大物实验 光学设计实验

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1、实验注意事项：1、携带必要文具、计算器、文字材料2、根据清单核对仪器，请勿擅自动用其它工作台上物品3、实验过程中如有仪器损坏，及时报告4、得到实验结果，经检查签字后整理仪器5、注意保持室内整洁、安静。实验仪器、桌椅放置整齐，经同意方可离开实验室6、光学表面不能用手触摸、轻拿轻放7、激光光源不可正对眼睛实验要求：1、查阅参考资料，充分理解实验的理论依据和条件2、了解提供的仪器元件工作原理、性能特点、操作规程，确定实验方案，画出光路图3、选择参数适当的仪器元件，进行理论计算4、计划操作过程步骤，考虑操作过程中可能出现的情况及解决办法、注意事

2、项，思考如何提高测量精度5、实测实验进一步熟悉仪器元件构造、工作条件（水平、铅直、工作电压、光照等）、性能特点、操作规程，选择合理的操作程序，观察、分析、记录实验现象，测量记录数据（注意单位、估读）6、尽快粗算数据，及时发现问题，必要时进行补测7、合理处理数据，综合分析现象和数据结果8、写出完整的实验报告包括：实验目标、原理方案（简要文字叙述、公式、光路图）、实验仪器（参数）、内容步骤（调节仪器到待测状态的过程、现象记录、出现的问题及解决）、数据列表、数据处理、实验结果、结果分析、实验总结（收获、体会、意见、建议）、列出参考资料目录（名

3、称、作者、来源）实验室提供的主要器材：溴钨灯（白光）+电源、钠光灯（单色光）+电源+灯架、180mm氦氖激光器+电源+灯架通用底座SZ-05、升降调节座SZ-03、二维平移底座SZ-02透镜架SZ-08（2）、二维透镜架SZ-07（2）、双棱镜架SZ-41带支座标尺SZ-33、微尺分划板（1/5、1/10）、毫米尺（30mm）白屏、干版架SZ-18、45度玻璃架SZ-45延伸架SZ-09透镜（12）焦距mm：4.5、6.2、15；45、50、70、150、190；225、300；34、105光学平台：长1500mm，边宽25mm一、望远

4、镜与显微镜组装望远镜和显微镜是常用的助视光学仪器。望远镜主要用来帮助人们观察远处的目标，显微镜则主要用来帮助人们观察近处的微小物体。它们在天文学、电子学、生物学和医学等领域中都起着重要作用。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，但它们的基本光学系统都是由一个物镜和一个目镜组成。实验目标：1、根据所给仪器组装望远镜、显微镜2、熟悉它们的构造及其放大原理。掌握其调节使用1、设计光路，分别测量放大率2、将测量放大率与理论计算放大率进行比较，分析误差来源。3、了解科学研究的基本过程实验思考问题：（查阅几何光学、工

5、程光学等相关资料）1、如何将各元件调成等高同光轴？2、显微镜放大倍数与哪些因素有关？其镜筒距离改变，放大率如何变化？3、哪些因素限制了显微镜的放大倍数？4、组装显微镜如何选择物镜和目镜？5、组装望远镜如何选择物镜和目镜？6、如何测定望远镜、显微镜放大率？如何消除视差？7、从结构、用途、视角放大率及调焦方法几方面比较望远镜和显微镜异同。例：自组投影仪实验原理：投影光学仪器（幻灯机、投影仪、放大机、放映机）的用途是将待投影物体（透明片上的字或图形）经光源照明后成像在屏幕上以供观看。因此，除要求物像相似、成像清晰外，还要求像足够亮、照度均匀。

6、系统一般由两部分组成：照明系统；成像的投影系统。光源：屏幕上像的照度与光源亮度有关。一般选用亮度大的碘钨灯、溴钨灯、特殊构造白炽灯。聚光镜：照明底片，透镜投影物镜：放大物体透镜焦距选择：决定因素1、投影距离，L2到H的距离，即L2的像距p32、投影仪尺寸D，L1物像距之和，即D=p1+p23、屏幕上像的放大率M=p3/p2由高斯成像公式：1/p3+1/p2=1/f2，M=p3/p2可得f2=p3/（M+1）再由1/p1+1/p2=1/f1，D=p1+p2可得f1=p3/M-（p3/M）2/D可见，已知p3、D、M即可确定f1、f2仪器用

7、具1：溴钨灯S2：聚光透镜L1（f1，=50mm）3：二维架（SZ-07）4：幻灯片P5：干版架（SZ-12）6：放映物镜L2（fo，=190mm）7：三维调节架（SZ-16）8：白屏H（SZ-13）9：三维平移底座（SZ-01）10：二维平移底座（SZ-02）11：升降调节座（SZ-03）12：升降调节座（SZ-03）13：通用底座（SZ-04）Ip1Ip2Ip3I实验内容:1、设计简易投射式投影仪，提出设计方案要求：放大倍数M=4.5，投影距离p3=100cm，光源到投影物镜L2距离D=30cm设计方案内容：（1）画出光学系统原理图

8、，并标出相应尺寸（2）算出聚光镜L1和投影物镜L2焦距f2=p3/(M+1)=1000/(4.5+1)=183mm;f1=p3/M-（p3/M）2/D=57mm2、组装、调节、观测（1）利用实验室现有透镜，