专题十凸透镜成像问题 透镜成像是中考主要内容,重点是凸透镜成像规律、作图和探究性实验。尤其是探究性问题,需要注意以下问题： 凸透镜成像规律的注意问题：如图所示。 物距u：物体到凸透镜的距离；像距v：像到凸透镜的距离；焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。 1.凸透镜成像实验：实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是：使烛焰的像成在光屏中央,便于观察。 2.若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。⑤凸透镜焦距太大。 3.口诀记忆：一倍焦距分虚实,二倍焦距定大小；像的大小像距定,像儿跟着物儿跑；实像总是两侧倒,物近像远像变大,物远像近像变小；虚像总是同侧正,物近像近像变小。 4成实像时,物上移,像下移；物左移,像右移。 5.用不透明的物体挡住透镜的一部分,光屏上的像是完整的,但是亮度变暗 6.成实像时,透镜不动,把蜡烛和光屏对调位置,不需调整,像的大小发生变化。 7.当v>u时成放大的像（倒立放大实像或正立放大虚像）,当v 一、透镜成像作图 利用透镜三条主要光线作图。作图时要注意图中给出的是入射光线还是折射光线,具体要求是什么；无论要求是什么,都必须遵照折射规律和三条主要光线。 二、凸透镜成像规律 1.透镜成像遵循光的折射规律。 2.牢记凸透镜成像规律（见考前速记）。把像距、物距、焦距之间的关系和成像虚实结合起来。 三、透镜探究性实验 透镜探究性实验主要分为探究像距与物距关系、探究像的虚实与物距之间关系、探究像的大小与物距、像距之间的关系、探究物距位置对像的影响、探究物距变化对像的方向（正立、倒立）的影响等。 解答凸透镜探究性实验,只要大家弄清楚凸透镜成像规律,一般情况下不难解答。 一、透镜 1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。 2.透镜与面镜区别：面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像；透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。 3.透镜分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。 （1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜（远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。 （2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。 4.透镜光路基本概念：图（1）是透镜光路示意图。 （1）过透镜两个球面球心的直线叫主光轴（主轴）,用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O ”表示。 C C O F F C C O F F 望远镜与显微镜 【学习目标】 知道望远镜和显微镜的成像原理，知道望远镜和显微镜的发明和发展对人类的重要作用。 【重点难点】重点：通过实验让学生感知望远镜和显微镜的作用. 难点：望远镜、显微镜的基本结构和成像性质。 【学习过程】 1．引入新课 学生体会望远镜和显微镜在现代医学和科学研究领域的巨大作用 大家都知道，在人类同疾病作斗争的历史上，找到象痢疾菌、伤寒菌、爱滋病病毒、非典病毒等样本是找到抑制或杀死这些细菌或病毒的关键。 而透望天空、漫步宇宙是人类走向未来的必由之路，那么，科学上进行这些显微、远望等探究的重要工具显微镜和望远镜是怎样的成像原理呢？ 2．通过两个透镜观察物体（利用好与教材配套的《物理实验》中两个活动） 学生利用一个凹透镜和两个焦距不同的凸透镜，进行不同的组合，再利用组合透镜分别观察较近和较远的物体。 （1）望远镜 ①简介望远镜的偶然发明 ②学生活动：通过两个透镜观察物体《物理实验》中活动4.7 对照完成伽利略望远镜与开普勒望远镜的组装，得出观察结果。 总结：伽利略望远镜与开普勒望远镜 学生看书：生活·物理·社会 （2）显微镜 学生活动：分组自制水滴显微镜。《物理实验》中活动4.8 学生讨论分析细小物体通过目镜和物镜分别成什么像。 老师总结。 3．典型例题 例 1 德国天文学家制成了专门用于观察天体的望远镜，其物镜是由焦距较的透镜制成的，目镜是由焦距较的透镜制成的。通常的望远镜是由______________组成，望远镜的主要作用是_____________________________________；显微镜的物镜和目镜都是_______透镜，显微镜的主要作用是________________________ _____________________________. 例2 用一个凹透镜和凸透镜可制成一架镜，用两个焦距不同的凸透镜既可制成镜，又可制成镜，若用来观察细小的物体，必须用焦距的做物镜，用焦距的做目镜（选填“长”或“短”）。 如何自组显微镜和望远镜？ 1. 自组显微镜和望远镜( hkais 2008-07-04 23:59:17 提供资料) 查看详情>>> 可以在下面这个论坛上面找，就有相关的制作文章。 望远镜论坛望远镜、天文望远镜、显微镜的研究与制作及二手交易的论坛... 镜之家--望远镜论坛 2. 自组显微镜和望远镜( gm807 2008-08-23 11:48:38 提供资料) 查看详情>>> 1.仪器的准备 望远镜实验 光学平台，标尺，物镜，目镜，二维架，二维平移底座，三维平移底座等。 显微镜实验 光源，微尺，透镜架，物镜，目镜，三维平移底座，升降调节架，毫米尺，双棱镜架等。 2.望远境步骤 自组望远镜 (1)参照光路图组成望远镜，向约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)； (2)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d1。 (3)求出自组望远镜的放大率，并与计算出的放大率作比较。 3.显微境步骤 (1)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。 (2)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; (3)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。 (4)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。 3. 自组显微镜和望远镜( 黄燕 2008-08-13 16:32:05 提供资料) 查看详情>>> 1,比较各种测量薄透镜焦距的方法,设计出测量焦距的光路,并测量出实验提供的所有透镜的焦距,从中选择出适合组装显微镜和望远镜的透镜. 2,设计出自组望远镜的光学系统,画出光路图,说明结构和简单原理,并用你选择的透镜组成望远镜 3,设计出自组显微镜的光学系统,画出光路图,说明结构和简单原理,并用你选择 实验二 自组望远镜 一、实验目的 （1）了解望远镜的工作原理和用途。 （2）掌握构建望远镜的光路和元件。 （3）测试望远镜的视放大率。 二、原理概述 望远镜也是由物镜和目镜组成，是用来把远处物体的观察视角放大的仪器(望远镜所成像对人眼的视角大于物体本身对人眼的视角)，由于物体位于距物镜很远的地方，故望远镜只能起到把物体拉近的作用，也就是它的线放大倍数通常小于一，而视角放大倍数是大于一的。如(图2-1)所示，物镜把远处物体成像在像方焦点附近(外侧)，为一缩小的倒立实像。目镜进一步把此实像放大为虚像，以提高其观察视角。由前述可知，物镜的像方焦点和目镜的物方焦点是大致重合的。当用在观测无限远物体时，物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合，光学间隔Δ=0。当用在观测有限距离的物体时，物镜和目镜的光学间隔是一个不为零的小量。一般研究，可认为望远镜是由光学间隔为零的物镜和目镜组成的无焦系统。 不难证明(参阅《物理光学与应用光学》 相关内容 P379-384)望远镜的视角放大率 ''tan 'tan 2 '1D D f f -=-==ωωΓ (2-1) 式中1'f 是物镜像方焦距，2'f 是目镜像方 焦距，D 为入瞳直径(也是物镜孔径)，'D 为出瞳直径。 当物镜和目镜都为正焦距(0,0'2'1>>f f )的光学系统时，如开普勒(Kepler)望远镜， 则放大率Γ为负值，系统成倒立的像；当物镜的焦距为正(0'1>f )，目镜的焦距为负(0' 2 望远镜与显微镜教学设计 一：设计思路： 透镜对光的作用和凸透镜成像是本章的核心内容。该章所有教学内容都是围绕这个核心展开。因此望远镜与显微镜是凸透镜成像规律内容的拓展，是利用两个透镜的组合看物体。学习本节知识对学生加深理解凸透镜成像原理，开阔眼界，感受到物理知识与日常生活实际的联系是非常紧密的，了解科学知识的应用，提高自身的科学素质都有益。同时对创造学中的“组合法”有一个浅显认识，以提高创造力和实践能力；本节须突出实践性动手探究活动和“模型”制作来完成学习目标,通过利用自制的望远镜和显微镜来总结出望远镜与显微镜的原理是本节课的重点。 二、学情分析： 学生已学过透镜对光的作用及凸透镜成像规律，有了一定理解本节内容基础。但由于学校教学器具的缺乏，凸透镜成像规律实验未能完成必要的学生独立探究的过程，理解成像规律不深。而本节的显微镜、望远镜的成像原理又比较抽象，学生在理解上有些困难，对二次成像不是认识能理解好的。为了克服本节学习障碍，能达到基本认识显微镜和望远镜的结构及成像原理的目的，通过利用自制的望远镜和显微镜的组装与探究来总结出望远镜与显微镜的原理，从而激发学生的学习兴趣。 三、教学目标： 知识与技能：了解望远镜与显微镜的结构和原理。 过程和方法：通过自制的望远镜与显微镜来探究望远镜与显微镜的原理,培养学生动手动脑的习惯。 情感、态度、价值观：乐于参与观察、实验、制作等科学实践。 四、学重难点： 重点：探究并了解望远镜与显微镜的原理。 难点：探究望远镜与显微镜的原理。 五、教学资源：希沃电子白板 手机 学生自制望远镜与显微镜 六、教学流程图： 七、教学过程： (一)导入新课：同学们，上课之前呢先给大家将两个小故事，你们想听故事吗？ 生：…… 师：小故事1：17世纪初的一天,荷兰小镇的一家眼镜店的主人利伯希,为检查磨制出来的透镜质量,把两个透镜排成一条线,通过透镜看过去,发现远处的教堂塔尖好像变大拉近了,于是在无意中发现了望远镜的秘密. 薄透镜焦距测量及自组显微镜、望远镜 【学习重点】 1. 了解和掌握透镜焦距的简单测量方法 2. 掌握显微镜和望远镜的基本结构、工作原理及其调节和使用方法 【仪器用具】 1.5米光具座、透镜夹持架、凸透镜三个、半透半反镜、平面镜、分化板、钨灯光源 【预习重点】 1． 自准法测量透镜的原理 2． 位移法测量透镜焦距的原理 3． 显微镜和望远镜的工作原理 4． 显微镜和望远镜放大倍数的定义及测量中如何运用的 【背景知识】 1． 自准法：自准法是自准直技术的简称，它在平行光管和测量望远镜的调整、测量球面和非球面的面型以及测量透镜或光学系统的焦距等方面有着广泛应用，是几何光学实验中经常采样用的一种实验技术。无限远的物经 透镜成象，象处在透镜的焦平面上。准直技术在光学实验中通常是指产生平行光束或获 得处于无限远的物的方法。自准法测量透镜 焦距就是首先利用待测透镜自身产生一个位 于无限远的物，再用待测透镜对它成象，通 过测量象与透镜之间的距离来确定透镜的焦 距。自准直法测量透镜焦距的原理如图1所 示。当物y 位于透镜的焦平面上时，经透镜L 和平面反射镜所组成的光学系统后，如果在焦平面上成一与物等大的到立实象，物到透 镜中心的距离就是透镜的焦距。 2． 位移法又称贝塞尔法或二次成象法。测量原理如图2所示。首先选定物象间的距离A 。 如果透镜在这个距离间能有两个成象位置，两个成象位置之间的距离为d 。 A d A f 4'2 2-= 从理论上可知，只要'4A f >， 上述公式都成立，在实验之前思 考一下，在实验中这个条件还成 立吗？如果不成立，原因是什 么？ 3． 显微镜是一种助视光学仪器。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 图1 自准直法测量透镜焦距 图2 位移法测量透镜焦距 显微镜、望远镜的区分 知识·解读 一、原理 1、显微镜 用显微镜观察物体时，要将被观察物体放在物镜一倍焦距和二倍焦距之间，经过物镜得到一个倒立、放大的实像，实像的位置在目镜一倍焦距内，再经其放大，最后得到比原物体放大许多倍的虚像。该虚像和物体比较是倒立的，为便于观察，需将物体倒放。 2、望远镜 天文望远镜距离被观察物体(如天体)很远，物体和物镜的距离远大于物镜的二倍焦距，经过物镜成一倒立、缩进小的实像，其作用相当于将被观察物体移近，再经目镜将得到的实像放大，最后得到的虚像比原物体小得多，该虚像和物体比较是倒立的。 二、成像原理图 三、放大倍数 1、显微镜 ①显微镜的放大倍数等于物镜和放大倍数和目镜的放大倍数的乘积。 ②显微镜的放大倍数是指长和宽的倍数。③物镜、目镜的焦距越短，放大率越高。 2、望远镜 一般用目镜视角与物镜入射角之比作为望远镜放大倍数的标示，通常用物镜焦距与目镜焦 距之比计算，表示望远镜视角的放大程度。例如，放大倍数为10倍的望远镜，指的是能将 1度视角的目标放大为10度。 典例·解读 例1、使用显微镜时，被观察物体离物镜的距离（） A．小于焦距 B．等于2倍焦距 C．小于2倍焦距，大于1倍焦距 D．大于2倍焦距 【答案】C 【解析】显微镜的物镜和目镜都是凸透镜，物镜焦距短，目镜焦距长，所以放在载物台上的物体在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间，通过物镜成倒立放大的实像，这个实像位于目镜的焦点之内，通过目镜成放大的虚像． 例2、通过显微镜和天文望远镜(天文望远镜目镜是短焦距的凸透镜，物镜是长焦距的凸透镜)观察物体时，你注意过像的正倒吗?如果还没注意过，请你通过实际观察，然后做出 判断．以下说法中正确的是 ( ) A、用显微镜观察时像是正立的，用天文望远镜观察时像是倒立的 B、用显微镜观察时像是正立的，用天文望远镜观察时像是正立的 C、用显微镜观察时像是倒立的，用天文望远镜观察时像是正立的 D、用显微镜观察时像是倒立的，用天文望远镜观察时像是倒立的 【答案】D 【解析】显微镜的物镜相当于投影仪，成倒立放大的实像；目镜相当于放大镜，将投影仪成的像再次放大，故成倒立放大的虚像。望远镜的物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，目镜也相当于放大镜，将照相机成的像再次放大。 培优·训练 1、用显微镜观察物体时，若在显微镜下观察到的物像在视野右下方，要想将物像置于视野 正中央，应将装片移向（） A、右上方 B、右下方 C、左上方 D、左下方 立式光学仪实验报告 篇一：光学实验报告 建筑物理 ——光学实验报告实验一：材料的光反射比、透射比测量实验二：采光系数测量 实验三：室内照明实测实验小组成员：指导老师：日期：XX年12月3日星期二实验一、材料的光反射比和光透射比测量 一、实验目的与要求室内表面的反射性能和采光口中窗玻璃的透光性能都会直接或间接的影响室内光环境的好坏，因此，在试验现场采光实测时，有必要对室内各表面材料的光反射比，采光口中透光 材料的过透射比进行实测。通过实验，了解材料的光学性质，对光反射比、透射比有一巨象的数值概念，掌握测量方法和注意事项。 二、实验原理和试验方法 （一）、光反射比的实验原理、测量内容和测量方法光反射比测量方法分为直接测量方法和间接测量法，直接测量法是指用样板比较和光反 射比仪直接得出光反射比；间接法是通过被测表面的照度和亮度得出漫反射面的光反射比。 下面是间接测量法。 1. 实验原理 （1）用照度计测量：根据光反射比的定义：光反射比p是投射到某一材料表面反射出来的光通量与被该光源的光通量的比值，即： p=φp/φ 因为测量时将使用同一照度计，其受光面积相等，且，所以对于定向反射的表面，我们 可以用上述代入式，整理后得：p=ep/e 对于均匀扩散材料也可以近似的用上述式。可知只要测出材料表面入射光照度e和材料反射光照度ep，即可计算出其反射比。（2） 用照度计和亮度计测量 用照度计和亮度计分别测量被测表面的照度e和亮度l 后按下式计算 p=πl/e 式中：l---被测表面的亮度，cd/m2； e—被测表面的照度，lx 。 2.测量内容要求测量室内桌面、墙面、墙裙、黑板、地面的光反射比。每种材料面随机取3个点测量3次，然后取其平均值。 3.测量方法 ①将照度计电源（power）开关拨至“on”，检查电池，如果仪器显示窗出现“batt”字 样，则需要换电池； 光电综合实验（1） 实验报告 姓名学号 学院: 专业: 题目: 显微系统特性参数的测量 指导教师：王小燕 2010 年 1 月 22 日 显微系统特性参数的测量 一、实验目的 通过对显微系统特性参数的实际测量，进一步掌握显微系统的基本成像原理，同时加深对其各参数的理解。 二、实验内容 1.通过自组显微镜来提高学生的动手能力以进一步加深对显微系统理解。 2.更换目镜和物镜，测量不同显微系统的线视场、放大倍率。 3.使用显微镜观察光纤面板，并通过显微镜读数计算光纤直径。 三、实验仪器 待测显微镜、25×测微目镜、10×目镜、8×物镜、3×物镜、标准刻尺、照明光源等。 四、测量原理 （一）显微镜的原理示意如下图1所示： 图1 显微镜原理示意图 从图中可见，显微镜由物镜及目镜构成，显微镜的特点是有较大的光学间隔且其物镜的焦距不大，目镜的焦距也比较小。被观测的物体首先经显微镜的物镜放大后其像再经目镜放大以供人眼观察，其成像过程是一个二次成像过程。其系统放大率 目Γ=Γβ （1） 式中β为物镜的垂轴放大倍率，Γ目为目镜的视觉放大倍率。 (二) 显微镜线视场的检测 从显微镜原理图可见，对于显微镜而言，分划板是其视场光阑，显微镜的线视场主要取决于视场光阑的大小，且显微镜的视觉放大率越大，它的物空间的线视场越小。 若在显微镜承物台上放置一标准玻璃刻尺，并以光源照明，令显微镜对标准玻璃刻尺进行调焦，使人眼通过显微镜看清其像，则显微镜中所能看到的最大刻线范围即为显微镜的线视场。 五、测量步骤 （一）显微系统线视场的测量 1、将标准刻尺放置在被测量显微镜的承物台上，固定好位置，并用光源照明刻尺。 2、更换显微镜的物镜（如果物镜的放大倍率选择过大则看不到刻尺的像），同时通过拔插的方式选择一个适合的目镜，转动旋钮令显微镜对刻尺进行调焦，直至看到刻尺的清晰的像，若通过调整只能看见刻尺的模糊的像，则还需更换目镜进行相应的视度调节。 3.此时读出通过显微镜目镜所能看到的最大的刻尺范围，此数值即为待测显微镜的线视场的大小。由于在此成像过程中所用的物为已知刻值的刻尺，所以通过直接读取格值的方式就能够测量出线视场的大小，十分方便快捷。 4.用不同的物镜和目镜组合成显微系统，依次进行线视场的测量，并记录数据。 （二）光纤面板的测量 1. 将待测光纤面板放置在显微镜（选用25×测微目镜和8×物镜）的承物台上，固定好位置，并用光源照明光纤面板。 2.调节转动旋钮令显微镜对光纤面板聚焦，直至看到光纤面板的清晰的网格像。 3.固定显微镜不动，转动测微目镜的螺旋旋钮，并通过目镜观察十字线移动的光导纤维数目m ，此时记录下螺旋旋钮移动的距离L ，则可测得光纤直径d ： 一、实验目的 1.通过实验掌握显微镜、望远镜的基本原理； 2.通过实际测量，了解显微镜、望远镜的主要光学参数； 3.根据指示书提供的参考材料自己选择2套方案，测出水准仪的放大率并比较与实验结果是否相符。 二、实验器材 1．显微镜实验：测量显微镜、分辨率板、分辨率板放大图、透明刻线板、台灯，高倍（40×、45×）、中倍（8×或10×）、低倍（2.5×、3×或4×）显微物镜各一个，目镜若干（4×、5×、10×、15×等）。 2．望远镜实验：25×水准仪、平行光管、1×长工作距测量显微镜、视场仪、白炽灯、钢板尺、升降台、光学导轨、玻罗板、分辨率板。 三、实验原理 （1）显微镜原理： 显微镜是用来观察近处微小物体细节的重要目视光学仪器。它对被观察物进行了两次放大：第一次是通过物镜将被观察物成像放大于目镜的分划板上，在很靠近物镜焦点的位置上成倒立放大实像；第二次是经过目镜将第一次所成实像再次放大为虚像供眼睛观察，目镜的作用相当于一个放大镜。 由于经过物镜和目镜的两次放大，显微镜总的放大率Γ应是物镜放大率β和目镜放大率Γ1的乘积。 Γ＝β×Γ 1 绝大多数的显微镜，其物镜和目镜各有数个，组成一套，以便通过调换获得各种放大率。显微镜取下物镜和目镜后，所剩下的镜筒长度，即物镜支承面到目镜支承面之间的距离称为机械筒长。我国标准规定机械筒长为160毫米。 显微镜的视场以在物平面上所能看到的圆直径来表示，其视场受安置在物镜像平面上的专设视场光阑所限制。 显微镜的分辨率即它所能分辨的两点间最小距离： nSinU λδ61.0= 式中：λ为观测时所用光线的波长；nSinU 为物镜数值孔径（NA ）。 从上式可见，在一定的波长下，显微镜的分辨率由物镜的数值孔径所决定，光学显微镜的分辨率，基本上与所使用光的波长是一个数量级。为了充分利用物镜的放大率，使被物镜分辨出来的细节，能同时被眼睛所看清，显微镜应有恰当的放大率。综合考虑显微物镜和人眼自身的分辨率，可得出显微镜适当的放大率范围是： 500NA<Γ<1000NA 这个范围的放大率称为有效放大率。如使用比有效放大率更小的放大率，则不能看清物镜已经分辨出的某些细节；如取用高倍目镜得到比有效放大率上限更 一、知识点睛 1.眼睛 透镜的应用（讲义） （1）眼睛的结构和成像原理： 如图，眼睛的晶状体和角膜相当于一个，成像 在视网膜上，视网膜上的感光细胞把光的刺激转化成 信号经视神经传递给大脑，我们就看到了物体。 （2）远点和近点：依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两 个极限点分别叫做远点和近点，正常眼睛的远点在无限 远，近点在大约cm 处。 （3）明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳 的距离大约是cm，这个距离叫做明视距离。 2.近视眼及其矫正 （1）近视眼成因：晶状体太厚，折光能力太；眼球在 前后方向上太长。 （2）近视眼需要用透镜来矫正，利用的是这种透镜 能使光的特点。 3.远视眼及其矫正 （1）远视眼成因：晶状体太薄，折光能力太；眼球在 前后方向上太短。 （2）远视眼需要用透镜来矫正，利用的是这种透镜能 使光会聚的特点。 眼睛的结构 甲看远处的物体 乙看近处的物体 （3）眼镜的度数 焦度：焦距的倒数叫做焦度，用Φ表示，即Φ= 1 ，镜片 f 的度数为焦度乘100 的值。例如，镜片的焦距为1m，焦度就应该是1m-1，度数就应该是度。 4.显微镜和望远镜 （1）显微镜 物体经过物镜后成的实像；目镜相当于 镜，把物镜所成的实像再次放大。 （2）望远镜 物体经物镜成的实像；目镜的作用相当于 放大镜，用来把实像放大。 二、精讲精练 【板块一】眼睛和眼镜 1.儿童、青少年如果不注意用眼卫生，就会患近视眼。近视 眼的病变特点是（） A．眼球前后径过长，晶状体曲度过小 B．眼球前后径过短，晶状体曲度过小 C．眼球前后径过短，晶状体曲度过大 D．眼球前后径过长，晶状体曲度过大 望远镜和显微镜 实验报告 BME8鲍小凡15 【实验目的】 （1）了解望远镜和显微镜的构造及其放大原理，并掌握其使用方法； （2）了解放大率等的概念并掌握其测量方法； （3）进一步熟悉透镜成像规律。 【实验原理】 一、望远镜 1、望远镜的基本光学系统 无穷远处物体发出的光经物镜后在物镜焦平面上成一倒立缩小的实像，再利用目镜将此实像成像于无穷远处，使视角增大，利于人眼观察。 图1 望远镜的基本光学系统 使用望远镜时，应先调目镜，看清分划板，再调镜筒长度。使被观察物清晰可见并与分划板叉丝无视差（中间像落在分划板平面上）。 2、望远镜的视放大率。 记目视光学仪器所成的像对人眼的张角为ω’，物体直接对人眼的张角为ω，则视放大率： tan 'tan ωωΓ= 由几何光路可知： 0'''tan ,tan '''e e y y y f f f ωω= == 因此，望远镜的视放大率： 0' 'T e f f Γ= 实际测量望远镜无焦系统的视放大率时，利用图二所示的光路图。当物y 较近时，即物距： () 100'1''e L f f f <+ 时，物镜所成的像会位于O e 右侧（实像）或左侧（虚像），经目镜后，即成缩小的实像y’’，于是视放大率： 00'''''T e e f f y f f y Γ= == 图2 测望远镜的视放大率图 3、物像共面时的视放大率。 当望远镜的被观测物位于有限远时，望远镜的视放大率可以通过移动目镜把像y’’推远到与物y 在一个平面上来测量。如图三。此时： ''tan ' ,tan y y L L ωω= = 于是可以得到望远镜物像共面时的视放大率： ()() 010''''''e T e L f f y y f L f +Γ= =- 可见，当物距L 1大于20倍物镜焦距时，它和无穷远时的视放大率差别很小。 可见，当物距L 1大于20倍物镜焦距时，它和无穷远时的视放大率差别很小。 图3 测望远镜物象共面时的视放大率 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。为了适于观察近处的物体，显微镜的焦距都很短。 图4 显微镜基本光学系统 使用时需先进行视度调节使分划板叉丝的像位于人眼明视距离处，再调焦使被观察物清晰可见并与分划板叉丝的像无视差。 光学显微镜培训内部讲义 显微镜概念： 广泛定义，能够将微观世界的物质形态展现在人眼前的设备就是显微镜。 狭隘定义，光学显微镜 钢铁组织图片(光学显微镜) 蜘蛛照片（电子显微镜） 人眼观察的局限性 尽管科技在不断的发展，眼睛作为视觉器官同位于后面的大脑相配合，依然是目前最有效的成像系统。所有的科学仪器在速度和分辨率上与眼睛都无法相提并论。眼睛的构造类似于摄像机。肌肉调节的水晶体（1a）与角膜（1）的曲面将一幅图像投射在视网膜（2）上。入射光的强度则通过改变虹膜（3）的直径来控制。通过这种方法，眼睛可以把位于大约20cm到无限远距离内的任意物体，经由水晶体，靠肌肉灵活调节焦距，从而形成一幅清晰的图像。图像本身将会投射在视网膜上，经由大约130百万个柱状受体（识别黑白色）以及7百万个圆锥细胞（识别彩色）识别后，在最短的时间内，通过视神经传送至大脑。 下图是的光线经由眼睛形成的视角为30°之后的图示，都是在同样的视角下观看。 ●从300m远的地方眺望161m高的乌尔姆大教堂（位于德国南部）。 ●从25cm处观看一幅高13cm的相片。 视角小意味着什么？ 因为我们想要进一步观察植物茎部的细微的毛细管，我们从茎部切出一片非常薄的切片，将它放置载玻片上并用盖玻片保护。当拿着做好的样品迎着光来观察时，我们依然无法观察到更多的细节。仅仅能观察到与之前一样的的组织。 这些问题的原因很容易解释。我们想要观察的细节大概只有1/100甚至1/1000个毫米。然而在20cm 以内，眼睛无法聚焦到20cm内任意位置。结果是我们得不到任何细节。类似情形就像我们要在300m远的地方去观察先前提到的乌尔姆教堂的塔尖。在这么远的距离上，石匠们所创造出许许多多的花纹将无法分辨出来，其原因就在于视角太小了。 补救方法：放大镜 一个几个世纪以来就众所周知的解决方法：放大镜。当把放大镜放在眼睛与被观察的物体之间时，所有的物体都被放大了。然而这种方法的局限性是：放大倍数要超过8倍或者10倍是不可能的。任何人想要观察更多的细节就必须使用“复合式”放大镜。 大学物理实验报告 【实验名称】望远镜和显微镜 【实验目的】 （1）了解望远镜和显微镜的构造及其放大原理，并掌握其使用方法； （2）了解视放大率等概念并掌握其测量方法； （3）进一步熟悉透镜成像规律。 【实验原理】 （一）望远镜 1．望远镜基本光学系统 基本的望远系统是由物镜和目镜组成的无焦系统，物镜L0的像方焦点'o F与目镜e L的物方焦点e F重合，如图所示。无穷远物体发出的光经物镜后在物镜焦平面上成一倒立缩小的实像，再利用目镜（短焦距）将此实像成像于无穷远处，使视角增大，利于人眼观察。为了利于对远处物体的观测，望远镜物镜的焦距一般较长。 1. 望远镜的基本光学系统 图示望远镜，物镜与目镜均为会聚透镜，这种望远镜称为开普勒望远镜，其优点是可在物镜与目镜之间的中间像平面上安装分划板（其上有叉丝和刻尺）以供瞄准或测量。实验装置中用到的望远镜（如分光计上的望远镜，光杠杆系统中的望远镜等）均为开普勒望远镜，在中间像平面上装有分划板。 实际上，为方便人眼观察，物体经望远镜后一般不是成像于无穷远，而是成虚像于人眼明视距离处；而且为实现对远近不同物体的观察，物镜与目镜的间距即镜筒长度可调，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点可能会不重合。使用望远镜时，观察者应先调目镜看清分划板，使分划板成像于人眼明视距离处，再调节望远镜镜筒长度，即改变物镜、目镜间距，使被观察物清晰可见并与分划板叉丝无视差。 2. 望远镜的视放大率 视放大率Γ定义为目视光学仪器所成的像对人眼的张角（记为ω’）的正切与物体直接对人眼的张角（记为ω）的正切之比，即： tan ' tan ωω Γ= 对图示望远镜，有： y''' tan ,tan ''o e e y y f f f ω=ω== 因此，望远镜的视放大率T Γ为 T o '=' e f f Γ 其中，e f 、'e f 分别是e L 的物方焦距、像方焦距，e f ＝'e f 。 实际测量望远镜无焦系统的视放大率时，可以利用图示光路。 用仪器测出像高''y ，从三角关系可得出： ''''' o o T e e f f y f f y Γ= == 因此无焦系统的视放大率可测出。 测量望远镜的视放大率图 3. 物像共面时的视放大率 当望远镜的被观察物位于有限远时，望远镜的视放大率可以通过移动目镜把像''y 推远到与物y 在一个平面上来测量。如图所示： 自组显微镜 显微镜由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，用来放大微小物体的像，是放大虚像的透镜系统。当把待观察物体放在物镜焦点外侧靠近焦点处时，在物镜后所成的实像恰在目镜焦点内侧靠近焦点处，经目镜再次放大成一虚像，观察到的是经两次放大后的倒立虚像。 【实验目的】 1、了解显微镜的基本原理和结构，并掌握其调节、使用和测量放大率的一种方法。 2、了解视觉放大率的概念并掌握其测量方法。 3、进一步熟悉透镜的成像规律。 【实验仪器】 光学平台、带有毛玻璃的白炽灯光源S、1/10mm分划板F、显微物镜L0（焦距f0＝1.5cm）、显微目镜Le（去掉物镜头的读数显微镜，焦距f e＝1.25cm）、读数显微镜架SZ－38、二维调整架SZ－07（2个）、底座4个。 【实验原理】 由于人眼分辩能力的限制，在观察远处物体或微小物体时，分辩不清物体的细节。为此人们发明了望远镜、放大镜、显微镜等仪器以增大对眼的视角。仪器增大视角的能力用视角放大率来描述。若人眼通过光学仪器观察物体时（实际是物体的像）的张角为φ，不通过光学仪器直接观察物体的张角为ψ，则视角放大率M 定义为： ψ ?ψ?tan tan ≈=M 显微镜的光学系统如图所示，它的物镜L0和目镜Le 都是会聚透镜。被观察的物体y1位于物镜前面一倍焦距f 0和二倍焦距之间，经 物镜L 0后成倒立放大实像y 2，y 2应成像在Le 的第一焦点f e 之内，经 过目镜Le 后成一放大的虚像y 3。y 3应该位于人的明视距离处。为了 适合观察近处的小物体，显微镜物镜L 0的焦距f 0应该选取比较小， 一般在12.5-30.0mm 左右。目镜主要作为放大镜，观察中间像y 2。 显微镜的视角放大率M 定义为最后的虚像和物体在明视距离处对 图1显微镜的工作原理 望远镜与显微镜 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. 学会用物像放大法测透镜的焦距。 2. 熟悉望远镜和显微镜的构造及其放大原理。 3. 掌握光学系统的共轴调节方法。 4.学会望远镜、显微镜放大率的测量。 [实验原理] 1．物像放大法测透镜的焦距 测量透镜焦距的方法虽然有许多种，但是在某些情况下，由于透镜的光心位置无法精确 测定，甚至物屏、像屏的位置也艰定准确．所以会给测量带来一定困难。用物像放大法测透 镜或透镜组的焦距就能完全克服这一困难。 图1 如图1所示，将微尺分化板作为物置于导轨上，被测透镜也置于导轨上，其间距要大于被测透镜焦距，固定微标尺和待测透镜，并记录下它们的位置，由此可得到物距，移动测微目镜并在其中看到清晰的微尺放大像，并与测微目镜分划板无视差。测出其横向放大率为 β。由横向放大率公式：s s '-=β 可求出像距，最终由成像公式：f s s '= '+111 计算出焦 距。 2．望远镜的构造及其放大原理。 望远镜通常是由两个共轴光学系统组成，我们把它简化为两个凸透镜，其中长焦距的凸透镜作为物镜，短焦距的凸透镜作为目镜。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。图2所示为开普勒望远镜的光路示意图，图中L 0为物镜，Le 为目镜。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 光学综合实验报告 班级： 姓名： 学号： 日期： 序号实验项目课时实验仪器（台套数）房间指导教师 1 焦距测量 （分别在焦距仪和光学平台上测 量）4 焦距仪（3-4）、 光学平台及配件（1-2） 西北付辉、樊宏 2 典型成像系统的组建和分析 （在光学平台上搭建显微镜、望远 镜、投影仪） 4 光学平台及配件（1-2）东南付辉、樊宏 3 典型成像系统的使用 （使用商用典型成像系统）4 显微镜（3）、望远镜（3）、 水准仪（2） 东南付辉、樊宏 4 分光计的使用 （含调整、测量角度和声速）4 分光计（3-4）、超声光栅 （2） 东南付辉、樊宏 5 棱镜耦合法测波导参数 4 棱镜波导实验仪（2）西南郎贤礼、李建全 6 半导体激光器的光学特性测试 4 半导体激光器实验仪（2）西南郎贤礼、李建全 7 电光调制 4 电光调制仪（2）西南郎贤礼、李建全 8 法拉第效应测试 4 法拉第效应测试仪（2）东北郎贤礼、李建全 9 声光调制 4 声光调制仪（2）西南郎贤礼、李建全 目录 1、焦距测量--------------------------------------4 2、典型成像系统的组建和分析----------------------7 3、典型成像系统的使用----------------------------10 4、分光计的使用----------------------------------10 5、棱镜耦合法测波导参数--------------------------14 6、半导体激光器的光学特性测试--------------------22 7、电光调制--------------------------------------29 8、法拉第效应测试--------------------------------38 9、声光调制--------------------------------------46 10、干涉、衍射和频谱分析--------------------------47 11、迈克尔逊干涉仪--------------------------------58 12、氦氖激光器综合实验----------------------------63 人教版八年级物理《第三章透镜及其应用》基础知识点总复习讲义一、透镜 透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。分类：1、凸透镜：边缘薄，中央厚。 2、凹透镜：边缘厚，中央薄。 主光轴：通过两个球心的直线。 光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。（透镜中心可认为是光心） 焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示 虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。 焦距：①焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。 ②每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。 透镜对光的作用： 凸透镜：对光起会聚作用。 凹透镜：对光起发散作用。 透镜的3（4：凸透镜）条特殊光线 （1）通过光心的光线传播方向不变。 （2）平行于主光轴的光线经透镜折射后（或折射光线的反向延长线）通过焦点。 （3）通过（或光线延长线通过）焦点的光线，经透镜折射后平行于主光轴。 （4）凸透镜2倍焦距发出的光，经透镜折射后通过另一侧的2倍焦距。 凸透镜的4条特殊光线凹透镜的3条特殊光线 ☆在适当位置填上适当的光学元件（注意箭头） 二、生活中的透镜 照相机：镜头相当于凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实像。①为使胶片上的像变大，相机应靠近物体（减小物距），同时镜头前伸（增大像距）。 投影仪：镜头相当于凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经过平面镜改变光的传播方向，使屏幕上成倒立、放大的实像。①为使银幕上的像变大，应减小镜头到胶片的距离（物距），增大镜 头到银幕的距离（像距） 放大镜：成正立、放大的虚像。①为使虚像变大，增大物体到凸透镜的距离（不超过1倍焦距） ☆Q：拍照时镜头上有一只苍蝇，胶片上会有苍蝇的像吗？ A：不会，因为苍蝇在一倍焦距以内，成虚像。 三、探究凸透镜成像规律 实验： 1、从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，调整它们的位置，使三者在同一直线（光具座不用）。 2、点燃蜡烛，调整它们，使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度。目的是：使烛焰的像成 在光屏中央。 3、把蜡烛放到凸透镜2倍焦距以外的地方，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像。记录下物距和像距。 4、把蜡烛放到凸透镜1-2倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像。记录下物距和像距。 5、把蜡烛放到凸透镜1倍焦距以内，移动光屏，光屏上没有像，透过凸透镜可看到蜡烛正立、放大的虚像。注：若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有： ①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度； ④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。 凸透镜成像规律： 物距 像的性质 像距应用倒、正放、缩虚、实 u>2f 倒立缩小实像f 望远镜与显微镜 教学目标一、知识与技能： 1．通过活动了解望远镜、显微镜的主要组成和基本原理。 2．通过阅读初步了解望远镜发展的历程及其在人类探索宇宙奥秘中所起的重大作用，培养学生进一步研究望远镜的兴趣。 3．通过阅读初步了解显微镜发展历程及其在应用前景，引导学生认识科技对人类生活的重要性。 二、过程与方法： 尝试应用已知的凸透镜规律成像和凹透镜的对光的作用解释望远镜、显微镜的基本原理。 三、情感态度、价值观： 通过望远镜和显微镜的学习使学生初步认识望远镜和显微镜对人类探索宇宙和人类生活的影响。 教学重难点 重点：引导学生，通过自己的观察，了解望远镜与显微镜的基本组成和功能。 难点：如何让学生通过两个透镜组合得出显微镜、望远镜的成像情况以及原理。 教学准备望远镜显微镜 教学过程 1．复习提问： （1）怎样辨别凸透镜和凹透镜？有哪几种方法？ （2）凸透镜的成像规律有哪些应用？请举例说明？ （3）生活中人们是怎样矫正近视眼和远视眼的？ 2．播放一段视频：神话故事《葫芦娃》 3．设问：千里眼葫芦娃有特殊的本领，他能够看到很远以外的东西。。大家想一想我们人类是否拥有和他有一样的本领呢？是通过什么工具做到的？ （一）望远镜 1．展示双筒望远镜的实物，学生观察内部结构。 2．设问：哪位同学用过望远镜，给大家介绍一下你所知道望远镜的知识。 3．指导学生阅读课本第一、第二段及“信息快递”（） 4．投影展示望远镜结构图（课件） 5．归纳：通常的望远镜可看作是由两个透镜组成的，靠近眼睛的透镜叫做目镜，靠近物体的透镜叫做物镜。 （二）通过两个透镜观察物体 1．设问：如果我们身边有透镜，自己能不能用透镜来组成望远镜呢？ 2．指导学生用桌上的透镜按要求观察物体 （注意透镜的变化和每个透镜的位置） （1）用一只凸透镜和凹透镜，凹透镜作为目镜，以凸透镜作为物镜，缓慢调节两个透镜间的距离，直到看的最清楚为止。 （2）设问： ①你看到的物体有什么变化？ ②它的作用和什么是一样的呢！ ③我们可不可以利用透镜自己做望远镜呢？该怎么做？ ④把两个透镜调换位置，凹透镜作为物镜，以凸透镜作为目镜可以吗？两个凸透镜可不可以制作望远镜呢？ （3）设问： ①那两个凸透镜可不可以制作望远镜呢？ ②如果可以怎么组合呢？ （4）设问：我们有几种方法来自制望远镜？初中物理望远镜与显微镜
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