《望远镜和显微镜》PPT课件.ppt

望远镜和显微镜的设计与组装,五邑大学物理实验中心,哈勃望远镜,人眼无法分辨极远处细微的物体细节，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。当两光点间距小于0.05mm时，即无法分辨，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，这张角称为视角。观察物体要想能分辨细节，最简单的方法是使视角扩大，显微镜和望远镜就是为扩大人眼视角的助视光学仪器。,背景知识,显微镜是用来观察和测量有限远微小目标的工具。光学显微镜根据具体用途可分为许多种类，在实验中经常遇到的是生物显微镜、体视显微镜、工具显微镜、偏光显微镜和读数显微镜等。望远镜是用来帮助人们观察远处物体，当位于远处物体的细节对眼睛的视角小于人眼的分辨极限时，人们必须借助此仪器才能分辨它。望远镜有两种基本类型：开普勒望远镜和伽利略望远镜。开普勒望远镜的目镜和物镜均为正透镜。伽利略望远镜目镜是负透镜（凹透镜），而物镜是正透镜。,背景知识,实验目的,通过实验掌握望远镜、显微镜的基本原理 设计组装望远镜及显微镜测量自组望远镜和显微镜的放大率,望远镜原理（开普勒型）,物镜和目镜组成，物镜将无限远的物成实像于焦平面，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合，因此目镜将物镜所成的实像放大到无穷远。,望远镜原理（开普勒型）,视角放大率理论值：,适用条件：物体无穷远,物像共面时的视放大率,L,L,y,y,实像y,物距L1,Fo,Fo,Oo,Oe,Fe,Fe,Oo,Fo,Oo,Fo,Oo,Fo,Oo,Fo,Oo,Fo,Oo,Fo,Oe,Fe,Fe,Oe,Fe,Fe,Oe,Fe,Fe,Oe,Fe,fo=225 mmfe=45 mm,显微镜原理,物体位于物镜（objective）前方，离开物镜的距离大于物镜的焦距，但小于两倍物镜焦距。经物镜以后，物体形成一个倒立的放大的实像I1。I1靠近目镜（eyepiece）焦点Fe的位置上，再经目镜放大为虚像I2后供眼睛观察。,视角放大率理论值,L=240 mmy=30 mmy=?,fo=45 mmfe=34 mm,光学元件的共轴调节,薄透镜成像公式仅在近轴条件下成立,物距、像距是沿着主光轴计算长度的,透镜及各元件的主光轴应该重合，并且物体位于透镜的主光轴附近。,粗调,将光源、物体、透镜靠拢，调节它们的取向和高低左右位置，凭眼睛观察，使它们的中心处在同一直线上,细调,以透镜成像规律为依据，利用共轭原理细调,如果物的中心偏离透镜的光轴,则两次成像的放大像和缩小像的中心不重合,若放大像的中心高于缩小像的中心,说明物的中心低于主光轴,以缩小像的中心为目标,调节透镜或物的上下位置,逐渐使放大像的中心与缩小像的中心重合.多个透镜的光学系统,先调节好与一个透镜光轴重合的共轴,再逐个加入其余透镜,直到所有光学元件共轴为止,实验内容,自组望远镜标尺二维架:SZ-07二维架:SZ-07二维平移底座：SZ-02,物镜Lo:fo=225mm,目镜Le:fe=45mm,二维平移底座：SZ-02,物镜,目镜,标尺,实验内容,自组望远镜参照光路图组成望远镜，向3米远处的标尺调焦，使标尺的像清晰可见，并对准两个红色指标间的“E”字(距离为d1=5cm)；观察者用一只眼睛观察望远镜视场中标尺的像，另一只眼睛直接注视标尺，在视觉系统获得被望远镜放大的和直观的标尺的叠加像，再测出放大的红色指标内直观标尺的长度d2。求出自组望远镜的放大率，并与计算出的放大率作比较。改变标尺与望远镜距离重新调节测量。,实验内容,自组显微镜,小照明光源：SZ-50干版架：SZ-12分划版：1/10 mm二维架：SZ-07物镜Lo：fo=45 mm二维调节架：SZ-07三维调节架：SZ-16目镜Le：fe=29 mm45玻璃架：SZ-45升降调节座：SZ-03双棱镜架：SZ-41,毫米尺：l=30 mm二维平移底座：SZ-02二维平移底座：SZ-02升降调节座：SZ-03通用底座：SZ-04白光源：GY-6A,实验内容,自组显微镜按光路图布置各器件，目测调至共轴。调节光源、微尺、物镜和目镜之间的距离，在显微镜系统中得到清晰的放大的微尺的像。在目镜之后置一与主光轴成45角的平玻璃板（半透半反），距此玻璃板25cm处置一白光源照明的毫米尺。测量显微镜的放大率：通过显微镜能看到微尺的放大像，这个像与半透半反镜所成的标尺的像在同一平面上，从这两个像的大小之比求得显微镜的放大率。测量物镜与目镜之间的距离，并比较显微镜的测量放大率与计算放大率。,