望远镜和显微镜pptPPT课件

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1、哈勃望远镜哈勃望远镜第1页/共23页第2页/共23页背景知识 人眼无法分辨极远处细微的物体细节，在一般照明情况下，正常人的眼睛在人眼无法分辨极远处细微的物体细节，在一般照明情况下，正常人的眼睛在明视距明视距离离（25cm25cm）能分辨相距约）能分辨相距约0.05mm0.05mm的两个光点。当两光点间距小于的两个光点。当两光点间距小于0.05mm0.05mm时，即无时，即无法分辨，我们把这个极限称为人眼的法分辨，我们把这个极限称为人眼的分辨本领分辨本领，这时两光点对人眼球中心的张角约，这时两光点对人眼球中心的张角约为为1 1，这张角称为，这张角称为视角视角。观察物体要想能分辨细节，最简单的方法

2、是使视角扩大，。观察物体要想能分辨细节，最简单的方法是使视角扩大，显微镜和望远镜就是为扩大人眼视角的助视光学仪器。显微镜和望远镜就是为扩大人眼视角的助视光学仪器。第3页/共23页 显微镜显微镜是用来观察和测量有限远微小目标的工是用来观察和测量有限远微小目标的工具。光学显微镜根据具体用途可分为许多种类，具。光学显微镜根据具体用途可分为许多种类，在实验中经常遇到的是生物显微镜、体视显微在实验中经常遇到的是生物显微镜、体视显微镜、工具显微镜、偏光显微镜和读数显微镜等。镜、工具显微镜、偏光显微镜和读数显微镜等。 望远镜望远镜是用来帮助人们观察远处物体，当位于是用来帮助人们观察远处物体，当位于远处物体的

3、细节对眼睛的视角小于人眼的分辨远处物体的细节对眼睛的视角小于人眼的分辨极限时，人们必须借助此仪器才能分辨它。望极限时，人们必须借助此仪器才能分辨它。望远镜有两种基本类型：远镜有两种基本类型：开普勒望远镜开普勒望远镜和和伽利略伽利略望远镜望远镜。开普勒望远镜的目镜和物镜均为正透。开普勒望远镜的目镜和物镜均为正透镜。伽利略望远镜目镜是负透镜（凹透镜），镜。伽利略望远镜目镜是负透镜（凹透镜），而物镜是正透镜。而物镜是正透镜。 第4页/共23页实验目的掌握测定透镜焦距的方法掌握测定透镜焦距的方法掌握光学系统的共轴调节方法掌握光学系统的共轴调节方法通过实验掌握望远镜、显微镜的基本原理通过实验掌握望远镜、

4、显微镜的基本原理 设计组装望远镜及显微镜设计组装望远镜及显微镜测量自组望远镜和显微镜的放大率测量自组望远镜和显微镜的放大率第5页/共23页实验原理凸透镜焦距测定1、平面镜法、平面镜法(自准直法自准直法) fAAoLM平面镜法 透镜沿光轴缓慢透镜沿光轴缓慢移动，当在物上移动，当在物上生成与生成与A等大的等大的倒立实像倒立实像A时，时，物屏与透镜之间物屏与透镜之间和距离即为和距离即为焦距焦距。 第6页/共23页凸透镜焦距测定2、物距像距法fvu111 移动屏得到一个清晰的与物相似的倒立像 第7页/共23页凸透镜焦距测定3、共轭法 fL4LdLf422 第8页/共23页凹透镜焦距测定物体经凹透镜后被

5、发散成物体经凹透镜后被发散成虚像虚像, ,因此需用一凸透镜因此需用一凸透镜作作辅助透镜辅助透镜可成虚物可成虚物, ,再再经凹透镜成实像。测出经凹透镜成实像。测出u u，v,v,代入透镜成像公式即可代入透镜成像公式即可求得凹透镜焦距求得凹透镜焦距f fuvvuf凹第9页/共23页望远镜原理（开普勒型） 物镜和目镜组成，物镜将无限远的物成实像于焦平面，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合，因此目镜将物镜所成的实像放大到无穷远。第10页/共23页望远镜原理（开普勒型）视角放大率理论值：eOOefffyfy/tantan适用条件：物体无穷远适用条件：物体无穷远第11页/共23页eoffl物像共面时的视放

6、大率L L Lyy实像y物距L1FoFoOoOeFeFeOoFoOoFoOoFoOoFoOoFoOoFoFoOoFoOeFeFeOeFeFeOeFeFeOeFeFeOeFe实像yLyLy tan,tan)()(1oeeoTfLfLffyy 第12页/共23页显微镜原理 物体位于物镜（objective）前方，离开物镜的距离大于物镜的焦距，但小于两倍物镜焦距。 经物镜以后，物体形成一个倒立的放大的实像I1。I1靠近目镜（eyepiece）焦点Fe的位置上，再经目镜放大为虚像I2后供眼睛观察。第13页/共23页视角放大率理论值视角放大率理论值)mm(250长度单位eoffeoffL第14页/共23

7、页光学元件的共轴调节 薄透镜成像公式仅在近轴条件下成立薄透镜成像公式仅在近轴条件下成立, ,物距、物距、像距是沿着主光轴计算长度的像距是沿着主光轴计算长度的, ,透镜及各元件的透镜及各元件的主光轴应该重合，并且物体位于透镜的主光轴主光轴应该重合，并且物体位于透镜的主光轴附近。附近。粗调粗调将光源、物体、透镜靠拢，调节它们的将光源、物体、透镜靠拢，调节它们的取向和高低左右位置，凭眼睛观察，使取向和高低左右位置，凭眼睛观察，使它们的中心处在同一直线上它们的中心处在同一直线上细调细调以透镜成像规律为依据，利用共轭以透镜成像规律为依据，利用共轭原理细调原理细调第15页/共23页（1）按图放置物，透镜和

8、像屏，使得）按图放置物，透镜和像屏，使得D4f，然后固定物和像屏，然后固定物和像屏的位置；的位置；（2）当移动透镜到）当移动透镜到O1和和O2两处时，屏上分别得到放大和缩小的两处时，屏上分别得到放大和缩小的像。物点像。物点B处在主光轴上，它的两次成像位置重合于处在主光轴上，它的两次成像位置重合于B处；物点处；物点P如不在主光轴上，它的两次成像位置如不在主光轴上，它的两次成像位置P和和P分开。当分开。当P点在主点在主光轴上方时，放大的像光轴上方时，放大的像P在缩小的像在缩小的像P点的下方。反之，则表点的下方。反之，则表示示P点在主光轴的下方。调节物点的高低，使经过透镜两次成像点在主光轴的下方。调

9、节物点的高低，使经过透镜两次成像的位置重合，即达到了同轴等高。的位置重合，即达到了同轴等高。（3）如果固定物点的位置，调节透镜的高度也可以出现步骤）如果固定物点的位置，调节透镜的高度也可以出现步骤（2）所述的现象，根据观察到的透镜两次成像的位置关系，判）所述的现象，根据观察到的透镜两次成像的位置关系，判断透镜中心是偏高还是偏低，最后将系统调成同轴等高。断透镜中心是偏高还是偏低，最后将系统调成同轴等高。第16页/共23页实验内容自准法测量凸透镜焦距白炽灯光源S白炽灯光源S品字型物像屏P品字型物像屏P待测凸透镜L待测凸透镜L平面发射镜M平面发射镜M第17页/共23页实验内容自组望远镜1.1.标尺3

10、.3.二维架: SZ-07: SZ-075.5.二维架: SZ-07: SZ-077.7.二维平移底座：SZ-02SZ-0276Lo12FoLe3452.2.物镜Lo o: : fo o= 225mm= 225mm4.4.目镜Le e: : fe e= 45mm= 45mm6.6.二维平移底座：SZ-02SZ-02物镜目镜标尺第18页/共23页实验内容自组望远镜1.参照光路图组成望远镜，向3米远处的标尺调焦，使标尺的像清晰可见，并对准两个红色指标间的“E”字(距离为d1=5cm)；2.观察者用一只眼睛观察望远镜视场中标尺的像，另一只眼睛直接注视标尺，在视觉系统获得被望远镜放大的和直观的标尺的叠

11、加像，再测出放大的红色指标内直观标尺的长度d2。3.求出自组望远镜的放大率，并与计算出的放大率作比较。4.改变标尺与望远镜距离重新调节测量。12dd实际第19页/共23页实验内容 自组显微镜1. 小照明光源：SZ-502. 干版架：SZ-123. 分划版：1/10 mm4. 二维架：SZ-075. 物镜Lo： fo o=45 mm6. 二维调节架：SZ-077. 三维调节架：SZ-168. 目镜Le： fe e =29 mm9. 45玻璃架：SZ-4510.升降调节座：SZ-0311.双棱镜架：SZ-419B8LeFe5F0713Lo32M11S1416415M211121024cm12.毫米

12、尺：l=30 mm13.二维平移底座：SZ-0214.二维平移底座：SZ-0215.升降调节座：SZ-0316.通用底座：SZ-0417.白光源：GY-6A第20页/共23页实验内容自组显微镜1.1.按光路图布置各器件，目测调至共轴。2.2.调节光源、微尺、物镜和目镜之间的距离，在显微镜系统中得到清晰的放大的微尺的像。3.3.在目镜之后置一与主光轴成4545角的平玻璃板（半透半反），距此玻璃板25cm25cm处置一白光源照明的毫米尺。4.4.测量显微镜的放大率：通过显微镜能看到微尺的放大像，这个像与半透半反镜所成的标尺的像在同一平面上，从这两个像的大小之比求得显微镜的放大率。5.5.测量物镜与目镜之间的距离，并比较显微镜的测量放大率与计算放大率。第21页/共23页思考题思考题 将望远镜倒转，即以目镜组为物镜，物镜为目镜，可否作为显微镜？会有什么问题？ 将一显微镜倒置使用，会出现什么现象？第22页/共23页感谢您的观看！第23页/共23页