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《望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡放大率的測(cè)定.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡放大率的測(cè)定 望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡放大率的測(cè)定 望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡是最常用的助視光學(xué)儀器，常組合于其它實(shí)驗(yàn)裝置中使用，如光杠桿、測(cè)距顯微鏡、分光儀等。了解它們的構(gòu)造原理并掌握它們的調(diào)節(jié)使用方法，不僅有助于加深理解透鏡的成像規(guī)律，也為正確使用其它光學(xué)儀器打下基礎(chǔ)。 ?、裢h(yuǎn)鏡放大率的測(cè)定 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊 ?、了解望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造原理并掌握其正確使用方法。2、測(cè)定望遠(yuǎn)鏡的放大率?！緦?shí)驗(yàn)原理】 1．光學(xué)儀器的角放大率 望遠(yuǎn)鏡被用于觀測(cè)遠(yuǎn)處的物體，顯微鏡被用于觀測(cè)微小的物體，它們的作用都是將被觀測(cè)物體對(duì)眼睛光心的張角（視角）加以放大。顯然，同一物
2、體對(duì)眼睛所張的視角與物體離眼睛的距離有關(guān)。在一般照明條件下，正常人的眼睛能分辨在明視距離25cm處相距為0.05～ 此時(shí)，這兩點(diǎn)對(duì)眼睛所張的視角約為1′，稱(chēng)為最小分辨角。當(dāng)遠(yuǎn)處物體（或0.07mm的兩點(diǎn)。 微小物體）對(duì)眼睛所張視角小于此最小分辨角時(shí)，眼睛將無(wú)法分辨。因而需借助光學(xué)儀器（如放大鏡、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等）來(lái)增大對(duì)眼睛所張的視角。它們的放大能力可用角放大率m表示，其定義為： m=Y F?tgY F ………………………………(1) 式中F為明視距離處物體對(duì)眼睛所張的視角，Y為通過(guò)光學(xué)儀器觀察時(shí)，在明視距離處的成像對(duì)眼睛所張的視角。
3、由于視角的角度值很小，故在具體計(jì)算是常用它的正切值予以替代。 圖(1)凸透鏡放大的示意圖 以凸透鏡為例，如圖(1)所示：L為凸透鏡，被觀測(cè)物AB長(zhǎng)為y1，距眼睛為D時(shí)，y1對(duì)眼睛的視角為F。當(dāng)物體置于透鏡焦平面以?xún)?nèi)的位置時(shí)，可得放大的虛像A'B'，像長(zhǎng)為y2。 調(diào)整物距u，使像到眼睛的距離為明視距離D，對(duì)眼睛所張的視角為Y。則此凸透鏡的放大率為: y2y1 tgYDDu ……………(2)m==== y1y1tgFuDD 當(dāng)透鏡焦距較?。磚?f）時(shí)，則 m?Df=25f…………………………(3) 由上式可見(jiàn)，減小凸透鏡的焦距
4、可以增大它的放大率。凸透鏡是最簡(jiǎn)單的放大鏡。式（3）就表示放大鏡的放大率。由于單透鏡存在像差，它的放大率一般在3倍（3′）以下。為提高其放大率并保持較好的成像質(zhì)量，常由幾塊透鏡組成復(fù)合放大鏡。復(fù)合放大鏡的放大率仍由式（3）計(jì)算，式中f代表透鏡組的焦距，其放大率可達(dá)20′?！ ?．望遠(yuǎn)鏡放大率的測(cè)定 望遠(yuǎn)鏡可以用來(lái)觀測(cè)遠(yuǎn)處的物體。最簡(jiǎn)單的望遠(yuǎn)鏡由兩個(gè)凸透鏡組成，其中焦距較長(zhǎng)的透鏡為物鏡。由于被觀測(cè)物體離物鏡的距離遠(yuǎn)大于物鏡的焦距（u>2f），通過(guò)物鏡的作用后，將在物鏡的后焦面附近形成一個(gè)倒立的實(shí)像。此實(shí)像雖然較原像小，但是與原物體相比，卻大大地接近
5、了眼睛，因而增大了視角。然后通過(guò)目鏡將它放大。由目鏡所成的像可在明視距離到無(wú)限遠(yuǎn)之間的任何位置上?！ ⊥h(yuǎn)鏡的放大率定義為最后的虛像對(duì)目鏡所張視角與物體在實(shí)際位置所張視角之比。但由于物距遠(yuǎn)比望遠(yuǎn)鏡筒的長(zhǎng)度大得多，它對(duì)眼睛或目鏡所張視角實(shí)際上和它對(duì)物鏡所張視角是一樣的。如圖（2）所示，圖中Lo為物鏡，其焦距為fo；Le為目鏡，其焦距為fe。當(dāng)觀測(cè)無(wú)限遠(yuǎn)的物體（u>￥）時(shí)，物鏡的焦平面和目鏡的焦平面重合，物體通過(guò)物鏡成像在它的后焦面上，同時(shí)也處于目鏡的前焦面上，因而通過(guò)目鏡觀察時(shí)，成像于無(wú)限遠(yuǎn)。此時(shí)望遠(yuǎn)鏡的放大率可由圖（2）得出 m=Y/F?tgY/
6、tgF=(y2/fe)/(y2/fo)=fo/fe……………（4）由此可見(jiàn)，望遠(yuǎn)鏡的放大率m等于物鏡和目鏡焦距之比。若要提高望遠(yuǎn)鏡的放大率，可增大物鏡的焦距或減小目鏡的焦距?！ D（2）簡(jiǎn)單望遠(yuǎn)鏡的光路圖 當(dāng)用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)近處物體時(shí)，其成像的光路圖可用圖(3）來(lái)表示。圖中u1,v1和u2,v2分別為透鏡Lo和Le成像時(shí)的物距和像距，Δ是物鏡和目鏡焦點(diǎn)之間的距離，即光學(xué)間隔（在實(shí)用望遠(yuǎn)鏡中是一個(gè)不為零的小數(shù)量）。由圖（3）可得 圖(3)觀察近處物體時(shí)望遠(yuǎn)鏡的光路圖 tgY=A'B'/O'B'=y2/u2tgF= ABO'B = y1
7、 u1+u2+v1 = y2u1 v1(u1+u2+v1) (Qy1/u1=y2/v1) 因此，觀察近處物體時(shí)望遠(yuǎn)鏡的放大率為 v(u+u2+v1)YtgY ?=11m=……………………（5）FtgFu1u2在滿(mǎn)足近軸光線和薄透鏡的條件下，利用透鏡的成像公式可得 v1= fou1u1-fo fev2v2+fe u2= 為了把放大的虛像y3與物體y1直接比較，必須使y1和y3處在同一平面內(nèi)，即要求 v2=u1+u2+v1。同時(shí)由于望遠(yuǎn)鏡鏡筒長(zhǎng)度l=v1+u2，則可得m= v1v2u1u2 =( u1+l+fe
8、u1-fo )fofe ……………………（6） 在測(cè)出fo，fe，l和u1后，由式（6）可算出望遠(yuǎn)鏡的放大率。顯然，
