下载文档原格式
自组望远镜或显微镜并测量其视觉放大率望远镜和显微镜都是助视光学仪器，是观察或测量时常用的仪器，它们有时也是其他一些光学仪器(如分光计等)的重要组件。
因此，了解它们的构造原理并掌握它们的使用方法不仅有利于加深理解透镜成像的规律，而且能为正确使用其他光学仪器打下基础。
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。
实验原理望远镜主要用于观察远处的目标，显微镜主要用于观察近处的微小物体，它们的作用都是增大被观察物对人眼的张角，起着视角放大的作用。
两者的光学系统比较相似，都是由物镜和目镜组成，物体先通过物镜成一中间像，再通过目镜来观察。
两者对物体的放大能力都是通过视放大率来表示(在本实验中我们只关心放大率的大小，不考虑其符号)。
望远镜(telescope)基本的望远系统是由物镜和目镜组成的无焦系统，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合。
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。
图1 望远镜的基本光学系统图图1所示的望远镜，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（这称为视度调节）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（这称为调焦），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（中间像落在分划板平面上）。
望远镜和显微镜放大率的测定望远镜和显微镜是最常用的助视光学仪器，常组合于其它实验装置中使用，如光杠杆、测距显微镜、分光仪等。
了解它们的构造原理并掌握它们的调节使用方法，不仅有助于加深理解透镜的成像规律，也为正确使用其它光学仪器打下基础。
Ⅰ 望远镜放大率的测定【实验目的】1、了解望远镜的构造原理并掌握其正确使用方法。
2、测定望远镜的放大率。
【实验原理】1．光学仪器的角放大率望远镜被用于观测远处的物体，显微镜被用于观测微小的物体，它们的作用都是将被观测物体对眼睛光心的张角（视角）加以放大。
显然，同一物体对眼睛所张的视角正常人的眼睛能分辨在明视距离cm 25处1′，称为最小分辨角。
当远处物体（或微小物体）对眼睛所张视角小于此最小分辨角时，眼睛将无法Φψ≈Φψ=tg tg m (1)在明正切值予以替代。
图(1) 凸透镜放大的示意图以凸透镜为例，如图(1)''B Au (2)(3)由上式可见，式（3）就表示放大镜的放大率。
由于单透镜存在像差，它的放大率一般在3倍（放大率仍由式（3）计算，式中f 代表透镜组的焦距，其放大率可达2．望远镜放大率的测定望远镜可以用来观测远处的物体。
最简单的望远镜由两个凸透镜组成，其中焦距较长的透镜为物镜。
由于被观测物体离物镜的距离远大于物镜的焦距（f u 2>），通过物镜的作用后，将在物镜的后焦面附近形成一个倒立的实像。
此实像虽然较原像小，但是与原物体相比，却大大地接近了眼睛，因而增大了视角。
然后通过目镜将它放大。
由目镜所成的像可在明视距离到无限远之间的任何位置上。
望远镜的放大率定义为最后的虚像对目镜所张视角与物体在实际位置所张视角之镜所张视角是一样的。
如图（2）∞>u ）时，物镜的焦平面和目镜的焦平面重合，同时也处于目镜的前焦面上，因而通过目镜观察时，成像于无限远。
此时望远镜的放大率可由图（2）得出e o o e f f f y f y tg tg m /)//()/(//22==Φψ≈Φψ= (4)由此可见，望远镜的放大率m 等于物镜和目镜焦距之比。
实验34 自组望远镜望远镜是常用的助视光学仪器，经常被组合在其它光学仪器中。
掌握其构造原理和调整方法，以及其放大率的概念和测量方法，有助于加深对透镜成像规律的理解。
一、实验目的1、进一步掌握透镜的成像规律。
2、掌握望远镜的构造及放大原理，以及其正确的使用方法。
3、设计组装望远镜。
4、测量望远镜的视觉放大率。
二、实验原理1、人眼的分辨本领和光学仪器的视觉放大率人眼的分辨本领是描述人眼刚能区分非常靠近的两个物点的能力的物理量。
人眼瞳孔的半径约为1mm,一般正常人的眼睛能分辨在明视距离（25cm）处相距为0.05~0.07mm的两点, 这两点对人眼的所张的视角约为'1，称为分辨极限角。
当微小物体或远处物体对人眼所张的视角小于此最小极限角时，人眼将无法分辨它们，需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。
在用显微镜或望远镜在作为助视仪器观察物体时，其作用都是将被观测物体对人眼的张角（视角）加以放大，这就是助视光学仪器的基本工作原理。
现在讨论在人眼前配置助视光学仪器的情况。
若同某一目标，通过光学仪器和眼睛构成的光具组，在视网膜上成像长度为'l；若把同一目标的物放在助视仪器原来所成像平面上，而用肉眼直接观察，在视网膜上所成像的长度为l，则'l 与l之比称为助视仪器的放大本领（视觉放大率），如图34-1所示。
在图34-1中，AB 表示在明视距离处的物，H 、H`为助视仪器的主点，0θ为直接观察时在明视距离处AB 的视角，θ为通过助视仪器所成像于明视距离处的视角，在人眼视网膜上的像长分别为l 和'l ，则仪器的视觉放大率M 表示为'00tan tan l M l θθθθ==≈ （34-1） 2、望远镜及其视觉放大率望远镜是帮助人眼观望远距离物体的仪器，也可作为测量和瞄准的工具。
望远镜也是由物镜和目镜组成的，其中对着远处物体的一组镜片叫做物镜，对着眼睛的镜片叫做目镜，物镜焦距较长，目镜焦距较短。
;实验34 自组望远镜望远镜是常用的助视光学仪器，经常被组合在其它光学仪器中。
掌握其构造原理和调整方法，以及其放大率的概念和测量方法，有助于加深对透镜成像规律的理解。
一、实验目的1、进一步掌握透镜的成像规律。
2、掌握望远镜的构造及放大原理，以及其正确的使用方法。
3、设计组装望远镜。
4、测量望远镜的视觉放大率。
二、实验原理1、人眼的分辨本领和光学仪器的视觉放大率人眼的分辨本领是描述人眼刚能区分非常靠近的两个物点的能力的物理量。
人眼瞳孔的半径约为1mm,一般正常人的眼睛能分辨在明视距离（25cm）处相距为0.05~0.07mm的两点, 这两点对人眼的所张的视角约为'1，称为分辨极限角。
当微小物体或远处物体对人眼所张的视角小于此最小极限角时，人眼将无法分辨它们，需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。
在用显微镜或望远镜在作为助视仪器观察物体时，其作用都是将被观测物体对人眼的张角（视角）加以放大，这就是助视光学仪器的基本工作原理。
现在讨论在人眼前配置助视光学仪器的情况。
若同某一目标，通过光学仪器和眼睛构成的光具组，在视网膜上成像长度为'l；若把同一目标的物放在助视仪器原来所成像平面上，而用肉眼直接观察，在视网膜上所成像的长度为l，则'l 与l之比称为助视仪器的放大本领（视觉放大率），如图34-1所示。
在图34-1中，AB 表示在明视距离处的物，H 、H`为助视仪器的主点，0θ为直接观察时在明视距离处AB 的视角，θ为通过助视仪器所成像于明视距离处的视角，在人眼视网膜上的像长分别为l 和'l ，则仪器的视觉放大率M 表示为'00tan tan l M l θθθθ==≈ （34-1） 2、望远镜及其视觉放大率望远镜是帮助人眼观望远距离物体的仪器，也可作为测量和瞄准的工具。
望远镜也是由物镜和目镜组成的，其中对着远处物体的一组镜片叫做物镜，对着眼睛的镜片叫做目镜，物镜焦距较长，目镜焦距较短。
自组加双波罗棱镜的正像望远镜实验数据自组加双波罗棱镜的正像望远镜实验数据引言：自组加双波罗棱镜的正像望远镜是一种基于光学原理的光学仪器，通过反射和折射的作用，将远处物体的图像放大并投影到观察者的眼睛中。
本文将详细介绍自组加双波罗棱镜的正像望远镜实验数据，包括实验装置、实验步骤、实验过程中所观察到的现象和结果等。
一、实验装置：1. 自组加双波罗棱镜：由两个三角形棱镜构成，其中一个为透明介质（例如玻璃），另一个为反射介质（例如银膜）。
2. 光源：可以使用一束平行光源或者点光源。
3. 物体：选择一个具有明显特征的物体，例如一个标志牌或者一本书。
4. 屏幕：用于接收并放大物体图像的屏幕。
5. 测量工具：例如尺子、角度量具等，用于测量各个部分的尺寸和角度。
二、实验步骤：1. 搭建实验装置：将自组加双波罗棱镜放置在光源和物体之间，确保光线能够通过棱镜并照射到物体上。
2. 调整光源位置：根据实际情况，调整光源的位置和角度，使得光线能够尽可能地垂直照射到物体上。
3. 观察物体图像：将屏幕放置在自组加双波罗棱镜的一侧，观察屏幕上的物体图像。
可以适当调整屏幕的位置和角度，以获得清晰的图像。
4. 记录实验数据：记录实验过程中所观察到的现象和结果。
包括物体与屏幕之间的距离、自组加双波罗棱镜的尺寸和角度、物体图像的大小等。
三、实验过程中所观察到的现象和结果：1. 物体图像的放大：通过自组加双波罗棱镜，远处物体的图像被放大并投影到屏幕上。
可以通过测量物体图像与实际物体之间的比例关系，计算出放大倍率。
2. 图像颠倒：由于自组加双波罗棱镜的特殊结构，物体图像在经过反射和折射后会发生颠倒。
这是由于光线在不同介质中传播速度不同所导致的。
3. 畸变现象：在实验过程中，可能会观察到物体图像出现畸变的现象。
这是由于自组加双波罗棱镜的设计和制造过程中存在的不完美所导致的。
4. 光线偏折：自组加双波罗棱镜能够将光线进行适当的偏折，使得物体图像能够投影到观察者的眼睛中。
望远镜放大率的测定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。
一、实验目的1.熟悉望远镜和显微镜的构造及其放大原理。
2.掌握光学系统的共轴调节方法。
3.学会望远镜放大率的测量。
二、实验仪器：导轨、光具座，凸透镜两个；光源；三、实验原理：望远镜是观察远方物体的，物镜的作用是把远方物体成倒立实像，然后使此实像位于目镜的1倍焦距以内，从而将此实像再度放大，使之成像在明视距离，眼睛贴近目镜，可以观察到远方物体的放大像。
望远镜的放大作用以视角放大率来描写：定义为：像对眼睛的张角和不用望远镜时远处物体对眼睛的张角之比。
当观察物处于有限远距离时，可推导出角放大率公式。
S 1'L 0y 1S 1S 2y 3y 2Leφφ'∵望远镜角放大率tg N tg ϕϕ'=图观察有限距离物体时的望远镜光路其中虚像y3对人眼张角正切22y tg S ϕ'=物对人眼所张视角正切112121112()y S y tg S S S S S S S ϕ=='''++++其中1121//y S y S '=则放大率111212()S S S S N S S ''++=注意事项：1）在使用仪器时要轻拿、轻放，勿使仪器受到震动和磨损。
2）调整仪器时，应严格按各种仪器的使用规则进行，仔细地调节观察，冷静地分析思考，切勿急躁。
3）任何时候都不能用手去接触玻璃仪器的光学面，以免在光学面上留下痕迹，使成像模糊或无法成像。
四、实验记录：自组望远镜，用望远镜观察有限距离物体的视角放大率测量次数S 1物镜位置光屏位置S 1'目镜位置S 2111212()S S S S N S S ''++=123。
望远镜组装及其放大率的丈量望远镜是用途极为宽泛的助视光学仪器，望远镜主假如帮助人们察看远处的目标，它的作用在于增大被观察物体对人眼的张角，起着视角放大的作用，它常被组合在其余光学仪器中。
为适应不一样用途和性能的要求，望远镜的种类好多，结构也各有差别，可是它的基本光学系统都由一个物镜和一个目镜构成。
望远镜在天文学、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、熟习望远镜的结构及其放大原理；2、掌握光学系统的共轴调理方法；3、学会望远镜放大率的丈量。
【实验仪器】光学平台、凸面镜若干、标尺、二维调理架、二维平移底座、三维平移底座。
【实验原理】1、望远镜结构及其放大原理望远镜往常是由两个共轴光学系统构成，我们把它简化为两个凸面镜，此中长焦距的凸面镜作为物镜，短焦距的凸面镜作为目镜。
图1所示为开普勒望远镜的光路表示图，图中L0为物镜，Le为目镜。
远处物体经物镜后在物镜的像方焦距上成一倒立的实像，像的大小决定于物镜焦距及物体与物镜间的距离，此像一般是减小的，近乎位于目镜的物方焦平面上，经目镜放大后成一虚像于察看者眼睛的明视距离于无量远之间。
物镜的作用是将远处物体发出的光经汇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，供人眼察看。
用望远镜察看不一样地点的物体时，图1 图2只需调理物镜和目镜的相对地点，使物镜成的实像落在目镜物方焦平面上，这就是望远镜的“调焦”。
望远镜可分为两类：若物镜和目镜的像方焦距均为正（既两个都为汇聚透镜），则为开普勒望远镜，此系统成倒立的像；若物镜的像方焦距为正（汇聚透镜），目镜的像方焦距为负（发散透镜），则为伽利略望远镜，此系统成正立的像。
2、望远镜的视角放大率望远镜主假如帮助人们察看远处的目标，它的作用在于增大被观察物体对人眼的张角，起着视角放大的作用。
望远镜的视角放大率M定义为：用仪器时虚像所张的视角M不用仪器时物体所张的视角0（1）e用望远镜察看物体时，一般视角均甚小，所以视角之比能够用正切之比取代，于是，光学仪器的放大率近似能够写为：tg0（2）Mtg e在实验中，为了把放大的虚像l与l0直接比较，常用目测法来进行丈量。
