④计算望远镜的角放大率。
M
tan tan
y / f2 y / f1

fo fe
y1 / y3
注意共轴调节
五、显微镜的调节和角放大率的测量
(物像共面法测量计算)
（1）显微测微尺（分度值为0.01mm或 0.05mm）安放在距物镜略大于焦距处
（2）调节目镜，使测微尺的像通过显微镜清晰地观
2、折反射望远镜 。在球面反射镜的基础上，再 加入用于校正像差的折射元件 ,以消除球面差。
施 密 特 望 远 镜
1931年美国施密特发明
马 克 苏 托 望 远 镜
1940年苏联光学家马克苏托发明
3、折射望远镜：用透镜作物镜的望远镜。
意大利物理学家伽 利略1609年发明望 远镜
德国天文学家 开普勒
2、二次成像法（共轭法或位移法）测焦距的原理
首先确定物象间的距离D>4f。
如果透镜在这个距离之间能有 两个成像（一个放大的，另一
个缩小的），且两次透镜位置
间的距离为d，则
D2 d2 f
4D
3、物距像距法测量焦距（高斯公式法）
1 1 1 移动像屏得到一个清 f u v 晰的与物相似的倒立
1611年发明望远 镜。
伽利略望远镜——由凹透镜当目镜。
优点：观察的是正立的像，结构简单、轻便，光能损失少，镜筒短， 成正立虚像。
缺点：放大倍数小，观察视野窄，倾角大的光线不能进入眼睛，无
中间像，不好装叉丝或分划板。
f1' 0 , f2' 0
总的视角放大率:
M U' f1' f1'
像
二、望远镜的组装
光学望远镜的分类：
反射式望远镜 折反射望远镜 折射式望远镜
1、反射望远镜：用凹面反射镜作物镜的望远镜 。 主要优点是不存在色差 。
牛
卡
顿
塞
格
望
林
远
望
镜
远
镜
牛顿用2.5cm直径的金属，磨制成一
块凹面反射镜，并在主镜的焦点前 面放置了一个与主镜成45度角的反 射镜
1672年卡塞格林所发明。 由两块反射镜组成的一种 反射望远镜，
M


l f0

25 cm fe

物镜的放大率
目镜的放大率
光学筒长 l FoFe
2、显微镜的设计要点
注意共轴调节

（1）显微镜的fo<fe。 （2）目镜和物镜之间的距离比fo , fe大得多。 （3）分划板位于物镜像方焦平面上。 （4）物体位于物镜（objective）物方焦点前附近。 （5）物体经物镜后，在目镜（eyepiece）的物方焦面内侧成
一个倒立放大的实像I1。 （6）再经大焦距的目镜后在大于明视距离外成一放大的虚
像I2供眼睛观察。
注意共轴调节
四、望远镜角放大率的测量方法
物像共轭法测量
物镜和目镜之间的距离等于两透镜焦距之和。
在物镜前方加上直尺，在目镜后方插上光屏。
将无穷远处的物体（直尺）逐渐移至物镜前方， 在光屏上成一缩小的像y3，并量之。
察到。
微尺像在直尺上的示数
M
微尺的大小
显微测微尺
（3）选一个直尺如图中的有机玻璃直尺，将 其置于距目镜25cm处（明视距离）
（4）调节显微镜的目镜，使测微尺的像落在 直尺上且没有视差，
（5）读出测微尺的像落在直尺上（重合区段 内）相对应的长度，即可得到显微镜的放大率
六、实验数据记录
NO. 微尺格数×0.01（或×0.05） mm
1 2 3 4 5
微尺像在直尺上的格数×1mm Mi
七、数据处理
望远镜的角放大率测量值 望远镜角放大率理论值
物的大小 M 像的大小
M0

tan tan

fo fe

望远镜角放大率的测量结果 M M S
表1 用高斯公式法测量望远镜用透镜焦距原始数据(单位：mm)
NO.
透镜1
透镜2
u
v
f1
u
v
f2
1
2
3
4
5
f1 s
f2 s
表2 共轭法测望远镜视角放大率的数据 （单位：mm，fo= fe=）
测量次数
物的大小
像的大小
Mi
1
2
3
4
5
备注：mi

物的大小 像的大小
表3 显微镜视角放大率测量数据(f0=1.6cm fe=2.5cm，光学筒长 l=16cm 目镜放大率10×，物镜放大率10×)
（1）物镜的焦距大于目镜的焦距。 （2）物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合。 （3）物体经大焦距的物镜后在焦平面上成缩小的实像。(物
镜的作用是将远处的物体聚焦在目镜物方的焦平面上） （4）小焦距的目镜将物镜所成的实像放大到无穷远处。
（目镜起放大镜的作用，将目镜物方焦平面上的倒立实像 放大为一虚像）
三、显微镜的组装
实验题目：光学仪器设计 实验性质：设计性实验
李振声 物理教研室
显微镜——为人类打 开了“近在眼前”的微小世 界的大门
望远镜——则帮助人类揭 示了“远在天边”的星球世 界的奥秘
实验目的
重点 学会透镜焦距的测量方法。
掌握光学仪器系统的设计、测试的基本方
法
难点
应用提供的透镜、光具座及基本的测试工 具，设计并组装望远镜、显微镜
激光共聚焦显微镜 原子力显微镜
普通光学微镜
荧光倒置显微镜
扫描显微镜
相差显微镜
荧光正置显微镜
微分干涉差显微镜
偏光显微镜
电子显微镜
暗视野显微镜
手术用显微镜 扫描电子显微镜
透射电子显微镜
显微镜的设计
1、显微镜的光学原理图和视角放大率M=βMe
靠近焦点
光学镜筒长
明视距离
Fo<Fe Fo、Fe＜＜25cm
实验仪器
光具座，凸透镜2个（作望远镜用），物屏1个、 光屏1个，光源1套，透镜夹2个，卷尺1个，干板夹 1个，游标卡尺1把，过渡架1个，有机玻璃直尺1把， 显微测微尺1个，显微镜目镜1个，显微镜物镜1个 等。
注意共轴调节
一、预备知识 凸透镜焦距的测量方法
1、自准直法 （平面镜法）
当物距等于透镜的焦距时， 物体任一点发出的光经过 透镜折射后成为平行光， 经平面镜反射，会聚光线 在透镜的焦平面上成一个 与原物大小相等的倒立实 像。
U f2
f2'
用途： 看戏剧 玩具望远镜
开普勒望远镜——凸透镜当目镜。成像上下 左右颠倒。（需要在物镜后面添加棱镜组或 透镜组来转像，使眼睛观察到的是正像 ）
1612年发明
焦点重合
德国天文学家
Johannes Kepler， 1571-1630
m fo y fe y`
注意共轴调节
4、开普勒望远镜的设计要点