发布时间 : 星期二 文章工程光学实验(1) (1)更新完毕开始阅读70cd656ac8d376eeafaa318a
待测透镜（Φ40.0, f150.0） 测微目镜（10X，带分划板） V型夹持器
LED光源，导轨，滑块，支杆，调节支座等 五、实验步骤
（1）把平行光管实验系统按照图2-4所示放好。
图2-4 平行光管实验装配图
（2）打开平行光管外盖，观察平行光管内部结构，了解基本原理
（3）在凸透镜的前方放上测微目镜并摆正以方便观测，如图2-5所示，目镜分划板上的刻线总长为10mm，一共被分为100小格，一格的实际长度为0.1mm。
图2-5 目镜标尺示意图
（4）调节平行光管、被测凸透镜和测微目镜，使它们在同一光轴上，尽量让测微目镜拉近到实验人员方便观察的位置。
（5）前后移动凸透镜，使被测凸透镜在平行光管中的分划板成像于测微目镜的标尺和上，表明凸透镜的焦平面与测微目镜的焦平面重合。效果如图2-6所示。
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图2-6 观测时的效果图
（6）用测微目镜测出平行光管内实际直径为1mm的圆的直径的测量值y?（估读至
?小数点后一位），读出平行光管的焦距实测值fo（本实验所配的平行光管焦距为400mm），重复五次，将各数据填入自拟表中。
（7）计算出凸透镜的焦距，取平均值。
fx?y?fo? y例：
如图2-6所示，实际直径为1mm的圆通过测微目镜观测得出其直径测量值约为7.0； 用7.0除以测微目镜的放大倍数10，得出直径测量值为0.70mm； 根据公式fx?y?fo? yfx = 0.70mm / 1mm * 400mm = 280mm； 故待测透镜焦距约为280mm。 思考题
1．平行光管是怎样产生平行光束的? 2．平行光管调节的具体要求是什么?
3. 利用反射镜可以做平行光管吗？如果可以，请画出光路。
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实验3 望远系统的搭建和放大率测量
引言
望远镜是帮助人们看清远处物体以便观察、瞄准与测量的一种助视仪器，通过本实验使学生更加了解望远镜原理，自己搭建望远镜，测量相关参数。 实验目的
（1）学习了解望远镜的构造及原理； （2）学习测定望远镜放大倍数的方法； 基本原理
望远镜是如何把远处的景物移到我们眼前来的呢？这靠的是组成望远镜的两块透镜。望远镜的前面有一块直径大、焦距长的凸透镜，名叫物镜；后面的一块透镜直径小焦距短，叫目镜。物镜把来自远处景物的光线，在它的后面汇聚成倒立的缩小了的实像，相当于把远处景物一下子移近到成像的地方。而这景物的倒像又恰好落在目镜的前焦点处，这样对着目镜望去，就好象拿放大镜看东西一样，可以看到一个放大了许多倍的虚像。这样，很远的景物，在望远镜里看来就仿佛近在眼前一样。
常见望远镜可简单分为伽利略望远镜，开普勒望远镜等。
伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。它由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）构成。
其优点是结构简单，能直接成正像。但自从开普勒望远镜发明后此种结构已不被专业级的望远镜采用，而多被玩具级的望远镜采用。
开普勒望远镜：原理由两个凸透镜构成。由于两者之间有一个实像，可方便的安装分划板，并且各种性能优良，所以目前军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。
图3-1开普勒望远镜光路示意图
为能观察到远处的物体，物镜用较长焦距的凸透镜，目镜用较短焦距的凸透镜。远处射来光线（视为平行光），经过物镜后，会聚在后焦点很近的地方，成一倒立、缩
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小的实像。目镜的前焦点和物镜的后焦点是重合的。所以物镜的像作为目镜的物体，从目镜可看到远处物体的倒立虚像，由于增大了视角，故提高了分辨能力。 1望远镜的视放大率
当观测无限远处的物体时，物镜的焦平面和目镜的焦平面重合，物体通过物镜成像在它的后焦面上，同时也处于目镜的前焦面上，因而通过目镜观察时成像于无限远，光学仪器所成的像对人眼的张角为ω’，物体直接对人眼的张角为ω，则视放大率：
tan?'??tan?
由几何光路可知：
tan??y'y'y',tan?'??f0'fefe'
因此，望远镜的视放大率：
?T?f0'fe'
由此可见，望远镜的放大率?等于物镜和目镜焦距之比。若要提高望远镜的放大率，可增大物镜的焦距或减小目镜的焦距。 2物像共面时的视放大率
,,y当望远镜的被观测物位于有限远时，望远镜的视放大率可以通过移动目镜把像
推远到与物y在一个平面上来测量，如图3-2所示。
图3-2测望远镜物象共面时的视放大率
此时：
y''y,tan??LL
于是可以得到望远镜物像共面时的视放大率：
tan?'??T?y''f0'?L?fe'??yfe'?L1?f0'?13