助视仪放大率测量实验题目

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1、实验题目助视仪器放大率测量【实验目的】1、熟悉显微镜和望远镜的构造及其放大原理.2、学会测定显微镜和望远镜放大率的方法.3、掌握显微镜的正确使用方法,并学会利用显微镜测定微小长度.【实验仪器】1、生物显微镜一台(XSP-16A).2、低倍望远镜一只.3、可调单缝(附铁架).4、石英标准尺.5、光源(台灯).6、读数显微镜一台(JXD-BbNO.005150).7、测微目镜(附铁架).8、待测样品(光刻板、光栅波片).【实验原理】肉眼通常无法分辨远处物体的细节及近处的微小物体.在一般照明情况下,正常人的眼睛只能分辨在明视距离处相距大于的两个光点,也就是只能分辨对于人眼球中心的张角大于

2、的两个点.物体或物体所成的像对人眼所张的角度称为视角.如果两光点间距小于或视角小于,则肉眼是无法分辨的,我们把这个极限称为人眼的分辨本领.观察远处物体的细节和微小物的最简单的方法是扩大视角,显微镜、望远镜、目镜等就是这类扩大人眼视角的助视光学仪器.显微镜、望远镜、目镜等是帮助人眼观察的助视光学仪器,观察者是以对助视光学仪器像空间的观察代替物空间的观察,所以观察像并不一定比原物大,但增大了视角.线状物通过助视光学仪器然后在视网膜上所成的像长度为.直接将此线状物放在通过助视光学仪器所观察到像的位置,然后通过眼睛直接观察,此线状物在视网膜上所成的像长度为,那么与的比值称为助视光学仪器的放

3、大率.通常助视光学仪器的放大率也可认为是两视角的比值.1、显微镜的放大原理显微镜是观察微小物体的光学仪器,由物镜和目镜构成,一般物镜焦距很短,目镜焦距较长,具有较大的光学间隔.显微镜成像的基本光路图如右.如图,位于显微镜物方焦点外的微小物,通过物镜形成一个放大倒立的实像.位于显微镜目镜的一倍焦距以内,通过目镜形成一个正立放大的虚像.也就是人眼观察的微小物体经过显微镜系统放大后,在明视距离上得到一个倒立放大的虚像.显微镜的放大率(亦即视角显微镜成像的基本光路图放大率)为上式可化为式中,,为目镜的放大倍数;,为物镜的放大倍数.即从上式可知,显微镜的放大倍率即为目镜放大倍率与物镜放大倍率

4、的乘积.2、望远镜的放大原理望远镜是用来远距离目标的助视光学仪器,常见的望远镜有开普勒望远镜和伽利略望远镜两类.开普勒望远镜中的目镜和物镜均为凸透镜;伽利略望远镜的目镜使凹透镜,而物镜是凸透镜.在计量仪器中常用的是开普勒望远镜.如右图,上下分别为开普勒型及伽利略型望远镜的原理图.现以开普勒望远镜来说明望远镜的原理.望远镜也是由物镜和目镜构成,物镜焦距较长开普勒望远镜原理图而目镜焦距较短.光学间隔为.无穷远处的物体经过物镜后成倒立缩小的实像于物镜的像方焦平面上,同时也处于目镜的物方焦平面上,经目镜成像于无限远处.在这种情况下,望远镜的放大伽利略望远镜原理图率为由上式可知,在观察无限远

5、处物体时望远镜的放大倍率为物镜和目镜的焦距之比.在通常情况下,望远镜所观察的物体并非无限远.如右图.有限远处的物体经物镜形成一个倒立缩小的实像于目镜的物方焦平面附近,而又经过目镜成像为.像远比实物小,但是靠观察有限远物体时望远镜的光路图近了观察者,放大了视角.望远镜的作用是把远处的物体”拉近”其光路.该望远镜的放大率为式中,,,则上式可化为由上式可知,观察有限远物体时,望远镜的放大倍率仍为物镜和目镜的焦距之比.3、目镜的放大原理目镜是将光学系统中物镜所成像放大后供眼睛观察的光学部件.目镜是放大视角的仪器,是望远镜、显微镜等目视光学仪器的组成部分.目镜通常由不相接触的两个薄透镜组成,

6、面向物体的透镜称为场镜,靠近眼睛的透镜称为视镜.目镜的种类很多,如惠更斯目镜、拉姆斯登目镜、凯尔纳目镜、阿贝无畸变目镜、爱勒弗广角目镜、普罗素目镜、Nagler目镜等.惠更斯目镜由两个同种玻璃的平凸透镜组成,两透镜的凸面均向着物镜.场镜的焦距等于视镜焦距的3倍,两者之间的距离等于视镜焦距的2倍.如右图为惠更斯目镜的原理图.拉姆斯登目镜由两个焦距相等的平凸透镜组成,两个凸面相对,两者间距等于焦距的.拉姆惠更斯目镜原理图斯登目镜的球差,轴向色差和畸变等均小于惠更斯目镜,但垂轴色差较大.拉姆斯登目镜的工作原理图如左.拉姆斯登目镜原理图目镜的种类繁多,下面不在赘述.4、助视光学仪器放大率的

7、测量①显微镜放大率的测量本次实验对于生物显微镜放大率的测量,采用了目测法.主体做法是将石英标准尺放置于显微镜的载物台上,通过测微目镜测量出标准尺上相邻的两条刻线宽度并与标准尺实际值进行对比,以测出显微镜的放大倍率.②望远镜放大率的测量将望远镜对准无限远调焦后,望远镜镜筒的长度即为物镜与目镜的焦距之和.将调焦后的望远镜物镜卸下,在物镜的位置放置一长度为的狭缝,然望远镜放大率测量后在距离目镜处得到狭缝经目镜所成的实像通过移测目镜测量其像的长度为,根据透镜成像公式有联立二式