实验一 显微镜光学特性分析及参数测量[实验目的]1．了解显微镜的结构及其光学特性参数。
2．掌握测量显微镜的视觉放大率、视场、数值孔径的原理和方法。
[仪器和装置]待测显微镜(10×物镜、5×目镜)，测微目镜，小孔光阑，标准刻尺，照明光源[实验原理]显微镜是一种极为重要的目视光学仪器，它是人们用以观察小物体和认识微观世界的重要工具。
显微镜由物镜和目镜两部分组成。
1. 视觉放大率被观察的目标首先经物镜进行尺寸放大，然后由目镜组进行视觉放大。
所以显微镜的视觉放大率显Γ是物镜垂轴放大率β和目镜视觉放大率目Γ的乘积250f f β∆⨯ΓΓ''显目显目＝＝－ （1-1） 由几何光学可知，物镜的放大率β=物－f ∆ ，目镜的放大率250f Γ目目＝，根据式（1-1）分别测量出显微物镜的垂轴放大率β和目镜的视觉放大率目Γ，即可得出显微镜的视觉放大率显Γ。
2. 视场通常是以能观察到的物平面上的最大尺寸作为显微镜的线视场，以毫米为单位。
显微镜的视场受安置在显微物镜像平面上的视场光阑所限制。
显微镜的放大率愈大，其线视场愈小。
测量显微镜的视场，可以用显微镜来观测标准毫米分划的刻度尺完成。
3. 数值孔径显微物镜数值孔径是显微镜分辨率和成象照度的基本判据。
数值孔径越大，显微镜的分辨率越高，照度也越大，因此它是显微镜的主要光学特性参数之一。
显微物镜的数值孔径等于物平面中心发出的成象光束孔径半角u 的正弦与物方折射率n 的乘积，用符号NA 表示，即N A = nsinu 。
对在空气中的物镜，物方折射率n ＝１，故N A = sinu 。
由数值孔径NA 的定义可知，若物方介质的折射率已确定，则只需测量物方孔径半角u 值即可通过计算求得NA 。
1－目镜2－被测显微物镜3－小孔光阑4－刻度尺图1 测量数值孔径的原理图图1是测量物方孔径角的原理图。
小孔光阑3放在物镜工作平面中心。
在距小孔光阑d 处安置一根标准刻尺4，刻尺上A 、B 两点发出的光线经小孔光阑后被物镜成象，因A 、B 两点之外发出的光线被物镜框挡住，不能参加成象，因而A 、B 对小孔光阑3的张角2u 就是孔径角2u 。
实验一物镜焦距、截距的测定一、实验目的掌握用定焦距平行光管法测量光学系统焦距、截距的方法二、实验内容掌握测量方法，做好测量前的准备工作，测量给定的照相物镜、望远物镜和显微物镜的象方焦距和截距、物方焦距和截距。
三、实验原理测量焦距的方法很多，其中的定焦距平行光管法、（即放大率法）测量范围大，测量精度高，相对误差一般在1％以下，是目前常用的方法，其测量原理如图1－1。
图1－1焦距截距的测定原理图其中O 是平行光管物镜，L 是被测透镜，y0 是位于平行光管物镜焦平面上的一对刻线的间隔距离。
y0 经过平行光管物镜后成像在无限远处，再经过被测透镜L 后，在它的焦平面上得到y0 的像y`。
这种方法的原理就是通过测量像y`的大小，然后计算出被测透镜的焦距。
从图1－1 看出下面两个关系式，用作图成像的方法很容易得出：w=w`（1－1）这就是用定焦距平行光管法测定焦距所用的公式，其中f0`是平行光管物镜的焦距，是已知的。
Y0 是位于平行光管物镜焦平面处的分划板上的一对刻线的间隔距离，它的大小也是事先已知的。
Y`是这对刻线y0 经过被测透镜后所成的像，如果能测量出此像y`的大小，那么就很容易用公式（1－1）计算出被测透镜的焦距f`。
利用本公式及方法，可以测量正负透镜、望远物镜、照相物镜、放映物镜，各种目镜的焦距。
应当注意要正确选择测量显微镜的物镜，使之与被测光学系统相匹配。
如测负焦距系统使要选择长工作距的显微物镜。
这是因显微物镜的倍率不同，故（1－1）式变化如下（1－2）式中：β――――――测量显微镜放大倍数四、实验设备焦距仪、待测物镜（照相物镜、照相物镜、显微物镜）焦距仪结构示意如图1－2，它包括一个平行光管、一个透镜夹持器、一个带有目镜的读数显微镜和把它们连在一起的一根带有长度刻尺的导轨组成。
图1－2焦距仪结构示意图1.平行光管、2.透镜夹持器、3.测微目镜组成1．平行光管本实验采用的平行光管物镜的焦距为550mm。
