦距和物镜与目镜之间的距离,以确保观察到的图像清晰。
六、实验总结1. 通过本次实验,我们了解了望远镜的构造和原理,掌握了望远镜的组装方法。
2. 实验过程中,我们学会了如何调整望远镜,使观察到的图像清晰。
显微镜与望远镜的组装及放大率的测定
显微镜与望远镜的组装及放大率的测定.doc显微镜和望远镜的组装及放大率的测定成员:32人,13人,35人,彭发勇17人,3人首先,实验的目的:1.组装简单的望远镜和显微镜,熟悉它们的机理和放大原理;2、学会望远镜、显微镜的放大率测量。
二。
实验仪器和设备凸透镜(四个)、标尺、光学工作台、光源等。
三、实验原理(设计思路)显微镜和望远镜是常用的视觉辅助工具。
显微镜主要用来帮助人眼观察附近的小物体。
望远镜主要用来帮助人眼观察远处的物体。
它们在许多领域都发挥着非常重要的作用,如天文学、电子学、生物学和医学。
它们都增加了观察对象对人眼的角度,并在扩大视角方面发挥作用。
但是他们的基本光学系统由一个物镜和一个目镜组成。
1.显微镜的结构(1):显微镜由两组凸透镜组成,一组是焦距相对较短的凸透镜作为物镜,另一组是稍大一点的凸透镜作为目镜。
(2)显微镜的放大率:显微镜的放大率是放大率:m =-25 cm ×△(f1’ × F2 ‘),其中△是物镜像焦点f1 ‘和目镜物焦点F2之间的距离,即光学间隔。
图a△物镜F’1 F2目镜图a(3)放大率的测量:(1)组装实验装置,如图B所示(2)前后移动目镜,同时保持物镜相对靠近标尺,以便通过显微镜可以清楚地看到短标尺的图像。
(3)一只眼睛通过显微镜观察标尺的图像,一只眼睛直接看标尺上的光标,读出标尺图像上标尺上两个光标之间的距离l0,然后读出两个光标之间的实际距离L。
增益放大倍数M=l1/l0,重复几次,取平均值。
目镜尺物镜游标图b 2,望远镜(1)结构:根据目镜不同,望远镜分为开普勒望远镜和伽利略望远镜。
现在选择两个凸透镜来组装开普勒望远镜。
(2)望远镜的放大率:M=f1’/f2=-(f1’/f2 ‘)为大放大率望远镜选择的物镜的焦距F1’应该更大,目镜的焦距F2’应该更小。
(3)望远镜放大率的测量:(1)如图所示组装实验装置。
标尺物镜目镜光标(2)移动目镜,同时保持目镜和标尺之间的距离相对较大,以便通过望远镜可以清楚地看到标尺的图像。
48 设计和组装望远镜
664.8设计和组装望远镜【实验目的】(1)了解望远镜的结构、原理及放大率等概念。
(2)设计组装望远镜,进一步熟悉透镜成像规律。
【实验原理】1.望远镜简介最简单的望远镜由两个凸透镜物镜和目镜组成,其中物镜的焦距较长。
由于被观测物体离物镜的距离远大于物镜的焦距(u >2f o ),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缩小实像。
此实像虽较原物体小,但与原物体相比,却大大地接近眼睛,因而增大了视角。
然后通过目镜再将它放大。
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。
图1所示为简单望远镜的光路图。
图中L o 为物镜,其焦距为f o ;L e 为目镜,其焦距为f e 。
当观测无限远处的物体(u→∞)时,物镜的焦平面和目镜的焦平面重合,物体通过物镜成像在它的后焦面上,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,望远镜的放大率可从光路图中得出。
M=f o /f e (1)图1简单望远镜光路图由此可见,望远镜的放大率m 等于物镜和目镜焦距之比。
若要提高望远镜的放大率,可增大物镜的焦距或减小目镜的焦距。
当用望远镜观测近处物体时,其成像光路可用图2来表示。
图中u 1、υ1和u 2、υ2分别为透镜L o 和L e 成像时的物距和像距,Δ是物镜和目镜焦点之间的距离,即光学间隔(在实用望远镜中是一个不为零的小量)。
由图可得:故观测近处物体时望远镜的放大率为:L 为远处物体到目镜的距离,L 1为远处的物体到物镜的距离。
)()('1'''f L f f f o e e o L M −+=对薄透镜在满足近轴条件下,利用透镜成像公式,得:67(2))()2(11f u f v u f f o e o e o M −++=在测出f o ,f e ,和u 1后,由上式可算出望远镜的放大率。
显然当物距u 1>>f o 时,式(2)中括号0v 内的量接近于,(2)式回到(1)式。
组装望远镜实验报告
组装望远镜实验报告组装望远镜实验报告一、引言望远镜是科学研究和观测天体的重要工具,它能够将远处的天体放大,使我们能够更清晰地观察宇宙的奥秘。
本次实验的目的是通过组装望远镜,了解其结构和原理,并亲自体验一下使用望远镜观测天体的乐趣。
二、实验步骤1. 收集所需材料:望远镜的主体、镜筒、镜头、三脚架、调焦装置等。
2. 组装望远镜主体:首先,将三脚架打开并稳固地放置在地面上。
然后,将望远镜主体插入三脚架的底座上,并调整好高度和角度,确保镜筒能够自由移动。
3. 安装镜筒和镜头:将镜筒插入望远镜主体的接口处,确保其稳固。
然后,将镜头安装在镜筒的前端,注意不要触碰镜片,以免留下指纹或刮伤。
4. 调焦:通过调焦装置,调整镜头与镜筒的距离,使得观察的物体能够清晰地呈现。
这一步需要耐心和细心,可以多次尝试,直到达到最佳效果。
5. 观测天体:选择一个适合的观测地点,远离光污染和遮挡物。
将望远镜对准目标天体,然后通过调焦装置调整焦距,使得观察的图像清晰可见。
三、实验结果通过组装望远镜,我们成功地搭建了一个可以观测天体的工具。
在实验中,我们使用望远镜观测了月亮、星星和行星等天体。
通过调整焦距和观察角度,我们得以看到月亮表面的细节、星星的闪烁以及行星的运动轨迹。
这些观测结果令人惊叹,让我们更加深入地了解了宇宙的壮丽之处。
四、讨论与总结望远镜的组装和使用并不是一件简单的事情,需要耐心和细心。
在实验中,我们经历了一些挑战,比如调焦困难、观测环境不佳等。
但通过不断的尝试和调整,我们最终取得了满意的观测结果。
通过这次实验,我们不仅学到了望远镜的组装和使用技巧,还深刻认识到观测天体的重要性。
天文学是一门神秘而美丽的学科,通过观测天体,我们可以更好地了解宇宙的起源和演化,也能够更加深入地探索未知的世界。
然而,望远镜只是观测天体的工具,真正的奥秘在于我们对宇宙的好奇心和求知欲。
无论是组装望远镜还是观测天体,都需要我们对宇宙的热爱和探索精神。
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伽利略望远镜的优点是镜筒短,光能损失小,结 构简单便于携带。但它没有中间实像不能放置分划板。 不能进行计量,另外有渐晕。因此只能作辅助性的观 察,应用不及开普勒望远镜广泛。
望远镜的放大率:三个 等价的表达式。
tan w ' tan w
D为物镜通光口径。
D D
由于人眼的分辨率为 1'( 60'')。为了保证物体经 望远系统后仍被人眼分辨,物体的分辨率应有
60''
结合以上两者,系统有效放大率与分辨率的关系:
60'' 60' ' 0.43D 140' ' D
应该指出,望远镜的分辨率与物镜的通光孔径有关, 与目镜无关。目镜只能把像放大,不能增加系统的分辨 率。
望远镜
当远处的物体对人眼的视角小于1‘时,人类 必须借助望远镜进行观察才能分辨物体。
望远镜有多种分类方式,如反射式与透射式 望远镜,而透射式望远镜又分为两类:开普勒 望远镜和伽利略望远镜。
一.望远镜系统
的原理
-w
物镜 D
A、开普勒望远镜 系统
孔径光阑 (入瞳)
分划板
目镜
D’
W’
W’
F1
F2
出瞳
f’物
B、伽利略望远镜
F’1
O1
O’1
O2
F2
入射窗 视场光阑
出射 窗
O1
O’1
孔径光阑 (出瞳)
入瞳
O2
P’
p
如图所示,伽利略 望远镜由正透镜的物镜 和负透镜的目镜组成, 物镜的像方焦点重合并 位于望远镜的外部。当 不考虑眼瞳的作用时, 物镜框就是系统的入射 光瞳,经目镜成的是虚 像,位于目镜的前
方 O1' ,O1'是 系统的出
当物体移到近点但视觉任小于 1' ,则人们必须借 助目视光学仪器将物体放大,放大的像对人的视角大 于 1' ,人们就看清这个物体了。对于近物放大的目视 仪器,常用的有放大镜(15X以下)及显微镜。
一、显微镜的工作原理
物镜
y
F’物
目镜 y’
f’ 物
∆
f目
显微镜由物镜和目镜两部分组成,物镜像方焦点到目镜物方
三、结构尺寸问题
1、长度问题
A、出瞳距离 P '
例:利用下列两组透镜,设计一个放大率为100倍的望远镜
物镜 目镜
f物 200 f物 1000
f目 2
f目 10
按理说利用以上两组透镜都可以获得放大率为100X的望远 镜。但实际上,这只是理论上的。实际中第一组透镜行不通,
为什么呢?答案是:望远镜是目视光学仪器,它是通过人眼来
观察的,应充分考虑人眼的结构问题。人眼眼瞳到角膜顶点约 为4mm,因此目视光学仪器的瞳孔距一定要大于此值。再加上 眼瞳到睫毛距约为8mm,因此,目镜焦距应不小于10mm(一 般推荐的是12.5~25mm)。因此,上述两组透镜组合,选取后 一组才是合理的。
B、关于长度问题中的第二个问题:
由于人眼的缺陷(正常眼,近视眼,老花眼), 我们在设计望远镜时必须考虑这个问题。因此目镜 机构在望远镜轴线方向上一定留有一个调节自由度, 才能使望远镜能适合不同的使用者。
三、显微镜的光束限制与光阑
D D'
f '物 f '目
D:进入望远系统的轴向光束的直径 D’:离开望远系统的轴向光束的直径
二、望远镜的主要指标参数:
1、视角放大率
2、出瞳直径 D '
tan w' f '物 D tan w f '目 D'
出瞳直径 D ' 是表示望远镜系统主观亮度的特征量。人眼
通过望远镜观察的主观亮度与系统的出瞳直径的平方成正比。
焦点之间的距离∆称为光学间隔(∆=160~190mm)。
物镜的放大倍率
M物
y' y
f '物
目镜的放大倍率
M目
250 f '目
显微镜的总放大率为
M物
• M目
f
250 '物 • f '目
即显微镜放大率与∆成正比,与物镜,目镜焦距成反比。
二、显微镜的分辨率与NA(数字孔径)
显微物镜的NA被称为物镜的数字孔径(NA=nu)。 显微镜对一定波长的分辨率(=0.61/NA)完全取决于物 镜的数字孔径NA,NA越大显微镜的分辨率越高。
-f’目
如图所示,开普勒望远镜是由正透镜的物镜和正透镜的目镜 组成。无穷远物经望远镜的物镜后,在像方焦面(目镜的物方焦 面)上成一实像,该实像再经目镜放大成像于无穷远。因此,用 它观察物体时,正常人的眼睛无须调节,观察时亦不易疲劳。
开普勒望远镜的物镜框就是孔径光阑(有效光阑),物镜框 D按正向光路成的像就是出射光瞳 D' ,入射光瞳也是孔径光阑。 为了计量,人们也可在目镜物方焦面放置分划板,这是它的一大 优点,另一优点是没有渐晕现象,像质好。其缺点是呈倒像,在 应用中应加转像系统。
2、横向尺寸(孔径尺寸)
Hale Waihona Puke A、出瞳直径由于望远镜的出瞳直径与像主观亮度有关,因此
针对不同的使用者和使用条件之中,设计合符要求的 出瞳直径。
人眼瞳孔和环境的亮度是密切相关的,它能自动 调节。一般地:
白天 黄昏
眼瞳孔直径 眼瞳孔直径
2mm 4mm
夜间
眼瞳孔直径
8mm
B、场镜
在望远镜物镜的像方焦平面(或附近)加入一个
场镜(正透镜)可以减小系统的外形尺寸(主要是目 镜部分)。
显微镜
人眼的极限分辨角约为 1(' 角分辨本领)。当人 眼观察物体的细节时,该细节对人眼的视角大于1' , 人才能看清楚这一细节。物体对人眼的视角取决于物 体的大小和该物到人眼的距离。对于一个特定的物体 来说这个距离越近,视角越大。但人眼的调节能力有 限,物体不能无限地靠近眼睛,物体必须位于人眼的 近点之外。
为了充分利用显微镜的分辨率,使显微镜分辨出的细 节能同时被眼睛分辨,显微镜必须有足够大的放大率。满 足于500NA被称为显微镜的有效放大率。当显微镜的分 辨率或数字孔径确定后,放大率取小了则不能看清物镜已 分辨出的物体细节,取大了则造成无谓的放大,给设计与 加工带来困难,对于一般情况,取=500NA。
出瞳直径大,系统的像就亮,反之则暗。
3、出瞳距离 P '
出瞳距离是指目镜最后一表面至出瞳的距离,它的大小 是由使用条件决定的。对于15-25mm的目镜来说,出瞳就在 目镜的后焦点处,而对于长焦距的目镜则不然。
4、分辨率Ψ
望远系统对两个很近的物点仍旧能成两个分开的像点的能力 叫望远系统的分辨率Ψ。
望远物镜分辨率的理论值 arctg1.22 140" ,