[临床医学]大学物理实验光学仪器的设计.docx

卖验题目：光学仪器设计 卖验性质：设计性卖验 李振声物理教研室 显微镜一为人类打 开了 “近在眼前”的微小世 界的大门 里远镜一则帮助人类揭 示了 “远在天边〃的星球世 界的奥秘 应用提供的透镜、光具座及基本的测试工 具，设计并组装望远镜、显微镜 实验仪器 ■光具座，凸透镜2个（作望远镜用），物屏1个、 光屏1个，光源1套，透镜夹2个，卷尺1个，干板夹 1个，游标卡尺1把，过渡架1个，有机玻璃直尺1把, 显微测微尺1个，显微镜目镜1个，显微镜物镜1个 1、自准直法 （平面镜法） 1、自准直法 （平面镜法） 注意共轴调节 一,预备知识凸透饒焦距的测量方法 当物距等于透镜的焦距时, 物体任一点发出的光经过 透镜折射后成为平行光， 经平面镜反射，会聚光线 在透镜的焦平面上成一个 与原物大小相等的倒立实 像。 2、二次成像法（共巍法或位移法）测焦距的原理 ■首先确定物象间的距离D4f。■ ■首先确定物象间的距离D4f。 ■如果透镜在这个距离之间能有 两个成像（一个放大的，另一 圏2位移法测靠透遠匐B 个缩小的），且两次透镜位置 D2-d2 D2-d2 4D 3、物距像距法测量焦距（高斯公式法） 移动像屏得到一个清 晰的与物相似的倒立 像 二、望远镜的组装 ■光学望远镜的分类： ■反射式望远镜 ■折反射望远镜 ■折射式望远镜 1、反射望远镜：用凹面反射镜作物镜的望远镜。主要优点是不存在色差0 牛顿用2.5cm直径的金属，磨制成一 牛顿用2.5cm直径的金属，磨制成一 块凹面反射镜，并在主镜的焦点前 面放置了一个与主镜成45度角的反 射镜 由两块反射镜组成的一种 反射望远镜, 2、折反射望远镜o在球面反射镜的基础上，再 加入用于校正像差的折射元件，以消除球面差。 1931年美国施密特发明1940年苏联光学家马克苏托发明 1931年美国施密特发明 1940年苏联光学家马克苏托发明 3、折射望远镜:利略1609年发明望 3、折射望远镜: 利略1609年发明望 远镜 用透镜作物镜的望远镜。 1611年发明望远 镜Q ■伽利略望远镜——由凹透镜当目镜。 ■优点：观察的是正立的像，结构简单、轻便，光能损失少，镜筒短, 成正立虚像。 ■缺点：放大倍数小,观察视野窄,中间像，不好装叉丝或分划板。 倾角大的光线不能进入眼睛，无 总的视角放大率: ￡ u ￡ 用途: 玩具望远镜 开普勒望远镜——凸透镜当目镜。成像上下 左右颠倒。（需要在物镜后面添加棱镜组或 透镜组来转像，使眼睛观察到的是正像） 注意共轴调节 4、开普勒望远镜的设计要点 （1） 物镜的焦距大于目镜的焦距。 （2） 物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合。 （3） 物体经大焦距的物镜后在焦平面上成缩小的实像.（物 镜的作用是将远处的物体聚焦在目镜物方的焦平面上） （4） 小焦距的目镜将物镜所成的实像放大到无穷远处。 （目镜起放大镜的作用，将目镜物方焦平面上的倒立实像 放大为一虚像） 三、显微镜的组装 原子力显微镜 激光共聚焦显微镜 ■ 相差显微镜 普通光学微镜 荧光倒置显微镜 扫描显微镜 荧光正置显微镜 偏光显微镜 电子显微镜 暗视野显微镜 微分干涉差显微镜 扫描电子显微镜 M =光学镜筒长明视距离目镜的放大率 M = 光学镜筒长 明视距离 目镜的放大率 显微镜的设计 1、显微镜的光学原理图和视角放大率M=|3 Me F F o e Fo Fe Fo Fe25cm 光学筒长 2、显微镜的设计要点 2、显微镜的设计要点 注意共轴调节 （1） 显微镜的fofec （2） 目镜和物镜之间的距离比f°,f；大得多。 （3） 分划板位于物镜像方焦平面上。 （4） 物体位于物镜（objective）物方焦点前附近。 （5） 物体经物镜后，在目镜（eyepiece）的物方焦面内侧成 一个倒立放大的实像II。 （6）再经大焦距的目镜后在大于明视距离外成一放大的虚 像12供眼睛观察。 注意共轴调节 四、望远镜角放大率的测量方法 物像共轴法测量 ■①物镜和目镜之间的距离等于两透镜焦距之和。 ■②在物镜前方加上直尺，在目镜后方插上光屏。 ■③将无穷远处的物体（直尺）逐渐移至物镜前方, 在光屏上成一缩小的像V3,并量之。 ■④计算望远镜的角放大率。 注意共轴调节五、 注意共轴调节 五、 (物像共面法测量计算) ■ (1)显微测微尺(分度值为0.01mm或 0.05mm)安放在距物镜略大于焦距处 ■ (2)调节目镜，使测微尺的像通过显微镜清晰地观 察到。 微尺像在直尺上的示 微尺的大小 直尺 微尺像 显微测微尺 共分为10格 共分为10格 C1台式测微尺 刻线放大图 总长 总长1 mm 每个大格又可分为10个小格，每小格的实际长度为0.01mm 总长0.1 mm ■（3）选一个直尺如图中的有机玻璃直尺