實(shí)驗(yàn)四十_組裝顯微鏡與望遠(yuǎn)鏡

1、望遠(yuǎn)鏡與顯微鏡的組裝望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡都是用途極為廣泛的助視光學(xué)儀器，顯微鏡主要用來幫助人們觀察 近處的微小物體，而望遠(yuǎn)鏡則主要是幫助人們觀察遠(yuǎn)處的目標(biāo)，它們常被組合在其他光 學(xué)儀器中。為適應(yīng)不同用途和性能的要求，望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的種類很多，構(gòu)造也各有差 異，但是它們的基本光學(xué)系統(tǒng)都由一個(gè)物鏡和一個(gè)目鏡組成。望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡在天文學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中都起著十分重要的作用。、自組望遠(yuǎn)鏡實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理和結(jié)構(gòu)(2) 組裝望遠(yuǎn)鏡(3) 測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的放大率實(shí)驗(yàn)原理最簡(jiǎn)單的望遠(yuǎn)鏡是由一片長(zhǎng)焦距的凸透鏡作為物鏡，用一短焦距的凸透鏡作為目鏡組合而成。遠(yuǎn)處的物經(jīng)過物鏡在其后焦面附近成一

2、縮小的倒立實(shí)像，物鏡的像方焦平面 與目鏡的物方焦平面重合。而目鏡起一放大鏡的作用，把這個(gè)倒立的實(shí)像再放大成一個(gè) 正立的像，圖一為開普勒望遠(yuǎn)鏡的光路示意圖：圖一 開普勒望遠(yuǎn)鏡的光路示意圖i#用望遠(yuǎn)鏡觀察不同位置的物體時(shí)，只需調(diào)節(jié)物鏡和目鏡的相對(duì)位置，使物鏡成的實(shí) 像落在目鏡物方焦平面上，這就是望遠(yuǎn)鏡的“調(diào)焦”。用望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡觀察物體時(shí)，一般視角均甚小，因此視角之比可用其正切之比代 替，于是光學(xué)儀器的放大率M可近似地寫成tg： 0tg： eP”Q'式中10是被測(cè)物的大小PQ 1是在物體所處平面上被測(cè)物的虛像的大小#在實(shí)驗(yàn)中，為了把放大的虛像I與10直接比較，常用目測(cè)法來進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于望遠(yuǎn)

3、鏡，其方法是：選一個(gè)標(biāo)尺作為被測(cè)物，并將它安放在距物鏡大于1.5米處，用一只眼睛直接觀察標(biāo)尺，另一只眼睛通過望遠(yuǎn)鏡觀看標(biāo)尺的像。調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的目鏡，使標(biāo)尺和 標(biāo)尺的像重合且沒有視差，讀出標(biāo)尺和標(biāo)尺像重合區(qū)段內(nèi)相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，即可得到望遠(yuǎn) 鏡的放大率。實(shí)驗(yàn)儀器1、標(biāo)尺 （000 055cm3、5、二維調(diào)節(jié)架（SZ-07）6 三維平移底座（SZ-07）2、物鏡 Lo( f0 = 225mm)4 、目鏡 Le ( fe =45mm )7、二維平移底座(SZ-02)圖二組裝望遠(yuǎn)鏡裝置圖圖三 放大標(biāo)尺像與實(shí)際標(biāo)尺的比對(duì)圖四 組裝望遠(yuǎn)鏡實(shí)物圖實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、組裝開普勒望遠(yuǎn)鏡：按圖二放好各元器件，調(diào)節(jié)同軸等高，固定

4、目鏡，移動(dòng)物 鏡，向約3m遠(yuǎn)處的標(biāo)尺調(diào)焦，使一只眼睛在目鏡中間看到清晰的標(biāo)尺像。2、設(shè)定標(biāo)尺紅色指標(biāo)間距di為5厘米，大致和組裝的望遠(yuǎn)鏡等高。睜開雙眼，一 只眼睛通過組裝望遠(yuǎn)鏡看標(biāo)尺像，另一直眼睛直接注視標(biāo)尺，經(jīng)適應(yīng)性練習(xí)，用視覺系 統(tǒng)同時(shí)獲得被望遠(yuǎn)鏡放大的標(biāo)尺像和直觀的標(biāo)尺如圖三，把通過望遠(yuǎn)鏡觀察到的兩個(gè)紅色指標(biāo)像投影到標(biāo)尺實(shí)物上，記住上下紅色指標(biāo)像在實(shí)物標(biāo)尺上的位置，走近標(biāo)尺讀出 上下位置間隔d2。3、求出望遠(yuǎn)鏡的測(cè)量放大率二歸，并與計(jì)算放大率diM =上作比較fe注：標(biāo)尺放在有限距離S遠(yuǎn)處時(shí)，望遠(yuǎn)鏡放大率:'可做如下修正:Ss f。，100 f。時(shí)，修正量S1 s fo3#數(shù)據(jù)記

5、錄及處理1、 目鏡位置讀數(shù)： Le =cm2、 物鏡位置讀數(shù)： Lo =cm3、標(biāo)尺與物鏡距離：S = cm4、 設(shè)定標(biāo)尺卡口間距為 di = 5cm時(shí)，像卡口間距d2 =cm5、求出望遠(yuǎn)鏡的測(cè)量放大率：喘6、計(jì)算望遠(yuǎn)鏡放大率丨的修正值:Ss fo7、把放大率測(cè)量值與計(jì)算放大率 M =邑作比較，計(jì)算百分誤差。 fe、自組顯微鏡實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 熟悉顯微鏡的構(gòu)造及其放大原理。(2) 掌握光學(xué)系統(tǒng)的共軸調(diào)節(jié)方法。(3) 學(xué)會(huì)顯微鏡放大率的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)原理顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)十分相似，都是由兩個(gè)凸透鏡共軸組成，其中，物鏡的焦距很短，目鏡的焦距較長(zhǎng)。如圖五所示，實(shí)物PQ經(jīng)物鏡Lo成倒立實(shí)像PQ于目鏡L

6、e的物方焦點(diǎn)Fe的內(nèi)側(cè)，再經(jīng)目鏡Le成放大的虛像P Q于人眼的明視距離處。#圖五顯微鏡光路示意圖4#實(shí)驗(yàn)儀器（如圖六）1小照明光源S（GY-20,低亮度）3、微尺 Mi（1/10mm）5、物鏡 Lo（ fo = 45 mm ）7、二維架（SZ-07）9、45° 玻璃架（SZ-45）11透鏡架（SZ-08）13、三維平移底座（SZ-01）15、升降調(diào)節(jié)座（SZ-03）17、白光源（GY-6A）和通用底座（2、干版架（SZ-12）4、透鏡架（SZ-08）6、二維架（SZ-07）8、目鏡 Le（ fe = 34 mm ）10、升降調(diào)節(jié)座（SZ-03）12、毫米尺 M2（l=30mm）14、

7、二維平移底座（SZ-02）16、通用底座（SZ-04）SZ-04）【圖中未畫出，用于照亮毫米尺】#圖六自組顯微鏡裝置圖5圖七組裝顯微鏡光路圖6#圖八組裝顯微鏡實(shí)物圖實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1參照?qǐng)D八布置各器件，調(diào)等高同軸2、將透鏡Lo與Le的間距定為24cm O二24cm - f。- fe）3、沿米尺移動(dòng)靠近光源的毛玻璃微尺 M,從顯微鏡系統(tǒng)中得到微尺放大像4、在Le之后置一與光軸成45o角的平玻璃板，距此玻璃板一定距離處置一毫米尺M(jìn) （毫米尺到45o角的平玻璃板的距離等于微尺 M到45o角的平玻璃板的距離），用白光 源（圖六中未畫出）照亮毫米尺 M;5、 移動(dòng)微尺M(jìn),消除視差，讀出未放大的 M30格所對(duì)應(yīng)的M的格數(shù)a6、 顯微鏡的測(cè)量放大率m二遼。；顯微鏡的計(jì)算放大率M二絲afo fe數(shù)據(jù)記錄及處理1、微尺 M 位置=cm 2、凸透鏡 Lo位置=c