2014.10.27放大镜显微镜望远镜.ppt

4-2 助视仪器的放大本领,助视仪器：帮助人眼（正常、非正常）看清物体（远、近、大、小）的光学仪器。,一、放大本领,1、定义：如右图示,物体PQ经助视仪器成虚像PQ，再经人眼成像于视网膜上，其像长为 ；去掉助视仪器后将同一物体置于原虚像所在处，对人眼直接所成像长为 ，则两个像长的比值称为该助视仪器的放大本领。用M表示。,2、说明：, 必须将物放在同一特定位置比较两像大小。,放大镜和显微镜：明视距离处（25cm）；望远镜：无穷远处。,由上式可看出：助视仪器的作用就是增大人眼视角，从而改善和扩展视野。,注意放大本领 与角放大率 的区别。, 在近轴条件下,即：M等于两视角之比,二、放大镜,1、定义：帮助人眼看清微小物体及其细节的助视仪器。,2、放大本领：,使用放大镜的视角：,未用放大镜的视角：,以最简单的放大镜-凸透镜为例:,简单放大镜的放大本领：,作用：将被观察物体成一放大虚像，从而增大其对人眼的视角， 并非将物体移近。,U,4-4 显微镜的放大本领,帮助人眼观察微小物体的放大镜，称为显微镜。其物镜和目镜均由共轴 光具组构成。其放大本领远大于简单放大镜和目镜。,一、结构,特点：物体PQ置于物镜系统（焦距很短）的物方焦平面F1附近，成实像PQ；PQ位于目镜系统（焦距很短）物方焦平面F2附近，成放大的虚像PQ。整个显微镜系统最终成放大倒立虚像于明视距离处。,二、光路图,惠更斯目镜,明视距离,三、放大本领,整个系统的像方焦距为：,显微镜作为一个放大镜，其放大本领为：,为保证成尽量大的像，物镜和目镜焦距均很小,1、表达式：,2、讨论：, 显微镜也是将物体直接放大，达到增大视角的目的。,显微镜放大本领等于物镜横向放大率与目镜放大本领 的乘积。,显微镜将微小物体成放大的像，常用于观察近距离处肉眼难以看清的 细小物体。,4-5 望远镜的放大本领,一、定义：,帮助人眼观察远处物体的光学仪器。,作用：将远物从物空间移至望远镜的像空间，从而增大对人眼的视角。,人眼以对望远镜像空间的观察代替了对物空间的观察。,性质：是一种放大镜。只是不是将物体直接放大，而是将远物移近， 从而增大视角。,二、结构及分类,1、结构：物镜系统+目镜系统,2、分类：, 按物镜的种类分：,A、反射式望远镜：物镜为反射镜；,B、折射式望远镜：物镜为透镜。, 按目镜种类分：,A、开普勒望远镜：目镜为会聚透镜；,B、伽利略望远镜：目镜为以散透镜。,实际应用的几种望远镜,折射望远镜,反射望远镜,折反射望远镜,三、开普勒望远镜,1、结构特点：,物镜和目镜均为会聚透镜，且物镜像方焦点与目镜物方焦点重合。,2、原理：光路如图示,无穷远处的物体PQ发出的平行光入射于物镜系统，成实像PQ于像方焦平面上；因为物镜系统的像方焦平面与目镜系统的物方焦平面重合，故最终由目镜系统出射的光为平行光，成倒立像于无穷远处。（望远镜的结构都这样）,美式M24狙击步枪,3、放大本领,由于远物不能任意移近，但却有一定的视角U， 当人眼前后移动距离不大时，U不变；即： 当去掉望远镜，人眼的视角,注：,C：目镜的物方焦平面在镜筒内，可以放置分划板叉丝进行测量；,D：眼睛的位置O在镜筒之外，望远镜的视场较大。,E：镜筒长度 L= f1+ f2，镜筒较长。,Q1：开普勒式望远镜是不是放大倍率越高越好？,答：不是的。望远镜的放大倍数要适中才好！,倍率越大，像的稳定性也就越差，像的抖动也会增大!,当U一定时，倍率越大，物方视场就越小，亮度越暗；,当 一定时，倍率越大，镜筒长度越长；,手持式双筒望远镜 倍率7-10倍,军用望远镜 倍率6-10倍,8x308放大倍率， 30是指物镜的直径，单位是毫米。这是望远镜最主要的指标，假货为了迎合大众追求高倍的心理，大多在这里做文章，例如300x80这样违背基本光学原理的标注；,4、开普勒式望远镜的应用,（1）望远镜测距仪-测量距离,YP900望远镜测距仪,（2）军事望远镜 -用于观察战场、研究地形和侦察目标。,ATN7 50双筒望远镜,（3）天文望远镜-用于观察星体、星云等,深空望远镜 焦距是2800mm,M104 漩涡星系,四、伽利略望远镜,1、结构特点：,物镜为会聚透镜和目镜为发散透镜，且物镜像方焦点与目镜物方焦点重合。,2、原理：光路如图示,无穷远处的物体PQ发出的平行光入射于物镜系统，原应成实像PQ于像方焦平面上；但成像前遇目镜，故作虚物对目镜成像；又因物镜系统的像方焦平面与目镜系统的物方焦平面重合，故最终由目镜系统出射的光为平行光，成正立像于无穷远处。,3、放大本领（伽氏）,使用望远镜后，无穷远处的像对眼睛的张角为：,未使用望远镜时，无穷远处物体对眼睛的张角为：,伽利略望远镜的放大本领：, 镜筒长度 L = f1- f2，镜筒较短。, f1为正值，f2为负值，故放大本领M为正值，望远镜成正立的像；,说明：, 目镜的物方焦平面在镜筒之外，无法放置分划板；,眼睛的位置O理论上位于镜筒之内，实际进入眼睛的光束的范围因此 而受限制，故视场较小；,注：望远镜不是将物直接放大，而是将物移近，从而增大视角。 无论哪一种望远镜，物镜的横向放大率都小于1。,讨论： 1.共同点:（光学间隔，横向放大率来分析） 望远光具组：光学间隔等于零，属于无焦系统。 特点：平行光束通过时，透射出来的仍是平行光，但方向改变。整个光具组的焦点和主平面都是在无限远处。 二者的横向放大率都小于1（像是缩小的）.可见M与不同。 2.不同点：（视场大小，是否放分划板，镜筒长短来分析） 开氏的视场较大，而伽氏的视场较小（伽氏的目镜是发散的）。 开氏的目镜物方焦平面上可放叉丝或刻度尺，伽氏则不能（前者在镜筒内）。 开氏的镜筒较长，而伽氏的镜筒较短（