典型光学系统-望远镜和显微镜.ppt
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1、典型光学系统,第一节:人眼,人眼的结构,黄斑,盲点,角膜,前室,虹彩,视轴,后室,水晶体,巩膜,脉络膜,视网膜,简约眼,n=1.33,n=1.0,R=5.56,R=9.7mm,眼睛简化成一个折射球面的模型,即简约眼,折射面的曲率半径像方介质的折射率网膜的曲率半径物方焦距像方焦距光焦度,5.56mm1.3339.7 mm-16.70mm22.26 mm59.88D,人眼与照相机,眼睛如同一只自动变焦和自动改变光圈大小的照相机。从光学角度看,眼睛中三个最重要的部分是水晶体、瞳孔和网膜,它们分别对应与照相机中的镜头、光阑和底片。,f=-17mm,f=23mm,简约眼模型,或:,显微系统的构成,照明系
2、统成像系统成像系统=物镜目镜,第二节:显微镜结构及其原理,显微镜构成:由物镜组Lo和目镜组Le构成。物镜的焦距小于目镜的焦距,且物镜和目镜的焦距都很短,目镜通常用惠更斯目镜(它的消色差效果较好)。Lo与Le间隔比它们各自的焦距大得多。,简化:为简单起见,将物镜和目镜各以单独一块会聚(凸)薄透镜表示。,显微镜工作原理,机械筒长:从显微镜的镜筒中抽出目镜和物镜,留下的镜筒的长度,其值一般为160190mm。我国为160mm。,2、几个概念,光学筒长:目镜和物镜之间的光学间隔 D.,1、结构,一、基本结构,二、光束限制,孔径光阑:因物镜而异。单组低倍物镜,其镜框即为孔径光阑;多组透镜构成的复杂物镜,
3、或者以最后一组透镜框作为孔径光阑,或者在物镜的像方焦平面上或附近设置专门的孔径光阑。视场光阑:通常设置在物镜的像平面上。入窗和入瞳重合,可以保证消除渐晕。视场光阑的大小等于物面的视场可见范围与物镜的垂轴放大率的乘积。,三、分辨本领,1、分辨率,显微镜刚好能够分辨的物平面上两点的最小距离。,2、表示,N.A.(Numeric aperture)称为数值孔径。,不发光物体被别的光源照明:,斜照明:,四、显微镜的放大本领,F1外侧:待观察的目的物置物镜的物方焦平面的外侧,且靠得很近,使之成实像,且横向放大率1尽量大,这时 s1 f1,F2内侧:实像置目镜物方焦平面内侧很近处,使之在明视距离处成虚像,
4、且2 尽量大,这时 s2 f2,3.放大本领,1.视角:,2.物镜的横向放大率:,理论公式,经常采用近似,3、显微镜成像特点,(4)显微镜因为有中间实像,能实现对物体的瞄准和测量。(5)通过目镜的离焦,可以将微小物体二次成放大的实像进行显示或记录。,(1)有高的放大率;(2)眼睛和像的位置适度,适于使用;(3)通过调换物镜和目镜可以方便地获得显微镜的多种放大率(或分辨率);,显微镜实质上就是一个组合的放大镜,第三节:望远镜结构及其原理,一、基本结构望远镜,1、Kepler望远镜结构,2、Galileo望远镜结构,物镜和目镜均由正透镜构成,镜筒内存在实像。,可设置视场光阑,消渐晕可设置分划板,测
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