显微镜与望远镜的设计与组装.doc

显微镜与望远镜的设计与组装引言：显微镜和望远镜是近代科学技术的两项伟大发明，它们将人类的视觉延伸到了更加宽阔的微观和宏观世界，具有划时代的意义！了解他们的原理，构造，自己动手设计，了解它们的异同点。【论文关键词】：显微镜；望远镜；物镜；目镜；放大率（倍数）；【论文摘要】：综合分析了望远镜（显微镜）的功能结构和成像原理，了解常见的伽利略、开普勒望远镜。下面介绍简易望远镜（显微镜）的构造、原理、放大率、制作方法： 我们在观察细小物体时，总是习惯上把物体移得离眼睛近一些，这样可以增大视角。但是这种方法是有一定限度的。当物体移到近点以后，就不能再用这种方法来增大视角了。另外，在观察比较远的物体时（例如宇宙天体），由于它们到人眼的距离是无法缩短的，因而上述方法就不能再适用了。人类要想观察到很小或很远的物体时，为了增大视角，就需要使用显微镜和望远镜来扩大人眼的视觉范围。它们的光学系统十分相似，都是由物镜和目镜两部分组成。显微镜主要用于观测近处微小的物体，望远镜主要用于观测远处模糊的物体，它们的作用都是将被观测物体的视角加以放大。放大倍数-望远镜：4-8倍；显微镜30-100倍。一、望远镜（显微镜）的结构： 望远镜（显微镜）由两片镜片组成，一个作物镜，一个作目镜，物镜为凸透镜或凹镜，目镜可以是凸透镜，也可以是凹透镜。常见望远镜可简单分为伽利略，开普勒望远镜。伽利略望远镜由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）构成。 二、望远镜（显微镜）成像原理 ： 远处物体经物镜后在物镜像方焦平面上成一倒立缩小的实像，再经目镜将此实像放大到无穷远处，使视角增大。显微镜物镜的焦距很短，而相比下目镜的较长；望远镜物镜的焦距一般较长，目镜的焦距较短。 三、望远镜（显微镜）的基本光学系统：简易显微镜的结构是由两个凸透镜构成，一个为目镜，另一个为物镜，位于物镜焦点外的微小物体经过物镜后成一放大倒立的实像再经目镜放大成虚像于无穷远处，两次放大都使得张角增大，其成像原理如图所示：显微镜的视放大率M（理论）=tan/tan=Dfe .fo ；其中为显微镜物镜的像焦点与物焦点之间的距离：光学间隔；并且当放大倍数一定时，光学间隔和镜筒长度是一个定值：明视距离D=250mm实验室提供了如下的透镜参数：f15、f25、f30、f-30、f50、f100、f200综合人眼观察方便、取材方便，在显微镜设计制作过程中选取f25作为目镜。试验中将选取以下透镜组装显微镜： fo =15mm，fe =25mm； fo =50mm，fe =25mm ；并且，=160mm，D=250mm；对望远镜的设计中，配置下3种望远镜：fo=100mm，fe =25mm ；fo =200mm，fe =30mm；fo=200mm，fe=-30mm；注意：观察时人眼和目镜后表面的合适距离（1540mm）！在进行实验时，选好符合要求的目镜与物镜后，在光具座上调节两透镜等高共轴，并且将一个台灯放置于被观测物体后方照亮物体以便于观测。调好光具后，观察物体时，眼睛与目镜的距离大约在目镜一倍焦距的地方左右（被观测的对象实验室选取带网格的透明玻璃片）。待移动透镜使人眼能清楚的看清物象后，记录下光具座上物镜、目镜、物体的刻度。在进行望远镜的装置实验时，挂观察物象时，将物体移至光具座轨道尽头，调节好物镜、观测物体清晰后，记录数据，并且一只眼睛从望远镜外直接观察黑白间隔标尺板，另一只眼睛通过望远镜观察标尺板的像，目测出所成的像与原像的放大倍数。原始数据记录如下（计算时物镜到物体的距离应减去6.5mm）：类型显微镜望远镜透镜配置fo =15mmfe =25mmfo =50mmfe =25mmfo =100mmfe =25mmfo =200mmfe =30mmfo=200mmfe=-30mm目镜读数（mm）0.00.00.00.00.0物镜读数（mm）200.0235.0132.0269.0206.0物体位置（mm）283.0362.01430.01430.01430.0实测放大倍数451007.0理论放大倍数1066324667767结束语：显微镜和望远镜已经广泛应用生物学、细菌学、药物化学、天文学等领域，为我们提供了一个很好的辅助观察设备，为我们探索世界，探索奥秘提供了一个平台，具有划时代的意义！时代在发展，科技在进步，相