显微镜与望远镜实验指导书_全重点讲义资料

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

大的放大率，将是无效放大，不会增加清晰度。在选择显微镜的物镜和目镜组合时，要验算其有效放大率是否满足以上要求。

（2）望远镜原理：

望远镜是观察远距离物体的光学仪器。其作用是使通过望远镜所看到的物体对眼睛的张角大于用眼睛直接观察物体的张角，从而产生放大感觉，看清物体的细节。

望远镜由物镜和目镜组成，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合，因此平行光射入望远系统后，仍以平行光射出。

一个光学系统各通光孔中，对光束孔径限制最大的光阑，称为孔径光阑。孔径光阑在物方的共轭称为入瞳，在像方的共轭称为出瞳。

判断孔径光阑的方法：将光学系统中所有光学零件的通光孔，分别通过其前面的光学零件成像到整个系统的物空间去，入瞳必然是其中对物面中心张角最小的一个。

对目视光学仪器来说，视放大率具有重要的实际意义。它是通过望远系统观察物体大小与人眼直观物体时的大小之比。根据定义、性质和结构关系，望远系统放大率有如下基本关系式：

眼仪

Γωωtg tg '= （定义式）

（出瞳直径）

（入瞳直径）Γd D = （性质） 目物

Γf f ''= （结构关系）

从式中可以到，望远系统视放大率取决于望远系统的结构参数，可以用不同的方法进行测量和计算。

望远镜的分辨率可用极限分辨角表示。即刚刚能分辨的二发光点对物镜入瞳中心所张的角度。其值可由衍射理论得出：

入

D 014''=θ 其中：D 入是以毫米为单位表示的入瞳直径。

（3）与实验有关的几个概念：

①工作距：即被观察物与物镜之间的距离。在调整显微镜、望远镜寻找清晰像时，必须首先考虑工作距的大小，如果工作距很小，而被观察物因结构件阻挡不能充分接近物镜，不能将清晰的像成像在分划板上，就无法进行观察和测量。

②景深：被观察物能在像平面上获得清晰像的空间深度称为成像空间的景深，简称景深。在使用高倍显微镜时需要特别注意，显微镜的

放大率越高、数值孔径越大，景深越小，调整时动作要十分轻

微，否则很难找到像。 ③物镜的数值孔径NA ：物镜的数值孔径NA ＝NsinU 通常标注在物镜上，如图1－3所示。表示该物镜为8倍，数值孔径

NA ＝0.25,机械筒长为160mm ，0.17

表示用于检验生物样本时

所使用盖玻片的厚度为0.17mm。

四、实验内容和步骤

第1部分：显微镜实验：

1．测量显微镜的物方线视场

见图1－1和图1－2，将透明刻线板放在测量显微镜的工作台上。用台灯照明，人眼通过测量显微镜能够观察到的最大刻线范围，就是显微镜的物方线视场2η。

2η由实像面上的视场光阑所限制。通常视场光阑直径，即实像大小2η′在

Φ15～Φ25mm之内。用不同的物镜，相应于不同的物方线视场2η；物镜倍数越高，物方线视场2η越小。

操作步骤：

（1）选择高倍（40×）、中倍（8×或10×）、低倍（2.5×、3×或4×）显微物镜各一个（共3个），按照有效放大率公式500NA<Γ显<1000NA计算合适的目镜倍数，在可提供的目镜（4×、5×、10×、15×等）中选择与高、中、低倍物镜相匹配的目镜各一个（即：500×物镜NA＜物镜倍数×目镜倍数＜1000×物镜NA），如果在实验室提供的3个目镜中选不到满足此条件的，则选计算结果偏差最小的目镜。）（2）观察透明刻线板的像，仔细调节显微镜使成像清晰。测量其物方线视场2η。

☆实验任务1：分别测量使用高倍（40×）、中倍（8或10×）、低倍

（4×以下）物镜时3个线视场的大小。

显微镜线视场的测量方法：

（a）（b）（c）

图1-3-1 测量显微镜线视场

（a）注意使分划板的刻线面朝向物镜，且刻线尽量处于垂直状态，将透明分划板的像调焦清晰，刻线应处于视场圆的最大直径处，以便减少水平移动工作台时造成的读数误差，如图1-3-1（a）。

（b）旋转显微镜工作台上的X方向测微螺旋，使视场中最靠近右侧的竖直刻线与圆形视场的右侧相切（图1-3-1 b），记下此时X方向测微螺旋读数x1（例如：x1=30.219mm）；再旋转X方向测微螺旋，使处于最靠近视场左边缘的竖直刻线也与视场圆左测相切（图1-3-1 c），记下此时X方向测微螺旋读数x2（例如：x2=30.190mm）。记录视场中直径方向完整的方格数N（此图中为3个方格，每格间距为0.5mm）。为消除测微螺旋空程，在两次读数时应同向旋转测微螺旋到达测量位置。两次X方向测微螺旋读数之差，表示视场边缘非整数格数的大小。可按下式计算显微镜视场：

视场大小＝N×0.5mm＋（x2-x1）。

此图中，视场大小=3×0.5+30.219-30.190=1.529（mm）问题：如何证实不同倍数物镜的物方视场2η都同样受到实像面上视场光阑的限制？（计算一下，它们的像方线视场2η′是否相同？）

2．测量显微镜的分辨率

用显微镜观察分辨率板上的一组图案（见图1－4所示），其上有不同间距的刻线。人眼刚能分辨的最小刻线间距δ即为测量显微镜物镜的最高分辨率。

1）鉴别率板上的图案由线距成等差数列的刻线组构成。每个图案单元由线距较宽的中间大方块图案和环绕大图案周围的小方块图案（小方块图案每组线距为大图案的1/10，排列规律相同）组成；

2）每个大方块图案和小方块图案均包括4个方块区，由两组相邻（每组2个方

块区）刻线距相同且刻线方向垂直的区组成。中间大图案20个线组的线距分

（a ）大图案 （b ）小图案

图1-4-0 分辨率板显微照片

3） 要求找出显微镜刚好在垂直和水平方向两个方块图案均能够分辨的线距最细的刻线组（即线距宽于它的线组均能分辨而窄于它的线组均不能分辨出线条），并根据其相邻关系查出其线距大小，此线距即显微镜的分辨率。

☆实验任务2：分别用高、中、低倍物镜观察分辨率板的像，测量其分辨率δ，分别记录下3个分辨率大小。 根据公式nSinU

λδ61.0=

，计算显微镜的理论分辨率，并与测量值比较，取λ＝0.55μm 。

（a ） （b ）

图1-4-1 显微镜分辨率板显微照片 读取分辨率的技巧：注意使分辨率板的刻线面朝向物镜，且图案方块尽量处于水平状态，不要倾斜，将分辨率板的像调焦清晰。在使用高倍物镜时，注意调整显微镜下面的反光镜，使视场处于最亮状态。对照图1－4（是分辨率板中一组图案的放大），观察图案中哪一组刻线刚好能被人眼分辨清楚。图案中每个大方块图中包含4个小方块图，每个小方块中又包含线距不等的多组刻线，其线距成等差数列。对中央大图案，线距分别为：2，3，4，…，11（相邻线组线距差1μm ）；12，14,16, …，30（相邻线组线距差2μm ），相邻的一对小方块图线距一样，但取向不同，分别是垂直或水平。

如果显微镜分辨率比较高，中央大图案的所有刻线组都能分辨清楚，则可以用测微螺旋移动工作台去观察大图案四周的小图案方块，小图案与大图案形状相

同，只是线距仅有大图案的1/10。线距分别为：0.2，0.3，0.4，…，1.1（相邻线组线距差0.1μm）；1.2，1.4,1.6, …，3.0（相邻线组线距差0.2μm）.

所谓某一组刻线能分辨，是指该线组所在方块中所有比它线距大的线组都能看清楚，而所有比它线距小的线组都不能分辨（看不出刻线的形状，只能看到一片灰色），而且，该线组对应的相邻水平或垂直线组也同时能够看清楚。那么，这一组线的线距就是显微镜此时的分辨率。

图1-4-1是显微镜目镜看到的分辨率板图像，是大图案的一部分，（a）为垂直方向的刻线，（b）为水平方向的刻线。上下左右移动工作台可看出，该图案属于大图案中刻线较密的两组（图1-4中央方块，第1、2象限）。

从图中可见，（a）图中从左向右数第4组刻线刚好可以分辨（可看出该长条图形内部有细线），而相邻的左侧间距更密的第3组刻线及第2、1组均无法分清长条内还含有细线，属于无法分辨；而其右侧的第5组刻线及以后各组则可清楚地看到由一组刻线组成，属于可分辨。大图案刻线较密的两组刻线，从密向疏其间距依次为：2、3、4、5、…、10、11μm（注：第5、6组图案重叠是制造误差所致）。因此图1-4-（a）表示垂直方向分辨率为5μm；

按同样方法观察：（b）图中从上向下数第3组刻线可以分辨，因此图1-4-（b）表示水平方向分辨率为4μm。

由于垂直和水平方向分辨率不同，综合分辨率以较低者为准，故图中分辨率为5μm。

注意（1）：如果在视场中看到的图案所处的位置与图1－4所处方位不同，可以转动书中插图使之与显微镜中观察到的情况一致，以方便读数；而不要去转动分辨率板，以免带来重新调整仪器的麻烦。

注意（2）：显微镜镜调焦时要将物镜筒从低向高方向调节（为什么？），特别是使用40X高倍物镜时需注意起始调节位置应使物镜很接近观察物表面（＜1mm，注意使鉴别率板和分划板的刻线面朝上），然后缓缓向上调节（为什么？）。

显微镜演示实验：显微镜物镜的数值孔

径检测

显微物镜数值孔径NA决定显微系统分辨本领及

像面照度。NA用下式表示：

NA n u

sin

式中：n——显微物镜物方折射率；u——显微

物镜物方半孔径角。

数值孔径可用专用的数值孔径计来检测，当数

值孔径不大时（NA<0.3）,也可用小孔光阑检测。

小孔光阑检测原理如右图所示，在待测显微镜

的工作面上放一小孔光阑，其直径约0.5mm，孔的中

心大致与光轴重合。在离小孔光阑距离l处，垂直物

镜光轴放一刻度尺。这样刻度尺成像在显微物镜像方

焦点后不远的地方，而小孔光阑成像在物镜的像平面

上。

测量时，调节显微镜，使小孔成像清晰，然后

去掉目镜，人眼直接观察玻璃刻度尺的像，并直接读

出在显微镜线视场内的玻璃刻度尺格数m，若刻度尺

刻线间距为τ。则由图可得：

2m tgu l

τ= 式中：l 是刻度尺到小孔光阑的距离，可以预先测出。由上式即可算出物方半孔径角u ，从而求出显微物镜的数值孔径NA 。

1）课后画出测量光路图；

2）根据观察结果计算该物镜的数值孔径。

第2部分：望远镜实验：

可以用3种方法测算水准仪放大率：（1）出入瞳法、（2）焦距法、（3）视场角法，请在这三种方法中选

2种测量，并比较实验结果是否一致，以下

分别介绍这3种方法。 1、通过测量望远镜出瞳、入瞳计算放大率

望远镜的孔径光阑、入瞳、出瞳三者之间是物像共扼关系。实验前首先卸下水准仪的物镜(小心别摔坏！)，观察位于镜筒中部的孔径光阑。

问题：根据孔径光阑所处的位置，能否判断入瞳、出瞳的位置与大小？ 实验中我们用放大率为1倍的读数显微镜测量入瞳、出瞳的位置与大小。观察所用读数显微镜的结构特点。要测量入瞳、出瞳大小，就要使入瞳、出瞳成像于读数显微镜中的分划板上，再通过目镜测量读数。

问题：为什么只选用1倍的放大率而不选用更高倍率以提高测量精度？（提示：从工作距角度分析）

实验步骤：

（1）将水准仪、平行光管、读数显微镜按图1－5安放在光学导轨上。

（2）用平行光管照明。平行光管中的白炽灯在物镜L平的前焦面附近，故平行光管将发出平行光均匀照亮水准仪物镜，并在其目镜L目之后得到孔径光阑A 孔所成的一个清晰的大小为d的像，即出瞳。

（3）用读数显微镜测量出瞳d的大小。显微镜安置在一个各方向可调的支架上。前后移动显微镜，使出瞳在分划板上所成的像最清晰。使分划板上的刻线与出瞳的像的直径两边相切，两次读取测微螺旋（图1-5-1 a）上的读数，相减就得到出瞳直径。（注意两次读数时要使螺旋选向相同，以避免空程引起的误差）（4）用读数显微镜测量入瞳D的大小。方法类似于出瞳的测量，但需要将水准仪旋转180度，使物镜朝向测量者。前后移动显微镜，使入瞳在分划板上所成的像最清晰。先使分划板上的刻线与入瞳像的直径一边相切，读取显微镜支架上水平刻度尺的读数；然后转动显微镜支架水平移动螺旋，使分划板刻线再与入瞳像直径的另一边相切，再次读取支架上水平刻度尺的读数。两次读数相减就得到入瞳直径。注意两次读数时要使螺旋转向相同，以避免空程引起的误差，参见

图1-5-1（b）、（c）。

（a）测微螺旋（b）入瞳边缘像（c）支架水平刻度尺

图1-5-1 入瞳与出瞳直径的测量

测量入瞳距S1、出瞳距S2：入瞳距即入瞳与系统第一个光学面（物镜）的

距离，出瞳距为出瞳距离系统最后一个光学面（目镜）的距离。两者均可通过测量显微镜测出。入瞳距S1测量方法为：当测量显微镜获得入瞳边缘的清晰像时，入瞳与测量显微镜的分划板共轭，在三角导轨上读出此时水准仪平台的位置x1；在物镜表面贴一张小纸片（可蘸海绵缸中的水），保持测量显微镜位置固定，向远处推动放置水准仪的平台，直至在测量显微镜中观察到小纸片边缘的清晰像（为提高观察效果，可用台灯将纸片照亮），此时物镜表面与测量显微镜的分划板共轭，在三角导轨上读出此时水准仪平台的位置x2。则入瞳距S1=︳x1-x2︳。出瞳距测量方法与入瞳距相同。S1和S2只需测量一个。如图1-5-2所示。

（a）台灯照亮物镜表面所贴小纸片（b）测微目镜中所见小纸片边缘清晰像

图1-5-2 测入瞳距

问题：为什么测出瞳和入瞳时，所用读数方法不一样，测入瞳时通过刻度尺读数，而测出瞳时则用测微螺旋在分划板上读数？

注意：测入瞳时由于平行光管光能较弱，成像不清，可用台灯作光源照明入瞳面，近似测量。

☆实验任务3：测量入瞳和出瞳直径，计算水准仪放大率Γ。另外，请测出入瞳距S1或出瞳距S2（2选1）。

2、通过测量望远镜物方、像方视场计算放大率

望远镜视场的测量是通过如图1－6所示的视场仪来实现的。视场仪是在一个大视场（广角）平行光管物镜（焦距f′视＝240mm）的焦面上安装一块毫米刻线尺制成。

实验操作：

（1）用白炽灯照亮视场仪刻线尺面（毛玻璃面），将被测水准仪放在视场仪物镜后面（靠近，但千万别碰上镜面）的升降台上，调整升降台使水准仪的镜筒与视场仪物镜基本同心。

（2）测物方视场方法：在升降台上微调水准仪的瞄准方向和焦距（调滚花旋转部位），人眼通过水准仪的目镜观察视场仪毛玻璃板上的毫米刻线尺，调整得到清晰的像，然后读取视场中所能看到的最大刻线范围（对非整数刻线格可以估读），即水准仪的物方线视场，参见图1－7。

设所看到的最大刻线范围是2η（mm ）,可按如下关系计算物方视场角2ω： 视f tg '=η

ω

（3）测像方视场方法：将被测水准仪反向放置，使目镜靠近视场仪物镜，人眼通过物镜观察视场仪刻线尺的像，这时所能看到的最大刻线范围，就是水准仪的像方视场。

设所看到的最大刻线范围是2η′（mm ）, 则可按如下关系计算像方视场角2ω′：

视f tg ''

='ηω

读取像方线视场方法：由于水准仪反向放置时，人眼通过物镜观察到的刻尺像是缩小的，看不清毫米刻线，但可以看到整个视场呈现的圆形亮斑。可由两位同学合作完成对像方线视场的测量：一位同学通过物镜观察视场圆形亮斑，另一位同学手执钢板尺，沿视场仪毛玻璃面由上向下缓缓移动，当观察同学看到钢板

尺与视场圆形亮斑第一次相切时（切入），告诉测量同学停止移动钢尺，用铅笔在毛玻璃面上标记此时钢尺位置；然后测量同学继续向下移动钢板尺，当钢尺与视场圆形亮斑第二次相切时（切出），测量同学再次标记钢尺位置。量取两次标记之间的距离，即为像方线视场大小。

☆实验任务4：测量物方和像方视场角，计算水准仪放大率Γ。

3、通过测量望远镜物镜、目镜焦距计算放大率

已知水准仪目镜的焦距为6mm。

可借助平行光管测量望远镜物镜的焦距。利用平行光管测透镜焦距光路如图1－8所示，由物（物高为y，即图1－9所示玻罗板上某对双线距离）发出的光经平行光管物镜L后成为平行光，再经待测透镜Lx后成像在其焦平面上，像高

为y′，由图可知，tanω

0=y/f，tanω=y′/f

x

，且tanω= tanω

，所以：

x f=f

y

y

图1－8 利用平行光管测物镜焦距原理

式中，f为平行光管物镜的焦距，其数值已标在平行光管上（标称值为550mm）；y为玻罗板上所选的某一对平行线的线距，其数值见下图所示，单位mm，y′为用测微目镜测得的同一对平行线的像的距离；以上三变量均为已知，按上式即可

算出待测凸透镜的焦距x f。

实验操作：

（1）卸下水准仪的物镜，装在光学三爪卡

盘架上，将卡盘架安装在光学导轨上，与平行

光管调整为同轴。

（2）在平行光管物镜的焦面上安装如图1

－9所示的玻罗板。

（3）通过测量显微镜观察透过被测物镜后

玻罗板的像。

（4）前后移动被测物镜和测量显微镜，直

至在测量显微镜分划板上看到清晰的玻罗板成

像，并将像调整至视场中心。

（5）以测量显微镜视场中看到的玻罗板上

间距最大的一对刻线为测量对象，记下该线对的间距y （参见图1－9）。调整显微镜分划板上的刻线分别对准玻罗板上的刻线对，读出显微镜测微螺旋上的值，两次读数之差即为玻罗板上刻线对的像高y ′（因为此处所用测量显微镜为1×）。

（6）按照焦距计算公式x f =f y

y ' ，计算被测物镜的焦距。 ☆实验任务5：测量物镜焦距，根据已知的目镜焦距，计算水准仪放大率Γ。（任务4与任务5可二选一）

选做内容：望远镜分辨率的测量

望远镜的分辨率用极限分辨角θ表示，可以根据前面所介绍的计算公式计算，也可以用分辨率板直接测量。

实验操作：

（1）如图1－10，在平行光管的后焦面上装上一块分辨率板（板上有各种刻线距的方块图案，其各组刻线线宽见附表，从第1组到第25组刻线宽度逐渐减小，各组中四个不同方向的刻线宽度相同，其放大图见图1－12），则板上各刻线组即代表处于无穷远的不同宽窄的物体。

（2）将水准仪安放在光学导轨上的平台架上，观察者通过目镜直接向平行光管内观察（注意：此时不需要测量显微镜，如其妨碍操作，可移开），注意保持水准仪与平行光管的同轴性。

（3）仔细调整水准仪的瞄准方向和焦距，直到看到分辨率板上的图案并调焦清晰为止。

（4）找出分辨率板上垂直、水平、以及45度角方向（参见图1－12）均能分辨清楚刻线、且线距最小的那一组图案，查出其组编号（全板共25组）。再从附表1中查出该3#分辨率板上可分辨的那组刻线间距（单位：μm ）。

（5）根据组编号查出的刻线间距计算水准仪的分辨率。例如：能分辨的最小一组刻线是3＃板中的第18组，查本实验指导后的附表，得线宽b ＝15μm ，刻线间距2b ＝30μm ，则两线之夹角如图1－11所示，得出：

（秒）＝＝－平11550

520626103023''??'=f b θ 此θ即为水准仪的分辨率。

图1－10 望远镜分辨率测量原理图

图1－11 分辨率板上两线对被测物镜的张角

图1－12 分辨率板放大图

附表1:3#分辨率板各组刻线宽度（μm）（望远镜实验用）

五、数据处理

（一）显微镜实验

1. 显微镜演示实验：显微镜物镜的数值孔径检测

2、测量显微镜的物方线视场

3. 测量显微镜的分辨率

（二）望远镜实验

1、出入瞳法测放大率

2、焦距法测放大率

3、望远镜分辨率的测量

。

六、实验总结

这是一次有趣的光学实验。通过这次实验，我们练习了对显微镜和望远镜的使用、在实验中了解了各个光学概念的具体意义、自己动手测量了显微镜的物方线视场、望远镜的放大率、以及望远镜的分辨率等参数、还观看了老师做的测量显微镜物镜数值孔径的演示实验、听了老师的详细讲解，感到很有收获。

初中物理专题讲义-凸透镜成像问题

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

眼睛和眼镜、显微镜和望远镜要点与练习

眼睛和眼镜、显微镜和望远镜要点与练习 一. 学习目标： （1）了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。 （2）了解眼镜是怎样矫正视力的。 （3）了解显微镜、望远镜的基本构造。 二. 重点、难点： （一）重点： 眼睛的作用及成像特点；近视眼和远视眼的特点及矫正。 望远镜与显微镜的结构。 望远镜和显微镜的主要结构都由物镜和目镜组成，它们的成像原理不同。 （二）难点： 近视眼和远视眼的产生原因及矫正方法，下面列表比较。 易混点： 容易混淆近视眼和远视眼的产生原因，分不清应戴什么镜来矫正。 望远镜和显微镜的成像原理； 开普勒望远镜由两组凸透镜组成。 物镜的作用好像一架照相机，使远处的物体在焦点附近成一个倒立、缩小的实像。目镜的作用相当于一个放大镜，因此我们看到一个倒立、缩小的虚像。 三. 知识点分析： （一）眼睛和眼镜 知识要点： 1.眼睛的原理：人眼看物体和成像的原理是一样的，眼睛中的晶状体相当于一个_______，视网膜相当于，根据成像条件可知，物体在视网膜上成的是、的像。 2.近视眼及其矫正：产生近视眼的原因是晶状体，折射光的能力太强，使像成在视网膜的。近视眼应戴进行矫正。

3. 远视眼及其矫正：产生远视眼的原因是晶状体，折光能力太弱，使像成在视网膜的，远视眼应戴矫正。 学法点拨： 眼睛的原理与照相机非常相似，在学习中可以把它与照相机做比较。照相机的调焦是通过改变凸透镜与胶片的距离．而眼睛的调焦是利用品状体的厚度的自我调节来进行的。由于生理上的原因，有些人单靠自身的眼睛调节已不能使像成在视网膜上，就是近视眼或远视眼。 （二）显微镜和望远镜 知识要点： 1.显微镜：（1）结构：镜筒两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个，靠近眼睛的叫目镜，靠近被观察物体的叫物镜。 （2）原理：物镜能成一个、的像，目镜能成一个、 _______的像，经过两次放大因此我们看到一个、的像。 （3）作用：能看清微小的物体。 2. 望远镜：（1）结构：伽利略望远镜 由一组凹透镜和一组凸透镜组成，靠近眼睛的叫目镜，靠近被观察物体的叫物镜，望远镜能使很远的物体成像在眼前，就像物体被“拉近”了。 学法点拨： 显微镜和望远镜都是利用两组透镜的组合来看清微小或远处的物体，在学习中不要急于了解书本上的结论，应该根据已有的凸透镜成像规律去猜想显微镜和望远镜的组成，然后阅读书本上的知识，检验自己的猜想是否正确。对于显微镜和望远镜都应该实际动手操作一下，体验它们的物理原理。 【典型例题】 （一）眼睛和眼镜 一. 近视眼和远视眼的理解 [例1]下面关于近视眼的说法正确的是（） A. 近视眼根本看不清物体 B.近视眼是晶状体太厚，折光能力太强，使物体射来的光会聚在视网膜后 C.近视眼应该戴凸透镜，使光的会聚点靠前，成像在视网膜上

望远镜和显微镜实验报告

望远镜和显微镜 实验报告 BME8 鲍小凡 2008013215 【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。 2、显微镜的视放大率。 显微镜的视放大率定义为像对人眼的张角的正切和物在明视距离D =250㎜处时直接对人眼的张角的正切之比。于是由三角关系得：

初中物理望远镜与显微镜

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”）。

显微镜和望远镜习题 (含答案)

显微镜和望远镜习题（含答案) 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．在2018年1月31日晚,受到世人瞩目的“超级月亮”、“红月亮”、“蓝月亮”组团在天空中亮相.小虎用如图所示的天文望远镜观察,关于该望远镜,下列说法正确的是 A．物镜成放大的实像 B．物镜焦距比目镜焦距短 C．目镜相当于放大镜,使像更靠近眼睛 D．物镜越大,成像越清晰 【答案】D 【解析】 【分析】 本题考查的是望远镜成像原理，望远镜是由两组透镜组成，靠近被测物体的叫物镜，靠近眼睛的叫目镜； 【详解】 物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，物镜的作用是使物体在目镜的焦点附近成实像，故A说法错误； 望远镜的物镜所成像经目镜放大，所以目镜的焦距一定小于物镜的焦距，才有放大效果；如果反过来得出的倍数就小于1 ,得出是缩小的像.，故B说法错误； 目镜相当于放大镜，使像放大而不是更靠近人眼，故C说法错误； 物镜越大，接光的面积越大，人观测的物体就越明亮，成像效果就越清晰，故D说法正确； 【点睛】 本体考查了望远镜成像原理，关键是要知道它的组成和作用； 2．下列现象的解释正确的是 A．看到鱼儿在清澈的水中游动属于光的反射现象 B．小红用放大镜看邮票时，若想让邮票再放大些，她应将放大镜稍微靠近邮票些C．彩色电视机画面上的丰富色彩就是由红、黄、蓝三种色光混合而成的

D．热风干手器的作用是利用热风加快手上水的蒸发 【答案】D 【解析】 【详解】 A.看到水中的鱼是鱼的虚像，属于光的折射现象，故A错误。 B 小红用放大镜看邮票时，若想让邮票再放大些，她应将放大镜远离一些邮票，故B 错误。 C:彩色电视画面，是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。故C错误； D. 影响蒸发的因素有：液表空气流动速度、温度、液体的表面积，热风提高了温度，加快了空气流动速度，故D正确； 故选：D。 3．通过放大镜观察到物体的像是 A．正立的放大的虚像 B．正立的放大的实像 C．正立的缩小的虚像 D．正立的缩小的实像 【答案】A 【解析】 【分析】 凸透镜成像的规律：u＞2f，成倒立、缩小的实像；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像；u＜f，成正立、放大的虚像。 【详解】 放大镜的原理：u＜f，成正立、放大的虚像。 故选A。 4．在下列光学仪器中，利用光的反射定律制成的是 A．潜望镜B．显微镜C．放大镜D．近视眼镜 【答案】A 【解析】 【分析】 （1）潜望镜是由平面镜组成，成正立、等大的虚像． （2）显微镜是凸透镜，在目镜得到一个正立放大的虚像。 （3）放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像工作的．

望远镜与显微镜 教案教学设计

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.

原子力显微镜实验报告

原子力显微镜实验报告 原子力显微镜应用技术 一、实验目的 1了解原子力显微镜的工作原理 2掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法 二、实验原理 (1)AFM的工作原理 在原子力显微镜的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、 反馈系统。主要工作原理如下图：

原子力显微镜的工作原理图 (2)A FM的工作模式 AFM有三种不同的工作模式：接触模式(contact mode) 、非接触模式 (noncontact mode) 和共振模式或轻敲模式(Tapping Mode) 本实验采用轻敲模式：样品扫描时，针尖始终同样品“接触”，即针尖-样品距离在小于零点几个纳米的斥力区域。此模式通常产生稳定、高分辨图像。当沿着样品扫描时，由于表面的高低起伏使得针尖-样品距离发生变化，引起它们之间作用力的变化，从而使悬臂形变发生改变。当激光束照射到微悬臂的背面，再反射到位置灵敏的光电检测器时，检测器不同象限会接收到同悬臂形变量成一定的比例关系的激光强度差值。反馈回路根据检测器的信号与预置值的差值，不断调整针尖一样品距离，并且保持针尖一样品作用力不变，就可以得到表面形貌像。 三、实验仪器及试剂 试剂及材料：石墨烯溶液，云母片

仪器：nano scope 5.31r 四、步骤 依次按下面步骤开启实验仪器： 1.开机：先开电脑再开主控制器 2.打开程序：Nanoscope： 3.安装样品：用双面胶带将云母片粘到圆形铁片上，再将其放置到样品 台上。调节中部拨钮UP控制样品台降低到样品上表面低于样品台两侧的圆球。 4.安装探针：用镊子小心将探针安装到HOLDE中。 5.安装HOLDER调节样品台后面的旋钮，把HOLDE固定紧； 调节拨钮DOW使样品台尽量接近探针针尖； 将激光调至针尖处，同时屏幕的SUM直最大；调节样品台后面横型旋钮，用于控制样品室中的反射镜子，调节旋钮使屏幕上的SUM直最大；调节样品台上面和后面的两个旋钮，使屏幕上VERT和HORZ匀为0左右；将光敏检测器旋至最小；将左边拨钮拨至 on ； 7.开始测试：控制面板左上： (1)T UNE:弹出对话框，点击下方Auto Tune自动调节，完成之后，点击Exit 退出。 (2)下针：弹出表单，表单消失后，自动开始扫描SCAN (3)Capture : Capture file name ，弹出对话框，对图像命名，并选择保 存路径。

初二物理显微镜和望远镜练习题及答案

初二物理显微镜和望远镜练习题及答案 5分钟训练(类训练，可用于课前) 1.用显微镜观察物体时，物镜对物体所成的像是一个放大的 ____________(填“虚”或“实”)像，道理就像____________的镜头成像一样，目镜的作用则像一个____________，再次对这个像成放大的____________(填“实”或“虚”)像。 思路解析：显微镜成像原理告诉我们，物体经物镜后成一个倒立放大的实像，这个实像在目镜的焦点以内，再经目镜成一个正立放大的虚像，物镜成像与照相机镜头一样，目镜的作用像一个放大镜。 答案：实照相机放大镜虚 2.(xx贵州贵阳模拟)如果你想仔细观察一片树叶的内部结构，最好使用() A.平面镜 B.凹透镜 C.放大镜 D.显微镜 思路解析：平面镜成等大的虚像，不起放大作用，A错。凹透镜不能将物体放大，B也错。放大镜其实就是一个凸透镜，放大倍数也是有限的，C也错。显微镜的物镜使物体成一放大的实像，然后再用目镜把这个实像再放大，这样就能放大很多倍，就能看清很微小的物体了，D正确。 答案：D 10分钟训练(强化类训练，可用于课中) 1.下列关于望远镜的用途说法错误的是() A.望远镜用来观察远处的物体

B.望远镜在军事上有重要的应用 C.望远镜在天文学上有很重要的应用 D.望远镜可用来观察植物细胞的结构 思路解析：望远镜用来观察远处的物体，能使很远的物体成像 在眼前。望远镜在军事上用来观察敌情，研究敌人的阵地等等都有很重要的应用。天文学上用来观测天体，尤其对星象的研究作出了极大的贡献。望远镜不能用来观察植物细胞的结构。选项D的说法是错误的。 答案：D 2.下列关于显微镜的说法正确的是() A.电子显微镜要比光学显微镜的放大倍数高 B.当室内光线较暗时，要用反光镜的凹面 C.显微镜的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数之和 D.显微镜的物镜和目镜都成放大的虚像 思路解析：光学显微镜的放大倍数一般在几百倍到几千倍之间，电子显微镜的放大倍数要大得多，隧道扫描显微镜能帮助我们看到分子和原子的轮廓，A正确。反光镜有两个反射面，一个是平面镜，一个是凹面镜，它们都是为了反射一部分光透过载物片增大物体的亮度，凹面镜对光有会聚作用，使透过载物片的光更强，因此，当室内光线较暗时，要用反光镜的凹面，B正确。显微镜的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数之积，选项C错误。显微镜的物镜成放大的实像，目镜成放大的虚像，故选项D错误。

《望远镜与显微镜》实验教学设计

课题：望远镜与显微镜 一、教材分析： 本章所有教学内容都是围绕透镜对光的作用和凸透镜成像这个核心内容展开，因此望远镜与显微镜是凸透镜成像规律内容的拓展。本节内容在物理课程标准中没有具体要求，根据教材内容组织学生自制水滴显微镜，以进一步理解其成像情况及原理。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。 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的基础。凸透镜成像规律实验已由学生独立完成探究的过程，但成像规律尚不熟练。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，对二次成像更是难于理解。自制水滴显微镜实验能有效克服学生对本节学习存在的障碍，从而达到基本认识显微镜和望远镜的结构及成像原理的目的。 三、教学目标： 知识与技能： 通过活动了解显微镜和望远镜的基本结构及成像原理。 过程与方法： 尝试应用科学规律解释具体问题，获得初步的分析概括能力，尝试用组合法学习及提升科学探究能力。 情感、态度及价值观： 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。 四、教学重点及难点： 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。五、教法与学法： 教法：采用探究式、启发式、自学和直观教学法。 学法：釆用模拟方法，发现方法，对比方法，训练法等形式学习。 六、教学资源： 教师使用：望远镜各两个、学生用显微镜、实物投影仪、电脑等。 学生分组：焦距50mm、300mm，焦距-75mm的凹透镜各一个（两人一组）、喜之郎圆形果冻外壳（或圆形中药丸和药粒外壳）、白纸、滴管一支、头发丝、一片树叶、每组望远镜一个。 七、教学过程： （一）新课引入 “三星堆纵目青铜面具”的出土远在古代，天性好奇的人类就产生了认识宇宙的浓厚兴趣。今天我们是借助什么工具来认识遥远的宇宙？又是借助什么工具来观

显微镜和望远镜-习题(含答案)

显微镜和望远镜习题（含答案） 一、单选题(本大题共11小题，共22.0分) 1.关于如图所示的望远镜，下列说法正确的是（） A.它的目镜和物镜作用相同 B.它的物镜相当于放大镜，用来把像放大 C.它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像 D.它的物镜的直径做的大些，能会聚更多的光，使所成的像更加明亮 2.生物课上常用的显微镜能对微小的物体进行高倍放大，它利用两个焦距不同的凸透镜分别作为物镜和目镜，则物镜和目镜对被观察物所成的像是（） A.物镜成倒立、放大的实像 B.物镜和目镜都成实像 C.物镜和目镜都成虚像 D.目镜成正立、放大的实像 3.以下说法正确的是（） A.日偏食时，树荫下的光斑是圆形的 B.塔式太阳能电站的多面镜子发生了漫反射 C.用天文望远镜观察离地球27万光年的星系，看到的模样是它现在的样子 D.在有雾的天气，透过树丛的光束是直的4.望远镜能对远处的物体进行视角放大，它利用两个焦距不同的凸透镜分别作为物镜和目镜，则物镜和目镜对被观察物体所成的像是（） A.物镜和目镜都成虚像 B.物镜和目镜都成实像 C.物镜成倒立放大的实像 D.目镜成正立放大的虚像 5.望远镜能对远处的物体进行视角放大，它利用两个焦距不同的凸透镜分别作为物镜和目镜，则物镜和目镜对被观察物体所成的像是() A.物镜和目镜都成虚像 B.物镜和目镜都成实像 C.物镜成倒立放大的实像 D.目镜成正立放大的虚像 6.显微镜的物镜和目镜对观察者所成的像是() A.物镜和目镜都成实像 B.物镜和目镜都成虚像 C.物镜成正立、放大的虚像 D.目镜成正立、放大的虚像 7.在光线明亮的实验室里，观察透明的口腔上皮细胞后再观察颜色较深的黑藻叶片细胞，为便于观察，此时应() A.改用凹面反光镜.放大光圈 B.改用凹面反光镜.缩小光圈 C.改用平面反光镜.放大光圈 D.改用平面反光镜.缩小光圈 8.下列关于显微镜使用的说法，正确的是() A.观察时要用右眼注视目镜 B.观察装片时先用高倍镜，后用低倍镜 C.观察人体口腔上皮细胞时，视野不宜太亮 D.显微镜的放大倍数只与物镜有关，而与目镜无关 9.小明的爷爷用显微镜观察微生物的装片，正当他看清高倍镜下的物像时，小明也争着要看．但他看到的像却有点模糊．通过操作，小明得到了清晰的物像．他的操作方法是() A.调节粗准焦螺旋 B.调节细准焦螺旋 C.调节反光镜 D.调整装片位置

显微镜与望远镜实验指导书_全

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

初二物理同步练习之显微镜和望远镜练习题

初二物理同步练习之显微镜和望远镜练习题学习是一个边学新知识边巩固的过程，对学过的知识一定要多加练习，这样才能进步。因此，小编精心为大家整理了这篇初二物理同步练习之显微镜和望远镜练习题，供大家 1. 用显微镜观察物体时，物镜对物体所成的像是一个放大的（填虚或实）像，道理就像_________________________ 的镜头成像一样，目镜的作用则像一个_______________________ ，再次对这个像成放大的______________ （填实或虚）像。 思路解析：显微镜成像原理告诉我们，物体经物镜后成一个倒立放大的实像，这个实像在目镜的焦点以内，再经目镜成一个正立放大的虚像，物镜成像与照相机镜头一样，目镜的作用像一个放大镜。答案：实照相机放大镜虚 2. （2019 贵州贵阳模拟）如果你想仔细观察一片树叶的内部结构，最好使用（） A. 平面镜 B. 凹透镜 C. 放大镜 D. 显微镜思路解析：平面镜成等大的虚像，不起放大作用， A 错。凹透镜不能将物体放大，B也错。放大镜其实就是一个凸透镜，放大倍数也是有限的，C 也错。显微镜的物镜使物体成一放大的实像，然后再用目镜把这个实像再放大，这样就能放大很多倍，就能看清很微小的物体了，D 正确。 答案：D

10 分钟训练( 强化类训练，可用于课中) 1. 下列关于望远镜的用途说法错误的是( ) A. 望远镜用来观察远处的物体 B. 望远镜在军事上有重要的应用 C. 望远镜在天文学上有很重要的应用 D. 望远镜可用来观察植物细胞的结构思路解析：望远镜用来观察远处的物体，能使很远的物体成像在眼前。望远镜在军事上用来观察敌情，研究敌人的阵地等等都有很重要的应用。天文学上用来观测天体，尤其对星象的研究作出了极大的贡献。望远镜不能用来观察植物细胞的结构。选项D 的说法是错误的。 答案：D 2. 下列关于显微镜的说法正确的是( ) A. 电子显微镜要比光学显微镜的放大倍数高 B. 当室内光线较暗时，要用反光镜的凹面 C. 显微镜的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数之和 D. 显微镜的物镜和目镜都成放大的虚像思路解析：光学显微镜的放大倍数一般在几百倍到几千倍之间，电子显微镜的放大倍数要大得多，隧道扫描显微镜能帮助我们看到分子和原子的轮廓，A 正确。反光镜有两个反射面，一个是平面镜，一个是凹面镜，它们都是为了反射一部分光透过载物片增大物体的亮度，凹面镜对光有会聚作用，使透过载物片的光更强，因此，当室内光线较暗时，要用反光镜的凹面，B 正确。显微镜的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数

望远镜和显微镜实验报告

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 ωωΓ= 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：

微专题( 透镜)5-5 显微镜、望远镜的区分—(疑难解读+解题技巧)九年级物理中考复习专题讲义

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

八年级物理上册《显微镜与望远镜》练习题(含答案及解析)

《显微镜与望远镜》练习题 一、单选题（本大题共26小题，共52.0分） 1.如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器下列说法错误的是 () A. 显微镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像 B. 天文望远镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像 C. 显微镜的目镜相当于凸透镜，物镜相当于凹透镜 D. 天文望远镜的目镜和物镜都相当于凸透镜 2.下列关于物理知识分析描述正确的是() A. 显微镜和望远镜的目镜的工作原理是一样的 B. 阳光照在云上，云底下会形成阴影区域这是光的反射形成的 C. 瓶中灌入不同高度的水，敲击发出不同音调的声音，说明音调和振幅有关 D. 次声波预报仪可以预报台风和地震活动，说明了次声波可以传递能量 3.下列关于显微镜与望远镜的说法不正确的是() A. 所有的望远镜都是由两个凸透镜制成的 B. 天文望远镜物镜的口径比较大 C. 我们在学生实验室用显微镜看细胞是通过成两次放大的像实现的 D. 有一种望远镜是将远处的物体在物镜的焦点附近成实像，目镜把这个像放大 4.小明在用显微镜观察上皮组织细胞时，通过调节，已使被观察物体处在视野的中央 了，但像太小，观察不清楚，这时他应该() A. 使物镜远离物体，目镜位置不变 B. 使物镜远离物体，目镜靠近物镜一些 C. 使物镜靠近物体，目镜远离物镜一些 D. 使物镜位置不变，目镜靠近物镜一些 5.第一位把望远镜指向太空的科学家是()

A. B. C. D. 6.关于显微镜及望远镜，下列说法中错误的是() A. 显微镜的物镜成放大的实像 B. 望远镜的物镜成缩小的实像 C. 显微镜的目镜成放大的实像 D. 望远镜的目镜成放大的虚像 7.如图所示，关于该望远镜，下列说法正确的是() A. 它的目镜和显微镜的目镜作用相同 B. 它的物镜相当于放大镜，用来把像放大 C. 它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像 D. 该望远镜最终看到的是一个缩小的实像 8.关于显微镜和望远镜，下列说法错误的是() A. 用显微镜观察物体时，物体应放在物镜的一、二倍焦距之间 B. 远方的物体经过望远镜的物镜成的是一个缩小的实像 C. 通过显微镜的目镜观察到的是物体的实像 D. 用望远镜观察物体时，观察者感觉远处的物体看上去更大了是由于视角变大了 9.生物课上，我们要用显微镜观察细胞，显微镜的物镜是凸透 镜。下列说法不正确的是() A. 物镜所成的像是光的折射形成的 B. 为了看清本身不发光的细胞，有时需要利用凹面镜提高亮 度，这个凹面镜利用了光的反射 C. 物镜所成的放大实像是可以用光屏承接的 D. 物镜所成的像与照相机所成的像性质相同 10.用显微镜和望远镜看物体时，看到的() A. 都是实像 B. 前者是实像，后者是虚像 C. 都是虚像 D. 前者是虚像，后者是实像

望远镜与显微镜实验报告

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。

原子力显微镜

原子力显微镜 一、实验目的 1了解原子力显微镜的工作原理 2掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法 二、实验原理 1. AFM基本原理 原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形，这样，微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。 在原子力显微镜的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、反馈系统。如图一显示。 1）力检测部分 在原子力显微镜系统中，所要检测的力是原子与原子之间的范德华力。使用微悬臂来检测原子之间力的变化量。如图2所示，微悬臂通常由一个一般100～500μm长和大约500nm～5μm厚的硅片或氮化硅片制成。微悬臂顶端有一个尖锐针尖，用来检测样品－针尖间的相互作用力。 （2）位置检测部分 在原子力显微镜系统中，当针尖与样品之间有了作用之后，会使得悬臂摆动，所以当激光照射在微悬臂的末端时，其反射光的位置也会因为悬臂摆动而有所改变，这就造成偏移量的产生。在整个系统中是依靠激光光斑位置检测器将偏移量记录下并转换成电的信号，以供SPM控制器作信号处理。聚焦到微悬臂上面的激光反射到激光位置检测器，通过对落在检测器四个象限的光强进行计算，可以得到由于表面形貌引起的微悬臂形变量大小，从而得到样品表面的不同信息。 （3）反馈系统 在原子力显微镜系统中，将信号经由激光检测器取入之后，在反馈系统中会将此信号当作反馈信号，作为内部的调整信号，并驱使通常由压电陶瓷制作的扫描器做适当的移动，以保持样品与针尖保持一定的作用力。 2.AFM 有三种不同的工作模式: 接触模式( contact mode) 、非接触模式(noncontact mode) 和共振模式或轻敲模式(Tapping Mode) 。（1）接触模式： 从概念上来理解，接触模式是AFM最直接的成像模式。AFM 在整个扫描成像过程之中，探针针尖始终与样品表面保持亲密的接触，而相互

(人教版)初二物理3.5 显微镜和望远镜习题及答案

（人教版）初二物理3.5 显微镜和望远镜习题及答案 1.用显微镜观察物体时，物镜对物体所成的像是一个放大的____________ (填“虚”或“实”)像，道理就像____________的镜头成像一样，目镜的作用则像一个____________，再次对这个像成放大的____________ (填“实”或“虚”)像。 2.(2010贵州贵阳模拟)如果你想仔细观察一片树叶的内部结构，最好使用（） A.平面镜 B.凹透镜 C.放大镜 D.显微镜 3.下列关于望远镜的用途说法错误的是（） A.望远镜用来观察远处的物体 B.望远镜在军事上有重要的应用 C.望远镜在天文学上有很重要的应用 D.望远镜可用来观察植物细胞的结构 4.下列关于显微镜的说法正确的是（） A.电子显微镜要比光学显微镜的放大倍数高 B.当室内光线较暗时，要用反光镜的凹面 C.显微镜的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数之和 D.显微镜的物镜和目镜都成放大的虚像 5.下列关于望远镜的说法不正确的是（） A.所有的望远镜都是由两个凸透镜制成的 B.望远镜的物镜直径越大，越容易观察到较暗的星球 C.我们看到远处的汽车越来越小，是因为汽车对我们的视角在逐渐减小 D.望远镜的物镜成缩小的实像 6.有一种望远镜也由两组凸透镜组成。靠近被观察物体的叫物镜，靠近眼睛的叫目镜，物镜的作用好像一架（） A.投影仪 B.放大镜 C.照相机 D.幻灯机 7.(2010湖北十堰课改区模拟)下列光学知识的应用中，有一个与其他三个不同，这个应用是（） A.天文爱好者用望远镜观察天体 B.演员对着镜子练习舞蹈动作 C.医生用凹透镜来矫正近视患者视力 D.摄影师用照相机拍摄照片 8.显微镜能对微小物体进行高倍数放大，它利用两个焦距不同的凸透镜分别作为目镜和物镜，则物镜和目镜所成的像是（） A.物镜成倒立放大的实像 B.物镜和目镜都成实像 C.物镜和目镜都成虚像 D.目镜成正立放大的虚像 9.用显微镜和望远镜观察物体时，关于像的倒正，以下说法正确的是（） 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也是正立的 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也是倒立的 10.哈勃望远镜的物镜直径达4.3 m(其光学主镜口径为2.4 m)，制造如此大的物镜是因为 A.物镜越大我们看到的像越大 B.反射式望远镜的物镜就应该比折射式望远镜大 C.物镜越大，就能把越多的光会聚起来，使所成的像更加明亮 D.以上说法都是错误的 11.从显微镜的结构图中的光路图可以看出（） A.目镜的焦距比较长，物镜的焦距比较短 B.目镜的焦距比较短，物镜的焦距比较长 C.目镜和物镜的焦距一样长 D.对目镜和物镜焦距的长度没有明确的要求