望远镜和显微镜组装和放大率的测定
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放大测量的方法及举例说明
放大测量是指利用仪器或设备将某个物理量扩大或放大,以便更好地观察和测量。
以下是几种常见的放大测量方法及其举例说明:
1. 放大镜:通过透镜的光学性质,放大物体的图像。
例如,在生物学实验中,放大镜被用来放大显微镜的样本图像,便于观察微生物。
2. 望远镜:使用多组透镜或反射镜系统,放大遥远物体的图像。
例如,天文学家使用望远镜来观测星体和行星。
3. 显微镜:利用透镜系统将微小物体的图像放大至可见范围。
例如,考古学家使用显微镜来观察化石和古代艺术品上的微小细节。
4. 放大声音设备:使用扬声器和放大器将音频信号放大,以便更好地听到声音。
例如,音响设备用于放大音乐会或演讲的声音。
5. 放大电压或电流的放大器:通过电子设备将输入电压或电流放大到更高的值。
例如,电子设备中的放大器可以将弱信号放大,以便更好地分析和测量。
需要注意的是,在实施放大测量时,应根据需求选择合适的放大倍数,并确保所使用的仪器和设备能够提供所需的精确度和准确度。
三 望系参数量实验远统测一、实验目的1.掌握望远系统的入瞳和出瞳距的测量方法2.掌握望远系统放大率的测量方法二、实验内容测量望远镜的入瞳D、出瞳D´及出瞳距p´,计算望远系统的放大率r。
三、实验原理1.入瞳D的测量对于简单望远镜来说,孔径光阑和入射光瞳就是物镜镜框,其直径D可用量规或卡尺直接量出,也可采用测量显微镜测量。
如图3-1所示,测量时测量显微1镜横向移动,对望远镜物镜2镜框直径的两端逐个调焦,其移动距离就是入瞳直径D。
图3-1 测量显微镜测量入瞳D原理图2.出瞳D´的测量:出瞳D´的大小用测量显微镜或倍率计进行测量,将待测望远镜夹持在光具座上,接通平行光管电源,作为无穷远光源照亮望远镜物镜的外框,则在望远镜目镜后面可看到一亮斑,即为出瞳D´,用测量显微镜测出D´的大小。
测量原理如图3-2所示。
图3-2 望远镜出瞳D´测量原理图3.出瞳距p´的测量测量原理如图3-3所示,在用测量显微镜测出瞳D´的大小时,记下测量显微镜在光具座导轨上的位置A ,再移动显微镜至到能看清望远镜目镜后表面灰尘或缺陷,记下此时测量显微镜在导轨上的位置B ,两位置差即为出瞳距p´。
p´的表达式为p´=A -B 。
图 3-3 望远镜出瞳D´测量原理图图中:1——被测望远镜目镜 2——出瞳D´ 3——测量显微镜4——望远镜放大率的测量望远系统放大率即为可见放大率或称为视角放大率,由几何光学可知r 表示视角放大率有如下关系: eo f f D D tgw tgw r ==='' (3-1)式中: w——望远镜物方视场角w´——望远镜象方视场角D——望远镜的入瞳直径D´——望远镜的出瞳直径f o——望远镜的物镜焦距f e——望远镜的目镜焦距根据以上公式,只要任意测得对应的一组数据即能计算出望远系统的放大率r值。
自制望远镜的实验总结[论文关键词]:显微镜;望远镜;折射;反射;物镜;目镜;实像;虛象[论文摘要] :综合分析了望远镜的功能结构和成像原理。
指出常见的望远镜可简单分为伽利略、开普勒、和牛顿式望远镜。
并以开普勒望远镜为例}绍简易望远镜的制作方法。
我们在观察细小物体时,总是习惯上把物体移得离眼睛近一些,这样可以增大视角。
但是这种方法是有一定限度的。
当物体移到近点以后,就不能再用这种方法来增大视角了。
另外,在观察比较远的物体时(例如宇宙天体),由于它们到人眼的距离是无法缩短的,因而上述方法就不能再适用了。
人类要想观察到很小或很远的物体时,为了增大视角,就需要使用显微镜和望远镜来扩大人眼的视觉范围。
它们的光学系统十分相似,都是由物镜和目镜两部分组成。
文章只讨论望远镜的有关内容。
一、望远镜的作用.望远镜是一种观察远处物体通常呈筒状的光学仪器,利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜放大成像的光学仪器。
就实质来说,望远镜只不过是扩大人眼的视角范围。
最初它最大的用处是观察天体,人类借助望远镜几乎考察遍了太阳系所有的行星,并投向更遥远的太空。
望远镜延长了人眼的视线,实现了人类千里眼的梦想。
如今,望远镜的使用越来越普遍,野外观察、剧场观看潜望镜、瞄准镜等也都采用了望远镜的原理。
二、望远镜的结构简易天文望远镜由物镜、物镜镜筒、目镜、目镜镜筒等组成。
最简单的望远镜由两片镜片组成,物镜为凸透镜或凹镜,目镜可以是凸透镜,也可以是凹透镜。
中央比边缘薄的是凹透镜,用来纠正近视;中央比边缘厚的是凸透镜,用来纠正远视。
常见望远镜可简单分为伽利略,开普勒,和牛顿式望远镜。
伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。
它由一个凹透镜(目镜)和一-个凸透镜(物镜)构成。
其优点是结构简单,能直接成正像。
一般为民用或儿童玩具用放大倍数通常为3~ 12倍。
开普勒望远镜由两个凸透镜构成。
由于两者之间有一个实像,可方便的安装分划板,并且各种性能优良,所以目前军用小型天文等专业级的望远镜都采用此种结构。
实验二放大率法测量透镜焦距实验二放大率法测量透镜焦距一实验目的1. 掌握放大率法测正、负透镜焦距和顶焦距的基本原理。
2. 熟悉焦距仪的基本结构并掌握焦距和顶焦距的测量技术。
二测量原理和方法放大倍率法测量正透镜焦距的原理如实验图5所示。
待测物镜2置于平行光管物镜之前。
若平行光管物镜焦面处的玻罗板线对间距为y,则在待测透镜焦面上成象为0y′,如用测量显微镜3测得y′的象y″=βy′,β为测量显微物镜垂轴放大率),则0000由下式可求得待测物镜的焦距,, y , , , ff c , y式中f′--平行光管物镜焦距;y″--测微目镜测得的βy′值。
c00y 测量显微镜依次调焦到待测物镜焦面位置和物镜后表面顶点位置。
显微镜的轴向移动距离即是待测物镜的后顶焦距l’值。
f放大倍率法测量负透镜焦距的原理如实验图6所示,相应的焦距计算公式为,,,yy,,,,,,,fffccy,y必需指出,由于负透镜成虚像,用测量显微镜观测这个像时,显微镜的工作距离必需大于负透镜的焦距,否则看不到玻罗板上的刻线像。
基于上述原理测量透镜焦距的放大率法是目前最常用的方法。
该方法所用设备简单,测量范围较大,测量精度较高而且操作简便。
这种方法主要用于测量望远物镜、照相物镜和目镜的焦距,也可以用于生产中检验正、负透镜的焦距和定焦距。
21AAyB''000yyA'BBf'f'c图 5 正透镜焦距测量原理图1-平行光管分划板 2-被测透镜21AA'0'2ω'00y2ωyB'Bc-f'-f'图 6 负透镜焦距测量原理图1-平行光管分划板 2-被测透镜三实验仪器设备焦距仪(或光具座),高斯目镜,可调式平面反射镜,标准刻尺,被测正、负透镜。
焦距仪结构简图如图7所示,它主要由平行光管、透镜夹持器、测量显微镜及导轨f',550mm组成。
平行光管给出准确的焦距。
一、实验目的1. 了解望远镜的基本结构和工作原理。
2. 掌握望远镜的组装方法。
3. 通过实际观测,提高天文观测能力。
二、实验原理望远镜是一种用于观测远处天体的光学仪器。
它主要由物镜和目镜组成。
物镜用于收集远处天体的光线,形成实像;目镜则将实像放大,便于观察。
望远镜的放大倍数由物镜和目镜的焦距决定。
放大倍数越大,观测到的天体越清晰。
望远镜的焦距越长,观测距离越远。
三、实验仪器与材料1. 望远镜套件(包括物镜、目镜、三脚架、调焦装置等)2. 天文图3. 夜视望远镜4. 记录本5. 铅笔四、实验步骤1. 组装望远镜(1)将三脚架展开,放置在平稳的地面上。
(2)将望远镜底座安装在三脚架上。
(3)将物镜和目镜分别安装在望远镜底座上。
(4)调整物镜和目镜的位置,确保它们与望远镜底座垂直。
(5)将调焦装置安装在望远镜底座上。
2. 调整望远镜(1)将望远镜对准天空,调整望远镜底座,使望远镜与地面垂直。
(2)调整调焦装置,使望远镜对准观察目标。
(3)调整物镜和目镜的位置,使观察目标清晰。
3. 观测天体(1)根据天文图,选择观测目标。
(2)调整望远镜,使观测目标进入视野。
(3)观察目标,记录其形状、大小、颜色等信息。
4. 记录数据(1)记录观测目标的位置、时间、放大倍数等信息。
(2)记录观测到的天体特征,如星云、行星、恒星等。
五、实验结果与分析1. 通过组装望远镜,掌握了望远镜的基本结构和工作原理。
2. 通过实际观测,提高了天文观测能力,观察到了多个天体,如月亮、行星、星云等。
3. 通过记录数据,分析了望远镜的观测效果。
六、实验总结1. 望远镜是一种重要的天文观测工具,可以观测到远处天体。
2. 通过组装望远镜,可以加深对望远镜结构和工作原理的理解。
3. 通过实际观测,可以提高天文观测能力。
七、注意事项1. 组装望远镜时,注意安全,避免受伤。
2. 观测天体时,注意保护眼睛,避免长时间注视强光。
3. 记录数据时,注意准确无误。
【课程标准】知道显微镜和望远镜的基本构造及原理。
了解人类探索太阳系及宇宙的历程,知道对宇宙的探索将不断的深入,关注探索宇宙的一些重大活动。
【学习目标】1.知道显微镜和望远镜的基本构造;2.了解显微镜将物体放大的原理和望远镜望远的原理。
3. 通过介绍显微镜、望远镜的发展和功能的增强,认识科技对人类生活和社会发展的重要性,了解科技的持续性发展将加深人类对自然的认识,激发对科学和技术的热爱。
【学习重点】知道显微镜和望远镜的原理和基本构造。
【学习难点】了解显微镜将物体放大的原理和望远镜望远的原理。
知识点1. 显微镜:1.构造:目镜、物镜、载物台、反光镜等几部分构成。
如图所示2.目镜和物镜:目镜和物镜都相当于凸透镜,靠近物体的叫物镜,焦距较短;靠近眼睛的叫目镜,焦距较长,两镜间的距离是可以调节的。
3.成像原理:来自被观察物体的光经物镜后,在物镜的焦点以内成倒立、放大的实像,这一实像又经目镜成正立、放大的虚像。
如图所示:说明:1.显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜,它们使物体两次放大。
物镜像投影仪一样成像,成倒立、放大的实像;目镜的作用像一个普通放大镜,以物镜成的实像为物,再成一个正立、放大虚像。
所以总的来说,显微镜成的是倒立、放大、虚像。
(物镜的实像被目镜又变成虚像了,而我们看到的是目镜成的虚像,而不是物镜成的实像)。
2.对于显微镜,要理解它的结构由物镜和目镜组成,它两次成像,一次成实像一次成虚像,放大倍数等于两次放大倍数之积。
知识点2. 望远镜:1.构造:由两种凸透镜组成,靠近被观察物体的叫物镜,焦距较长;靠近眼睛的叫目镜,焦距较短。
如图:2.成像原理:由于从天体上各点射到物镜上的光可以看作是平行光,经物镜折射后,在物镜焦点外很近的地方,得到天体的倒立缩小的实像。
目镜的前焦点和物镜的后焦点重合在—起,所以天体通过物镜所成的实像,位于目镜的一倍焦距以内。
这倒立的缩小的实像对目镜来说是物体,它经目镜所成的像是放大的虚像。
大学物理实验自组望远镜实验报告篇一:光学基础实验光学基础实验报告班级:081XX 学号:081XXX姓名:XX同组者姓名:X、X目录实验一自组望远镜----------------------------------------3 实验二薄透镜焦距的测定--------------------------------5 实验三透镜像差的观测----------------------------------12 实验四实验五实验六偏振光光学实验-----------------------------------------19 测量光栅常数--------------------------------------------25 双缝干涉实验--------------------------------------------26 实验一自组望远镜一、实验目的了解透镜成像规律和望远镜的基本原理及结构,并掌握其调节、使用和测量它的放大率的两种方法。
二、实验原理最简单的望远镜是由一片长焦距的凸透镜作为物镜,用一短焦距的凸透镜作为目镜组合而成。
远处的物经过物镜在其后焦面附近成一缩小的倒立实像,物镜的像方焦平面与目镜的物方焦平面重合。
而目镜起一放大镜的作用,把这个倒立的实像再放大成一个正立的像,如图一所示。
三、实验仪器光学平台、带调节架的底座、透镜(焦距不等)、激光光源、白屏、微尺、毫米尺、带底座的米尺等。
四、原理光路图图一五、实验步骤1、把全部器件按图一的顺序摆放在平台上,通过激光光源和透镜成像规律将所有元件调至共轴。
2、选取一个焦距大的为物镜(本实验f=200mm),一个焦距小的为目镜(f’=75mm),按光路图组装好,并调焦,看到清晰成像。
3、将千分尺调节成d1=5mm,放在S1=1000mm处作为要观察的成像物体。
4、一只眼通过目镜观察千分尺成像,另一只眼直接观察千分尺,比较读出像的长度d2 。
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<f )时,如伽里略(Galileo)望远镜,则放大率Γ为正值,系统成正立的像;图2-1 望远镜光路图望远镜的视角放大率与仪器的精度(极限分辨角)、目镜的结构型式(正、负透镜)、望远镜的视场角、仪器的尺寸等因素有关。
可证明(参阅《物理光学与应用光学》相关内容)望远镜的最小视放大率为D D D 5.03.2)140(60""≈≈=Γ (2-2) 此式求出的袖放大率称为正常放大率。
实验20 透镜焦距的测定和组装显微镜透镜和透镜组合是光学仪器中最基本的元件,透镜的焦距能反应出透镜的主要性能。
在不同的使用场合下,为了不同的目的,需要选择不同焦距的透镜或透镜组,因此透镜焦距是设计各类光学仪器的主要参量。
【预习提要】(1)何谓薄透镜、凸透镜和凹透镜?成像规律是怎样的?(2)什么叫“共轴”?怎样调节实现?(3)共轭法测凸透镜焦距有何优点?如何实现这种方法?(4)怎样测凹透镜焦距?【实验要求】(1)学习简单光学系统的调整原则和方法。
(2)学习透镜成像的原理和基本规律。
(3)掌握几种测量薄透镜焦距的实验方法。
(4)学习组装显微镜。
【实验目的】(1)测薄透镜焦距。
(2)组装显微镜。
【实验器材】光具座,光源,透镜架,1字矢孔屏,观察屏,凸透镜,凹透镜;【实验原理】(一)薄透镜成像规律当透镜的厚度与其两折射球面的曲率半径相比小很多时,可视该透镜为薄透镜。
薄透镜一般有凸透镜和凹透镜两种。
凸透镜具有使光线会聚的作用,当一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后,将会聚于主光轴上,会聚点F称为该凸透镜的焦点。
透镜光心O到焦点F的距离称为该凸透镜的焦距f,如图3-20-1(a)所示。
凹透镜具有使光线发散的作用,当一束平行于透镜主光轴的光线通过凹透镜后。
成为发散光束,发散后的反向延长线交于主光轴上一点F′,F′称为该凹透镜的焦点,透镜光心O′到焦点F′的距离称为该凹透镜·181··182· 的焦距f ′,如图3-20-1(b )所示。
(a )凸透镜 (b )凹透镜图3-20-1 透镜的焦点和焦距在近轴光线(指通过透镜中心并与主光轴成很小夹角的光束)的条件下,薄透镜(包括凸透镜和凹透镜)成像的规律可表示为fv u 111=+ (3-20-1) 式中,u 为物距;v 为像距;f 为透镜焦距。
其中u 、v 为代数量,应注意虚物和虚像时,u 、v 为负,凸透镜的焦距f 为正,凹透镜的焦距f 为负。
望远镜组装实验报告一、实验目的本实验旨在让学生了解望远镜的结构和原理,掌握望远镜的组装方法,提高学生的实验能力和动手能力。
二、实验器材1. 望远镜组装套件;2. 十字螺丝刀;3. 手电筒;4. 直尺;5. 手机。
三、实验步骤1. 将望远镜组装套件中的各部件清点并分类;2. 根据说明书,按照顺序逐步组装望远镜;3. 调整焦距,使得观测物体清晰可见。
四、实验注意事项1. 组装时要仔细阅读说明书,按照顺序进行组装;2. 组装时要轻拿轻放,避免损坏零部件;3. 调整焦距时要耐心细致,确保观测物体清晰可见。
五、实验结果与分析经过认真细致的组装过程和焦距调整后,我们成功地组装了一个完整的望远镜。
通过使用手电筒作为观测物体进行测试,在不同距离下观察到了清晰明亮的图像。
同时,我们还通过手机拍摄了观测到的图像,并进行了分析和比较。
六、实验心得体会通过本次实验,我们深刻认识到望远镜的重要性和作用,也学会了如何组装一个望远镜。
在实验过程中,我们遇到了一些问题,如零部件的不匹配、焦距调整困难等,但通过团队协作和耐心细致地解决问题,最终取得了圆满成功。
这次实验不仅提高了我们的动手能力和实验能力,也增强了我们的合作意识和团队精神。
七、实验改进意见为了更好地开展此项实验,我们提出以下改进意见:1. 增加对望远镜结构和原理的讲解;2. 提供更详细、更清晰的说明书;3. 增加调焦器的稳定性和灵活性。
八、总结本次望远镜组装实验是一次非常有意义和收获的经历。
通过组装望远镜,我们不仅掌握了基本的组装技能,还深入了解了望远镜结构和原理,并体会到了团队协作和合作精神的重要性。
希望今后能有更多的机会参与类似的实验,不断提高自己的实践能力和科学素养。
物理实验论文 望远镜和显微镜组装和放大率的测定 1 望远镜和显微镜组装和放大率的测定 何柱修(222010315210190) 西南大学物理科学与技术学院 重庆400715
摘要:本论文主要从望远镜和显微镜的组装,以及其放大率的测量方向。本实验开始讲了显微镜,开普勒望远镜以及伽利略望远镜的原理,随后陈述了实验的过程,分析了实验理论中的缺陷,并提出了一定的改进方案。 关键词: 望远镜,显微镜,凸透镜,凹透镜。
引言:显微镜和望远镜是最常用的助视仪器常被组合在其他的仪器中使用。因此,了解并掌握它们的结构原理和调节方法,了解并掌握其放大率的概念和测量方法,不仅有助于加深理解透镜成像规律,也有助于正确使用其他光学仪器。毋庸置疑,前人已经对这些仪器研究得十分出色了,他们创造了一系列的测量仪器放大率的方法,并对其不断改进。但是,现在测量望远镜和显微镜的放大率仍然是个十分棘手的问题。于是,我们做了这个实验并做出了一定的改进。 实验原理 人眼分辨本领和光学仪器的视觉放大率:显微镜观测微小物体以及放大镜用于观测远处的目标,他们的作用主要是把人体的眼睛的张角(即视角)加以放大。人眼分辨率主要是描述人眼刚能区分非常靠近的两个物体你能力的物理量。人眼瞳孔半径为1mm,人眼一般能分辨明视距离(D)处0.05-0.07mm的两点,此时人眼的张角为1’,为最小分辨率,而微小物体的对人眼的张角小于这个角时,人眼只能借助于显微镜才可以看清楚。光学仪器的放大能力为视觉放大率Г= 显微镜原理: 简单的显微镜主要是由两个凸透镜组成,其中焦距(f0)较小的作为物镜(L0,焦点为F0, F0’),焦距较大的作为目镜,将长度为y的物体放在物镜焦距外且接近焦点其焦点处,则物体在目镜焦点以内成一实像,最后该像经目镜放大,在D上得到一放大的倒立的虚像,长度为y3。 其中F0到Fe(目镜焦点)之间的距离为δ(光学间隔)。当看到清晰图像时,物镜前端面到被测物体的距离称作工作距离,则: 目镜放大率为: 物理实验论文 望远镜和显微镜组装和放大率的测定 2 物镜放大率为: Г 为显微镜的视觉放大率。
图一 显微镜光路图 望远镜及其视觉放大率 开普勒望远镜: 开普勒望远镜(f0>0,fe>0),其放大率(Г)为负值,如图示,有党被观测物体在离物镜距离远大于2倍焦距时,通过物镜观察,将在物镜后焦面附近成一倒立缩小的实像,该像与实物相比增大了人的视角,随后目镜将其放大,有目镜所成的像可明视距离到无限远处,放大了人眼对物体的视角。 对开普勒望远镜来讲;Г
图二 开普勒望远镜光路图 当像与物处于同一平面时,如上图示,又有
故有: 伽利略望远镜: 物理实验论文 望远镜和显微镜组装和放大率的测定 3 伽利略望远镜(f0>0,f0<0),光线经过物镜折射所成的实像在目镜后方焦点上,但对于目镜来说是一个虚像,因此经它折射后成一放大的正立虚像,其视觉放大率为
图三 伽利略望远镜光路图 实验 (一)显微镜组装及其视觉放大率的测定 取二凸透镜,焦距分别为4,6cm,将其同轴等高的安放在光具组上,并使二镜初始距离为19cm(方便测出实验结果),以f1=6.00cm的凸透镜(L2)为目镜,以焦距为f2=4.00cm的凸透镜(L1)为物镜,这样一台显微镜便组成了。 采用目测法测量显微镜的放大率:将一三角板夹好放在光具座上,调节三角板的位置使之在透镜系统中成一放大的清晰的倒立的实像。此时,一只眼睛对准目镜,一只眼睛直接看三角板,调节视角和标尺的位置使两只眼睛所看到的像靠在一起,并且无视差(如图4示)。两者度数比( )即为放大率。测出D及 改变两凸透镜的距离(稍微改变),再测几组放大率。 物理实验论文 望远镜和显微镜组装和放大率的测定
4 图四 目测法示意图 (二)开普勒望远镜组装及其视觉放大率的测定 取二凸透镜,焦距分别为6cm,和29cm;以焦距为29cm 的透镜为物镜,以焦距为6cm 的透镜为目镜;将二镜放在光具座上,将三角板放在夹子上,并将它放在距物镜大约为1.5m的地方,这样便组装好一简易的开普勒望远镜。 调节目镜和物镜之间的距离,使物成一放大的倒立的像。用一只眼睛透过透镜看到放大的像,另一只眼睛直接看标尺,调节目镜,当二像重合且无误差时(如图4示),两者度数比( )即为放大率,改变两凸透镜的距离,再测几组放大率。测出u1及l改变两凸透镜的距离(稍微改变),再测几组放大率。 计算出该望远镜放大率的理论值。将所测各放大率与理论值比较。 (三)伽利略望远镜的组装及其视觉放大率的测定 取焦距为-10cm的凹透镜以及焦距为29cm的凸透镜各一枚;以凹透镜为目镜,以凸透镜为物镜,将二镜放在光具座上,将三角尺夹好并放在大约一米五的地方,并使二镜同轴等高(三角板放在便于观察高度);调节三者的距离,使在目镜中可以观察到放大的正立的像, 这样便组装好了一简易的伽利略望远镜。 调节目镜和物镜之间的距离,使物成一放大的正立的像。用一只眼睛透过透镜看到放大的像,另一只眼睛直接看标尺,调节目镜,当二像重合且无误差时(如图4示),两者度数比( )即为放大率,改变两透镜的距离,再测几组放大率。
讨论 本次实验过程中,有很多的因素会引起实验产生误差。 物理实验论文 望远镜和显微镜组装和放大率的测定 5 本次试验中,可能因透镜中所成的像并未达到最佳状态,就开始读取数据,从而造成实验误差;实验也可能因透镜的磨损等原因造成透镜的实际焦距与实验室所给的焦距有所偏差,在计算中造成实验理论数据错误;当在读取实验数据时,要求人眼相对于目镜的位置不得发生改变,同时眼睛的仰角等不得发生改变,一旦观察状态发生改变,将会产生十分大误差,可能直接导致实验失败;同时观察者可能因自身眼睛原因造成实验数据不准确;因本次实验易使眼睛产生疲劳,所以在疲劳状态下读取的数据可能错误。 应对方式,当准备读取数据时,应当反复调节透镜的位置,是所成的像达到最佳状态是再读取;在实验之前,最好对所要用的透镜焦距进行一一确定,保证透镜焦距的准确性;实验时最好将目镜置于光具座便于观察的一端(注意:不要太靠边,应距边缘有10到20cm的距离,一面透镜掉到地上,造成透镜损坏),搬一个凳子坐好,以自己最舒适的最便于观察的方式为标准,去调节透镜,当调节到最佳状态并开始读取数据时,大脑以及眼应保持较稳定状态,最后认真读取数据(实验时最好一个人调节物镜和三角尺及光源,另一个人观察和调节目镜,最好两个人换着观察数据);实验时最好换着去观察数据,一个人观测时,要尽量不要让眼睛过度疲劳。 如上示,目测法时眼睛极易疲劳,且实验存在一定的误差,故根据实验情况提出几种改进方案。 (一)如图示,对实验加以改进。首先在观察法的基础上加一光源,一三角板,一玻璃片。 将各实验仪器按如图示放置,首先玻璃片平面与三角尺平面以及光具座大致呈45度角。
如图示,在目镜后加一玻片(加一半透半返镜效果更佳,注意与目镜保持一定的距图五 改进方案1实物图 图六 改进方案1光路图 物理实验论文 望远镜和显微镜组装和放大率的测定
6 离使读数较为方便,在物镜左侧或右侧(眼睛看去,玻片偏向的方向)放置好光源和三角尺(注意保持三角尺和光源接触紧密,并使光源正对三角尺的刻度,方便以后读数);调节玻片的方向使三角尺1的像(未放大)和三角尺2的像在玻片上重合,且无视差时;二者读数的比则为放大率。 此方案并未对实验的理论值及其观察现象造成破坏,对显微镜,开普勒望远镜及其伽利略望远镜的放大率的测量皆实用。实验过程中注意读数时视角不要改变,视角的稍微改变会对实验结果造成很大的误差。另外,此方案中三角尺1距光具座的距离大小对实验没有多大的影响。
图七 用改进方案一测伽利略望远镜实物图 (二)除方案一之外,还可以在目测法的基本方法做一定的改进,为了实验结果便于观察可在三角尺后加一对比度比较高的屏,或在其后加一光源,使视野明亮,便于观察。另外,可如上图示,可一个同学观察,一个同学用直尺或其他东西按观察同学的指示操作(尺子上移或下移)以方便观察同学观察。 实验数据及其处理
(一)显微镜实验数据及其处理 目镜焦距:6cm 物镜焦距:4cm 物理实验论文 望远镜和显微镜组装和放大率的测定 7 表一 显微镜实验数据记录表 光学间隔 目镜两次 读数差值 直视三角尺读数 放大 倍数 理论放大倍数 9cm 1mm 8.9cm , 7.9cm 10 9.4 9.3cm 1mm 9.9cm , 8.9cm 10 9.7 5cm 1mm 9.9cm , 9.3cm 6 5.2 8cm 1mm 9.9cm ,9.0cm 9 8.3 实验数据处理: 理论放大倍数 Г1=(25×δ1)/(f0fe)= 9.4 对应百分误差为 ( ) 6.3%
Г2=(25×δ2)/(f0fe)= 9.7 对应百分误差为 ( ) 3.1%
Г3=(25×δ3)/(f1fe)=5.2 对应百分误差为
15.3%
Г4=(25×δ3)/(f0fe)= 8.3 对应百分误差为
8.4%
(二)开普勒望远镜实验数据及其处理 目镜焦距:6cm 物镜焦距:29cm
表二 开普勒望远镜数据记录表 目镜 刻度 物镜 刻度 物体 刻度 目镜 读数 对应实 物示数 放大 倍数 理论放大倍数 173.4cm 135.0cm -3.cm 8.0cm 5.4cm 7.8 8.07 8.5cm 1.5cm 167.9cm 128.5cm 4.9cm 7.0cm 7.2cm 8.4 8.68 7.5cm 3.0cm 170.3cm 133.4cm -35.2cm 7.1cm 13.0cm 7.27 7.32 8.2cm 5.0cm 实验数据处理: