望远镜与显微镜的组装及放大率的测量给同学(共4页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上实验二 显微镜和望远镜的组装及放大率的测量望远镜和显微镜都是用途极为广泛的助视光学仪器，显微镜主要用来帮助人们观察近处的微小物体，而望远镜则主要是帮助人们观察远处的目标，它们常被组合在其他光学仪器中。为适应不同用途和性能的要求，望远镜和显微镜的种类很多，构造也各有差异，但是它们的基本光学系统都由一个物镜和一个目镜组成。望远镜和显微镜在天文学、电子学、生物学和医学等领域中都起着十分重要的作用。实验目的1 熟悉望远镜和显微镜的构造及其放大原理。2 组装显微镜或望远镜。3 学会望远镜、显微镜放大率的测量。实验原理显微镜和望远镜都是用途极为广泛的助视仪器，它们的作用都是增大被

2、观察物体对人眼的张角，起到视角放大的作用。显微镜和望远镜的视角放大率的定义为：通过目视仪器观察物体时，物体对人眼张角的正切与人眼直接观察物体时物体对人眼张角的正切之比。即： 显微镜和望远镜的光学系统十分相似，通常都是由目镜和物镜共轴组成。显微镜的构造一般可以简单地认为是由两个会聚透镜共轴组成，如图1所示。图1物体PQ经物镜L0成倒立实像PQ， PQ位于目镜LE的物方焦点内侧，再经目镜LE成放大的虚像P”Q”于人眼的明视距离处。理论计算可得显微镜的放大率为： 式中M0是物镜的放大率， ME是目镜的放大率，是显微镜的光学间隔（通常为17cm或19cm），为明视距离-25cm。（为了提高放大效果，应

3、如何选择透镜和设置光路？）对于望远镜，两个透镜的光学间隔近乎为零。望远镜分为两类，如果物镜和目镜都为会聚透镜，为开普勒望远镜；如果物镜为会聚透镜，目镜为发散透镜，则为伽利略望远镜。图2即为开普勒望远镜的光路图。图2其中长焦距的凸透镜作为物镜，短焦距的凸透镜作为目镜。远处物体PQ经物镜L0在物镜的像方焦平面上成一倒立实像PQ， 像的大小决定于物镜焦距及物体与物镜之间的距离。同时像PQ近乎位于目镜LE的物方焦平面上，再经目镜LE成放大的虚像P”Q”于远方，但人眼的视角变大了。理论计算望远镜的放大率为： （为了提高放大效果，透镜选择上有什么要求？） 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

4、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”。测定显微镜和望远镜的放大率简便的方法如图3所示。以显微镜为例，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：式中l0是被测物的大小PQ，l是在物体所处平面上被测物的虚像的大小P²Q²。目视法比较法测量放大率。在实验中，为了把放大的虚像l与l0直接比较，常用目测法来进行测量。其方法是：选一个

5、标尺作为被测物，对于望远镜要将它安放在距物镜大于1.5米开外，显微镜则置于明视距离处，用一只眼睛直接观察标尺，另一只眼睛通过望远镜观看标尺的像。调节望远镜的目镜，使标尺和标尺的像重合且没有视差，读出标尺和标尺像重合区段内相对应的长度，即可得到显微镜和望远镜的放大率。替代法测量望远镜的放大率。望远镜放大率测量得另一方法是，当望远镜调焦调好后，将其物镜卸下，在物镜的原来位置放一长度为l1的目的物，于是在离目镜d处得到该物体经目镜所成的实像，设其长度为-l2，则根据透镜成像公式，得到：实验内容1望远镜的组装及放大率的测量（1）目测等高共轴，用一次成像法测出所选透镜的焦距，并确定一个作为物镜，另一个作为目镜（根据什么来选择？）。（2）在光具座上组装开普勒望远镜，注意共轴等高估测，将望远镜对远处物体调焦。（3）采用替代法测量望远镜的放大率5次。将测得结果与理论值进行比较。2显微镜的组装及放大率的测量（1）将所选出的物镜和目镜置于光具座上，并限定镜筒长度。调整两透镜使其同光轴。（2）以透明标尺为物，放置在物镜前。前后移动该物，眼睛在目镜后观察，直到能看到清晰的放大的虚像为止。记下标尺长度l0，以及放大后对应的长度l，改