1、.哈勃望遠(yuǎn)鏡哈勃望遠(yuǎn)鏡.n人眼無法分辨極遠(yuǎn)處細(xì)微的物體細(xì)節(jié)，在一般照人眼無法分辨極遠(yuǎn)處細(xì)微的物體細(xì)節(jié)，在一般照明情況下，正常人的眼睛在明情況下，正常人的眼睛在明視距離明視距離（25cm25cm）能分辨相距約能分辨相距約0.05mm0.05mm的兩個(gè)光點(diǎn)。當(dāng)兩光點(diǎn)間的兩個(gè)光點(diǎn)。當(dāng)兩光點(diǎn)間距小于距小于0.05mm0.05mm時(shí)，即無法分辨，我們把這個(gè)極時(shí)，即無法分辨，我們把這個(gè)極限稱為人眼的限稱為人眼的分辨本領(lǐng)分辨本領(lǐng)，這時(shí)兩光點(diǎn)對(duì)人眼球中，這時(shí)兩光點(diǎn)對(duì)人眼球中心的張角約為心的張角約為11，這張角稱為，這張角稱為視角視角。觀察物體。觀察物體要想能分辨細(xì)節(jié)，最簡單的方法是使視角擴(kuò)大，要想能分辨細(xì)節(jié)，

2、最簡單的方法是使視角擴(kuò)大，顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡就是為擴(kuò)大人眼視角的助視光學(xué)顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡就是為擴(kuò)大人眼視角的助視光學(xué)儀器。儀器。背景知識(shí)背景知識(shí).n顯微鏡顯微鏡是用來觀察和測(cè)量有限遠(yuǎn)微小目標(biāo)的工具。是用來觀察和測(cè)量有限遠(yuǎn)微小目標(biāo)的工具。光學(xué)顯微鏡根據(jù)具體用途可分為許多種類，在實(shí)光學(xué)顯微鏡根據(jù)具體用途可分為許多種類，在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常遇到的是生物顯微鏡、體視顯微鏡、工驗(yàn)中經(jīng)常遇到的是生物顯微鏡、體視顯微鏡、工具顯微鏡、偏光顯微鏡和讀數(shù)顯微鏡等。具顯微鏡、偏光顯微鏡和讀數(shù)顯微鏡等。n望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡是用來幫助人們觀察遠(yuǎn)處物體，當(dāng)位于遠(yuǎn)是用來幫助人們觀察遠(yuǎn)處物體，當(dāng)位于遠(yuǎn)處物體的細(xì)節(jié)對(duì)眼睛的視角小于人眼的分辨極限處

3、物體的細(xì)節(jié)對(duì)眼睛的視角小于人眼的分辨極限時(shí)，人們必須借助此儀器才能分辨它。望遠(yuǎn)鏡有時(shí)，人們必須借助此儀器才能分辨它。望遠(yuǎn)鏡有兩種基本類型：兩種基本類型：開普勒望遠(yuǎn)鏡開普勒望遠(yuǎn)鏡和和伽利略望遠(yuǎn)鏡伽利略望遠(yuǎn)鏡。開普勒望遠(yuǎn)鏡的目鏡和物鏡均為正透鏡。伽利略開普勒望遠(yuǎn)鏡的目鏡和物鏡均為正透鏡。伽利略望遠(yuǎn)鏡目鏡是負(fù)透鏡（凹透鏡），而物鏡是正透望遠(yuǎn)鏡目鏡是負(fù)透鏡（凹透鏡），而物鏡是正透鏡。鏡。 背景知識(shí)背景知識(shí).實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膎通過實(shí)驗(yàn)掌握望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡的基本原理通過實(shí)驗(yàn)掌握望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡的基本原理 n設(shè)計(jì)組裝望遠(yuǎn)鏡及顯微鏡設(shè)計(jì)組裝望遠(yuǎn)鏡及顯微鏡n測(cè)量自組望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的放大率測(cè)量自組望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的放大

4、率.望遠(yuǎn)鏡原理（開普勒型）望遠(yuǎn)鏡原理（開普勒型）n物鏡和目鏡組成，物鏡將無限遠(yuǎn)的物成實(shí)像于焦物鏡和目鏡組成，物鏡將無限遠(yuǎn)的物成實(shí)像于焦平面，物鏡的像方焦點(diǎn)與目鏡的物方焦點(diǎn)重合，平面，物鏡的像方焦點(diǎn)與目鏡的物方焦點(diǎn)重合，因此目鏡將物鏡所成的實(shí)像放大到無窮遠(yuǎn)。因此目鏡將物鏡所成的實(shí)像放大到無窮遠(yuǎn)。.望遠(yuǎn)鏡原理（開普勒型）望遠(yuǎn)鏡原理（開普勒型）視角放大率理論值：視角放大率理論值：2112/tantanfffyfy適用條件：物體無窮遠(yuǎn)適用條件：物體無窮遠(yuǎn).eoffl物像共面時(shí)的視放大率L L Lyy實(shí)像y物距L1FoFoOoOeFeFeOoFoOoFoOoFoOoFoOoFoOoFoFoOoFoOeF

5、eFeOeFeFeOeFeFeOeFeFeOeFe實(shí)像yLyLy tan,tan)()(1oeeoTfLfLffyy .)()(1oeeofLfLffyy 理yy 實(shí)L11 m1.5 m2.0 mL理理yy實(shí)實(shí)fo =225 mmfe = 45 mm.顯微鏡原理顯微鏡原理n物體位于物鏡（物體位于物鏡（objective）前方，離開物鏡的距離）前方，離開物鏡的距離大于物鏡的焦距，但小于兩倍物鏡焦距。大于物鏡的焦距，但小于兩倍物鏡焦距。n經(jīng)物鏡以后，物體形成一個(gè)倒立的放大的實(shí)像經(jīng)物鏡以后，物體形成一個(gè)倒立的放大的實(shí)像I1。I1靠近目鏡（靠近目鏡（eyepiece）焦點(diǎn)）焦點(diǎn)Fe的位置上，再經(jīng)目鏡放

6、的位置上，再經(jīng)目鏡放大為虛像大為虛像I2后供眼睛觀察。后供眼睛觀察。.視角放大率理論值視角放大率理論值)mm(250長度單位eoffeoffL.L理理yy實(shí)實(shí)eoff250理eoffLL = 240 mmy= 30 mmy = ?yy 實(shí)fo = 45 mmfe = 34 mm.光學(xué)元件的共軸調(diào)節(jié)光學(xué)元件的共軸調(diào)節(jié) 薄透鏡成像公式僅在近軸條件下成立薄透鏡成像公式僅在近軸條件下成立, ,物距、像距物距、像距是沿著主光軸計(jì)算長度的是沿著主光軸計(jì)算長度的, ,透鏡及各元件的主光透鏡及各元件的主光軸應(yīng)該重合，并且物體位于透鏡的主光軸附近。軸應(yīng)該重合，并且物體位于透鏡的主光軸附近。粗調(diào)粗調(diào)將光源、物體、

7、透鏡靠攏，調(diào)節(jié)它們的將光源、物體、透鏡靠攏，調(diào)節(jié)它們的取向和高低左右位置，憑眼睛觀察，使取向和高低左右位置，憑眼睛觀察，使它們的中心處在同一直線上它們的中心處在同一直線上細(xì)調(diào)細(xì)調(diào)以透鏡成像規(guī)律為依據(jù)，利用共軛以透鏡成像規(guī)律為依據(jù)，利用共軛原理細(xì)調(diào)原理細(xì)調(diào).如果物的中心偏離透鏡的光軸如果物的中心偏離透鏡的光軸, ,則兩次成像的放大像和縮小則兩次成像的放大像和縮小像的中心不重合像的中心不重合, ,若放大像的中心高于縮小像的中心若放大像的中心高于縮小像的中心, ,說明物說明物的中心低于主光軸的中心低于主光軸, ,以縮小像的中心為目標(biāo)以縮小像的中心為目標(biāo), ,調(diào)節(jié)透鏡或物的調(diào)節(jié)透鏡或物的上下位置上下位

8、置, ,逐漸使放大像的中心與縮小像的中心重合逐漸使放大像的中心與縮小像的中心重合. .多個(gè)透多個(gè)透鏡的光學(xué)系統(tǒng)鏡的光學(xué)系統(tǒng), ,先調(diào)節(jié)好與一個(gè)透鏡光軸重合的共軸先調(diào)節(jié)好與一個(gè)透鏡光軸重合的共軸, ,再逐個(gè)再逐個(gè)加入其余透鏡加入其余透鏡, ,直到所有光學(xué)元件共軸為止直到所有光學(xué)元件共軸為止.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容n自組望遠(yuǎn)鏡自組望遠(yuǎn)鏡標(biāo)尺標(biāo)尺二維架二維架: SZ-07: SZ-07二維架二維架: SZ-07: SZ-071.1.二維平移底座：二維平移底座：SZ-02SZ-0276Lo12FoLe345物鏡物鏡Lo o: : fo o= 225mm= 225mm目鏡目鏡Le e: : fe e= 45m

9、m= 45mm二維平移底座：二維平移底座：SZ-02SZ-02物鏡物鏡目鏡目鏡標(biāo)尺標(biāo)尺.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容n自組望遠(yuǎn)鏡自組望遠(yuǎn)鏡n參照光路圖組成望遠(yuǎn)鏡，向參照光路圖組成望遠(yuǎn)鏡，向3米遠(yuǎn)處的標(biāo)尺調(diào)焦，使米遠(yuǎn)處的標(biāo)尺調(diào)焦，使標(biāo)尺的像清晰可見，并對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)紅色指標(biāo)間的標(biāo)尺的像清晰可見，并對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)紅色指標(biāo)間的“E”字字(距離為距離為d1=5cm)；n觀察者用一只眼睛觀察望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)中標(biāo)尺的像，另觀察者用一只眼睛觀察望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)中標(biāo)尺的像，另一只眼睛直接注視標(biāo)尺，在一只眼睛直接注視標(biāo)尺，在視覺系統(tǒng)獲得被望遠(yuǎn)鏡視覺系統(tǒng)獲得被望遠(yuǎn)鏡放大的和直觀的標(biāo)尺的疊加像放大的和直觀的標(biāo)尺的疊加像，再測(cè)出放大的紅色，再測(cè)出放大的

10、紅色指標(biāo)內(nèi)直觀標(biāo)尺的長度指標(biāo)內(nèi)直觀標(biāo)尺的長度d2。n求出自組望遠(yuǎn)鏡的放大率，并與計(jì)算出的放大率作求出自組望遠(yuǎn)鏡的放大率，并與計(jì)算出的放大率作比較。比較。1.改變標(biāo)尺與望遠(yuǎn)鏡距離重新調(diào)節(jié)測(cè)量。改變標(biāo)尺與望遠(yuǎn)鏡距離重新調(diào)節(jié)測(cè)量。12dd實(shí)際.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容n自組顯微鏡自組顯微鏡 小照明光源：小照明光源：SZ-50 干版架：干版架：SZ-12 分劃版：分劃版：1/10 mm 二維架：二維架：SZ-07 物鏡物鏡Lo： fo o=45 mm 二維調(diào)節(jié)架：二維調(diào)節(jié)架：SZ-07 三維調(diào)節(jié)架：三維調(diào)節(jié)架：SZ-16 目鏡目鏡Le： fe e =29 mm 45玻璃架：玻璃架：SZ-45 升降調(diào)節(jié)座：升降

11、調(diào)節(jié)座：SZ-03 雙棱鏡架：雙棱鏡架：SZ-419B8LeFe5F0713Lo32M11S1416415M211121024cm 毫米尺：毫米尺：l=30 mm 二維平移底座：二維平移底座：SZ-02 二維平移底座：二維平移底座：SZ-02 升降調(diào)節(jié)座：升降調(diào)節(jié)座：SZ-03 通用底座：通用底座：SZ-04 白光源：白光源：GY-6A.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容n自組顯微鏡自組顯微鏡n按光路圖布置各器件，目測(cè)調(diào)至共軸。按光路圖布置各器件，目測(cè)調(diào)至共軸。n調(diào)節(jié)光源、微尺、物鏡和目鏡之間的距離，在調(diào)節(jié)光源、微尺、物鏡和目鏡之間的距離，在顯微鏡系統(tǒng)中得到清晰的放大的微尺的像。顯微鏡系統(tǒng)中得到清晰的放大的微尺的像。n在目鏡之后置一與主光軸成在目鏡之后置一與主光軸成4545角的平玻璃板角的平玻璃板（半透半反），距此玻璃板（半透半反），距此玻璃板25cm25cm處置一白光源處置一白光源照明的毫米尺。照明的毫米尺。n測(cè)量顯微鏡的放大率：通過顯微鏡能看到微尺測(cè)量顯微