显微镜、望远镜的设计与组装

1. 显微镜、望远镜的设计与组装 青岛大学物理实验教学中心

2. 主要内容 • 实验目的 • 实验仪器 • 实验原理 • 实验内容 • 思考题

3. 实验目的 • 通过实验掌握望远镜、显微镜的基本原理； • 设计组装望远镜及显微镜 • 测量自组望远镜和显微镜的放大率

4. 实验仪器 • 望远镜实验 • 光学平台，标尺，物镜，目镜，二维架，二维平移底座，三维平移底座等。 • 显微镜实验 • 光源，微尺，透镜架，物镜，目镜，三维平移底座，升降调节架，毫米尺，双棱镜架等。

5. 望远镜原理 • 望远镜由物镜和目镜组成，物镜将无限远的物成实像与焦平面，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合，因此目镜将物镜所成的实像放大到无穷远。

6. 望远镜原理 • 放大率计算公式：

7. 显微镜原理 • 物体位于物镜（objective）前方，离开物镜的距离大于物镜的焦距，但小于两倍物镜焦距。 • 经物镜以后，物体形成一个倒立的放大的实像I1。I1靠近目镜（eyepiece）焦点Fe的位置上，再经目镜放大为虚像I2后供眼睛观察。 • 计算放大率：

8. 实验内容 • 自组望远镜 • 标尺 • 二维架: SZ-07 • 二维架: SZ-07 • 二维平移底座：SZ-02 • 物镜Lo: fo= 225mm • 目镜Le: fe= 45mm • 二维平移底座：SZ-02

9. 实验内容 • 自组望远镜 • 参照光路图组成望远镜，向约3米远处的标尺调焦，使标尺的像清晰可见，并对准两个红色指标间的“E”字(距离为d1)； • 观察者用一只眼睛观察望远镜视场中标尺的像，另一只眼睛直接注视标尺，在视觉系统获得被望远镜放大的和直观的标尺的叠加像，再测出放大的红色指标内直观标尺的长度d1。 • 求出自组望远镜的放大率，并与计算出的放大率作比较。

10. 实验内容 • 自组显微镜 • 小照明光源：SZ-50 • 干版架：SZ-12 • 分划版：1/10 mm • 二维架：SZ-07 • 物镜Lo： fo=45 mm • 二维调节架：SZ-07 • 三维调节架：SZ-16 • 目镜Le： fe =29 mm • 45°玻璃架：SZ-45 • 升降调节座：SZ-03 • 双棱镜架：SZ-41 • 毫米尺：l=30 mm • 二维平移底座：SZ-02 • 二维平移底座：SZ-02 • 升降调节座：SZ-03 • 通用底座：SZ-04 • 白光源：GY-6A

11. 实验内容 • 自组显微镜 • 按光路图布置各器件，目测调至共轴。 • 调节光源，微尺，物镜和目镜之间的距离，在显微镜系统中得到清晰的放大的微尺的像。 • 在目镜之后置一与主光轴成45°角的平玻璃板（半透半反），距此玻璃板25cm处置一白光源照明的毫米尺; • 测量显微镜的放大率：通过显微镜能看到微尺的放大像，这个像与半透半反镜所成的标尺的像在同一平面上，从这两个像的大小之比求得显微镜的放大率。 • 测量物镜与目镜之间的距离，并比较显微镜的测量放大率与计算放大率。

12. 思考题 • 将望远镜倒转，即以目镜组为物镜，物镜为目镜，可否作为显微镜？会有什么问题？ • 将一显微镜倒置使用，会出现什么现象？