1望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡驗(yàn)報(bào)告BME8鮑小凡15【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹科涫褂梅椒ǎ?3)進(jìn)一步熟悉透鏡成像規(guī)律?！緦?shí)驗(yàn)原理】一、望遠(yuǎn)鏡的基本光學(xué)系統(tǒng)無(wú)窮遠(yuǎn)處物體發(fā)出的光經(jīng)物鏡后在物鏡焦平面上成一倒立縮小的實(shí)像，再利用目鏡將此實(shí)像成像于無(wú)窮遠(yuǎn)處，使視角增大，利于使用望遠(yuǎn)鏡時(shí)，應(yīng)先調(diào)目鏡，看清分劃板，再調(diào)鏡筒長(zhǎng)度。使被觀察物清晰可見(jiàn)并與分劃板叉絲無(wú)視差(中間像落在分劃板平面2記目視物體直接對(duì)人眼的張角為3,則視放大率:tan■tanco'rtan■tan,tan，'fo'fefe'「fo'1e實(shí)際測(cè)量望遠(yuǎn)鏡無(wú)焦系統(tǒng)的視放大率時(shí)，利用圖二所示的光路圖。當(dāng)物y較近時(shí)，即物距:??fe'時(shí)，物鏡所成的像會(huì)位于Oe右側(cè)(實(shí)像)或左側(cè)(虛像)，經(jīng)目鏡后，即成縮小的實(shí)像y','于是視放大率:的視放大率。望遠(yuǎn)鏡的視放大率可以通過(guò)移動(dòng)目鏡把像y'推遠(yuǎn)到與物y在一個(gè)y''y''Ltan'L3y''fo'Lfe'yfe'Li-fo'的基本光學(xué)系統(tǒng)顯微鏡的物鏡、目鏡都是會(huì)聚透鏡，位于物鏡物方焦點(diǎn)外側(cè)附近的微小物體經(jīng)物鏡放大后先成一放大的實(shí)像，此實(shí)像再經(jīng)目鏡成像于無(wú)窮遠(yuǎn)處，這兩次放大都使得視角增大。為了適于觀察近處的物體，顯微鏡的焦距都很短。使用時(shí)需先進(jìn)行視度調(diào)節(jié)使分劃板叉絲的像位于人眼明視距離處，再調(diào)焦使被觀察物清晰可見(jiàn)并與分劃板叉絲的像無(wú)視差。顯微鏡的視放大率定義為像對(duì)人眼的張角的正切和物在明視距離D=250伽處時(shí)直接對(duì)人眼的張角的正二y'fe'_Dy'_D「yDfe'yfe'f0'0-4短，光學(xué)間隔越大，顯微鏡的放大倍數(shù)越大。當(dāng)顯微鏡成虛像于距目鏡為yT'yT''fe'y“I”fe'y'Dy'I'勺位置上，而人眼在目鏡后焦點(diǎn)處觀察時(shí)(如圖五)==7p°=y'/y=心/fo'。這時(shí)視放大率的測(cè)量可通過(guò)一個(gè)與主光軸成45度的半透半反鏡把一帶小燈的標(biāo)尺成虛像至顯微鏡的像平面，直接比較測(cè)量像長(zhǎng)y''即可得出視放大3、測(cè)量顯微鏡它由線放大率由為固定值的物鏡和測(cè)微目鏡組成。使用時(shí)調(diào)整測(cè)量顯微鏡位置使得成像在叉絲平面上,則像的實(shí)際大小為測(cè)微目鏡測(cè)量值除以％。【實(shí)驗(yàn)儀器】望遠(yuǎn)鏡實(shí)驗(yàn):物鏡i件，目鏡i件，測(cè)量顯微鏡1件(物鏡線放大率00=1.000),豎直標(biāo)尺1件(分格件，玻璃標(biāo)尺1件(分格值0.20mm),帶小燈毫米標(biāo)尺自己組裝望遠(yuǎn)鏡。并測(cè)量其視放大率。測(cè)量物距為離望遠(yuǎn)鏡物鏡65.00cm且物像共面時(shí)的視放大率。5實(shí)驗(yàn)中用日光燈照亮豎直標(biāo)尺作為望遠(yuǎn)鏡的物”并作共軸調(diào)節(jié)，使物標(biāo)尺上的十字焦點(diǎn)與透鏡LLo共軸，且該軸與光具座導(dǎo)軌平行。 (1)望遠(yuǎn)鏡無(wú)焦系統(tǒng)的視放大率即透鏡間距=f0fe，用測(cè)量顯微鏡測(cè)出豎直標(biāo)尺上3小格(15.0mm)經(jīng)望遠(yuǎn)鏡所成像的大小y”。重y"，計(jì)算視放大率，比較實(shí)驗(yàn)值與理論值，計(jì)算相對(duì)偏差。(2)測(cè)量物距為離望遠(yuǎn)鏡物鏡65.00cm且物像共面時(shí)的視放大率。移動(dòng)目鏡，使從目鏡中能看到豎直標(biāo)尺的像，一眼從外直接觀察豎直標(biāo)尺，另一眼看標(biāo)尺的像，一邊輕輕晃動(dòng)眼睛，一邊緩慢移動(dòng)目鏡位置，使標(biāo)尺與其像之間基本沒(méi)有視差。測(cè)出與標(biāo)尺像上n格所對(duì)應(yīng)的標(biāo)尺上的m格，最后求出視放大率的平均值，并比較實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值，計(jì)算相對(duì)偏差。二、顯微鏡實(shí)驗(yàn)微鏡。并實(shí)際測(cè)量該顯微鏡的視放大率。(1)設(shè)計(jì)、計(jì)算物鏡與目鏡間距。求出中間像y"距物鏡、目鏡的間距q0,pe，可得出丨=q0?pe。楚此綠色標(biāo)尺的像。測(cè)量視放大率時(shí)可參照?qǐng)D6裝配儀器。使通過(guò)P同時(shí)看到的毫米標(biāo)尺AB的像和玻璃視放大率，并與設(shè)計(jì)值比較，計(jì)算相對(duì)偏差。oJh彳：111ii16【數(shù)據(jù)處理和誤差分析】用綠色刻尺(每格0.20mm)作為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定測(cè)量顯微鏡，測(cè)量顯微鏡編號(hào)13ymmymm，顯微鏡物鏡放大率％=0.9252、望遠(yuǎn)鏡實(shí)驗(yàn)物鏡編號(hào)10，物鏡焦距fo'=15.44cm，目鏡編號(hào)04，目鏡焦距fe'=3.14cm測(cè)量顯微鏡位置=149.55cm。測(cè)量序號(hào)mm先做共軸調(diào)節(jié)，用日光燈照亮豎直標(biāo)尺作為望遠(yuǎn)鏡的具座的導(dǎo)軌平行。通過(guò)測(cè)無(wú)焦系統(tǒng)的橫向放大率來(lái)測(cè)望遠(yuǎn)鏡的放大率(12物”使物標(biāo)尺上的十字交點(diǎn)與透鏡L1=65cm)使透鏡間距為fo'3測(cè)出豎直標(biāo)尺上“E”高經(jīng)望遠(yuǎn)鏡后所成像的大小y','重復(fù)測(cè)量三次取平均值戶'，計(jì)算出視放大率，并比較實(shí)驗(yàn)值與理論值，計(jì)7o=2.799mm,E字高y=12.70mm，實(shí)驗(yàn)值4.537，理論值]丁=fo'/fe'=4.917。實(shí)驗(yàn)值與理論值o相對(duì)偏差=_7.728%___。實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為％=1.000計(jì)算。=導(dǎo)：考慮30.925。=yyii5二i3T252.799/0.925=4.197f*f*Ie空=4.9173.14T-T3、望遠(yuǎn)鏡物像共面時(shí)的視放大率4.917-4.197 4.917100%=9.6%測(cè)測(cè)量序號(hào)r311121l237.88.3)=8.18ff計(jì)算：由幾何關(guān)系得到(厶為(厶為y■與Lo的距離)LioLi屯(L屯(Lfe)理論yyy理論--f°)yyy仁fe(L^f0)3.14(65-15.44)實(shí)驗(yàn)值與理論值相對(duì)偏差TT理論TT理論3、顯微鏡實(shí)驗(yàn)物鏡編號(hào)_11_，fo'=4.83cm，目鏡編號(hào)04y''y''y'Dq。一f?！痽yyffeff軌y''DD—fe'y'fe'ee100%=7.8%利用所提供條件及物鏡目鏡焦距設(shè)計(jì)、計(jì)算物鏡與I fecm -Mfe'f?！疍fe'2ffe'2fe'-Dfe'9(2)物桿位置112.55cm，物鏡位置Lo=120.00cm，目鏡Le=139.70cm，半透半反鏡位置=145.80cm,則半透半反鏡與目鏡間距標(biāo)尺位置X=s+I''27.69cmscmIf=D=21.86cm，則T=0.2mm,t=1.0mm測(cè)量序號(hào)帶小燈的標(biāo)尺格數(shù)nr=mt/nT-M=19.7,測(cè)量值與理論值相對(duì)偏差誤差分析1822334(1)讀數(shù)時(shí)的誤差。由于光學(xué)實(shí)驗(yàn)容易使眼睛產(chǎn)生疲勞，而且比如測(cè)物像共面的視放大率時(shí)需要兩眼分別觀察望遠(yuǎn)鏡內(nèi)、外，讀數(shù)比較困難，因此讀數(shù)誤差應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)中的主要誤差。(2)儀器誤差。比如標(biāo)尺的分度值是0.5cm，限制了讀數(shù)的準(zhǔn)確性。(3)利用計(jì)算近似結(jié)果組裝顯微鏡會(huì)造成誤差。(4)目鏡的共軸調(diào)節(jié)只采取了粗調(diào)會(huì)造成誤差?！舅伎碱}解答】f*T答：由前面分析可知，對(duì)于無(wú)焦系統(tǒng)-T物像共面時(shí)的視放大率,前面相應(yīng)光路圖中也能看出。上(L弋)2、本實(shí)驗(yàn)中使用的測(cè)量顯微鏡物鏡的線放大率為0改變物距，視放大率不變。fef從1.000倍，目鏡的視放大率約為10倍，用它測(cè)量像高y答：因?yàn)橐暦糯箸R內(nèi)的主尺也被放大了同樣的倍數(shù)，即通過(guò)該目鏡測(cè)得的數(shù)(實(shí)際標(biāo)尺)相y的刻度與實(shí)際測(cè)得的y刻度3、如何利用平行光管將望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦到無(wú)窮遠(yuǎn)，使物鏡的像方焦點(diǎn)和目鏡的物方焦點(diǎn)重合(假定目鏡、物鏡的焦距未知或欠準(zhǔn))？LoLoPP出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)，記下和Fe重合，即Lo和Le組成無(wú)焦系統(tǒng)。4望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡結(jié)構(gòu)和使用上有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？(顯微鏡和開普勒望遠(yuǎn)鏡都是用凸透鏡做物鏡。)顯微y不同點(diǎn)：顯微鏡物鏡的焦距很短，目鏡焦距要比物鏡焦距稍長(zhǎng)，兩鏡間距離可調(diào)節(jié)，望遠(yuǎn)鏡物鏡焦距較長(zhǎng)，目鏡焦距較短。顯微鏡物距大于物鏡焦距并小于物鏡二倍焦距，物經(jīng)物鏡成一個(gè)倒立放大的實(shí)像；望遠(yuǎn)鏡物鏡的后焦點(diǎn)與目鏡的前焦點(diǎn)重合，物距大于物鏡二倍焦距，物經(jīng)物鏡在物鏡焦點(diǎn)附近成一個(gè)倒立縮小的實(shí)像。另外，有的望遠(yuǎn)鏡(如伽利略望遠(yuǎn)鏡)物鏡是凹透鏡，有的望遠(yuǎn)鏡(如牛相同點(diǎn)：顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡都可以增大觀察者的視角。不同點(diǎn)：顯微鏡用來(lái)觀察近處看不清的細(xì)微物體或物體的細(xì)微部分，望遠(yuǎn)鏡用來(lái)觀察遠(yuǎn)處看不清的大物體?！究偨Y(jié)與反思】不占用實(shí)驗(yàn)的時(shí)間推導(dǎo)公式，因而提高了實(shí)驗(yàn)的效率，確保實(shí)驗(yàn)?zāi)墚?dāng)堂完成。所以說(shuō)實(shí)驗(yàn)前的充分預(yù)習(xí)是十分必要的2、這次實(shí)驗(yàn)儀器調(diào)節(jié)極其需要耐心，讀數(shù)極其需要細(xì)心。實(shí)驗(yàn)過(guò)程培養(yǎng)了動(dòng)手能力和認(rèn)真的態(tài)度。今天做的實(shí)驗(yàn)對(duì)眼睛的要求也是很高的，在實(shí)驗(yàn)技巧性上比起其它實(shí)驗(yàn)也要強(qiáng)，做起來(lái)比較辛苦，所用的時(shí)間也比較長(zhǎng)，需要一定程度的熟練使用光學(xué)儀器才能提高實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)效率。3、實(shí)驗(yàn)中需要自己推到一些公式，鍛煉了分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。而且，本實(shí)驗(yàn)中具有自己設(shè)計(jì)儀器并加以驗(yàn)證的環(huán)節(jié)，具有探索性，十分有趣，也啟發(fā)我們進(jìn)行了分析和思考，收獲很大。最后，謝謝老師的悉心指導(dǎo)，幫助我們順利完成了本學(xué)期最后一次大物實(shí)【原始數(shù)據(jù)記錄表格】用綠色刻尺(每格0.20mm)作為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定測(cè)量顯微鏡，測(cè)量顯微鏡編號(hào)__________________________標(biāo)準(zhǔn)物y=______mm(10格)，像y'__________，顯微鏡物鏡放大率3o=____________2、望遠(yuǎn)鏡實(shí)驗(yàn)物鏡編號(hào)_，物鏡焦距f?！痏_______________，目鏡編號(hào)____________，目鏡焦距fe'__________物屏位置_____________，物鏡位置Lo=___________，目鏡位置Le=___________,測(cè)量顯微鏡位置=____________。3測(cè)量序號(hào)123mm=______,E字高y___________，實(shí)驗(yàn)值______________，理論值-^=fo'/fe'=____________值相對(duì)偏差=________________。3、望遠(yuǎn)鏡物像共面時(shí)的視放大率測(cè)量序號(hào)r4、顯微鏡實(shí)驗(yàn)(1)利用所提供條件及物鏡目鏡焦距，設(shè)計(jì)、計(jì)算物鏡與目鏡間距2I3物鏡編號(hào)_________，fo'________cm,目鏡編號(hào)___________，fe'_______cm。q。的推導(dǎo):-M-匚y''y''y'