篇一：实验34_自组望远镜(新)[1]

实验34 自组望远镜

望远镜是常用的助视光学仪器，经常被组合在其它光学仪器中。掌握其构造原理和调整方法，以及其放大率的概念和测量方法，有助于加深对透镜成像规律的理解。

一、实验目的

1、进一步掌握透镜的成像规律。

2、掌握望远镜的构造及放大原理，以及其正确的使用方法。

3、设计组装望远镜。

4、测量望远镜的视觉放大率。

二、实验原理

1、人眼的分辨本领和光学仪器的视觉放大率

人眼的分辨本领是描述人眼刚能区分非常靠近的两个物点的能力的物理量。人眼瞳孔的半径约为1mm,一般正常人的眼睛能分辨在明视距离（25cm）处相距为0.05~0.07mm的两点, 这两点对人眼的所张的视角约为，称为分辨极限角。当微小物体或远处物体对人眼所张的视角小于此最小极限角时，人眼将无法分辨它们，需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。在用显微镜或望远镜在作为助视仪器观察物体时，其作用都是将被观测物体对人眼的张角（视角）加以放大，这就是助视光学仪器的基本工作原理。

在人眼前配置助视光学仪器。若同一目标，通过光学仪器和眼睛构成的光具组，在视网膜上成像长度为；若把同一目的物放在助视仪器原来所成像平面上，而用肉眼直接观察，在视网膜上所成像的长度为，则与之比称为助视仪器的放大本领（视觉放大率），如图34-1所示。

在图34-1中，表示在明视距离处的物，H、H`为助视仪器的主点，为直接观察时在明视距离处的视角，为通过助视仪器所成像于明视距离处的视角，在人眼视网膜上的像长分别为和，则仪器的视觉放大率M表示为

（34-1）

2、望远镜及其视觉放大率

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篇二：望远镜制作实验报告

望远镜制作实验报告

葛法熙林键杨鑫鑫

【摘要】本文试探究望远镜的制作，通过对望远镜光学原理的研究和理解，进行实际运用制作望远镜，增强团队协作能力和实践操作能力。

【关键词】望远镜；制作；实验

一．实验目的

（1）制作调焦范围在1米到无穷远处的望远镜，并有出瞳限位圈。

（2）加深对光学原理的理解，增强运用光学原理，分析实验误差，计算具体长度以及制作镜筒等具体实验操作能力；学会在实践中发现问题，解决问题。

二．望远镜的原理

望远镜由两片凸透镜和镜筒组成。物体从远处发出的光经凸透镜A和凸透镜B折射后到达眼睛，得到一个倒立放大的实像。调节两透镜间距离来改变望远镜的焦距。当望远镜焦距在1米和无穷远时，根据薄凸透镜高斯公式^[1] 得到两透镜间的距离在270mm~335mm.

三．实验器材

焦距f=225mm的薄凸透镜一个、

焦距f=45mm的薄凸透镜一个、

直径40mm长度250mm的PVC管[2]一根、

直径50mm长度200mm的PVC管一根、

40mm/50mm转接头一个、黑胶布、钢锯、砂纸、圆挫、502胶水、泡沫胶

四．方案设计

1.镜筒的制作

在原料直径为40mm的PVC管中用钢锯截取长度250mm的PVC管用作目镜筒，在原料直径为50mm的PVC管用钢锯截取长度200mm的PVC管用作物镜筒。对截取下来的目镜筒、物镜筒，用圆挫挫其接口处使之平整光滑，便于粘连。

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篇三：实验二自组望远镜

实验二 自组望远镜

一、实验目的

（1）了解望远镜的工作原理和用途。

（2）掌握构建望远镜的光路和元件。

（3）测试望远镜的视放大率。

二、原理概述

望远镜也是由物镜和目镜组成，是用来把远处物体的观察视角放大的仪器(望远镜所成像对人眼的视角大于物体本身对人眼的视角)，由于物体位于距物镜很远的地方，故望远镜只能起到把物体拉近的作用，也就是它的线放大倍数通常小于一，而视角放大倍数是大于一的。如(图2-1)所示，物镜把远处物体成像在像方焦点附近(外侧)，为一缩小的倒立实像。目镜进一步把此实像放大为虚像，以提高其观察视角。由前述可知，物镜的像方焦点和目镜的物方焦点是大致重合的。当用在观测无限远物体时，物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合，光学间隔Δ=0。当用在观测有限距离的物体时，物镜和目镜的光学间隔是一个不为零的小量。一般研究，可认为望远镜是由光学间隔为零的物镜和目镜组成的无焦系统。

不难证明(参阅《物理光学与应用光学》相关内容 P379-384)望远镜的视角放大率

(2-1)

式中是物镜像方焦距，是目镜像方焦距，为入瞳直径(也是物镜孔径)，为出瞳直径。

当物镜和目镜都为正焦距()的光学系统时，如开普勒(Kepler)望远镜，则放大率Γ为负值，系统成倒立的像；当物镜的焦距为正()，目镜的焦距为负()时，如伽里略(Galileo)望远镜，则放大率Γ为正值，系统成正立的像；

望远镜的视角放大率与仪器的精度(极限分辨角)、目镜的结构型式(正、负透镜)、望远镜的视场角、仪器的尺寸等因素有关。可证明(参阅《物理光学与应用光学》相关内容)望远镜的最小视放大率为

(2-2)

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篇四：望远镜和显微镜实验报告

大学物理实验报告

【实验名称】 望远镜和显微镜

【实验目的】

（1）了解望远镜和显微镜的构造及其放大原理，并掌握其使用方法；

（2）了解视放大率等概念并掌握其测量方法；

（3）进一步熟悉透镜成像规律。

【实验原理】

（一）望远镜

1．望远镜基本光学系统

基本的望远系统是由物镜和目镜组成的无焦系统，物镜L₀的像方焦点与目镜的物方焦点重合，如图所示。无穷远物体发出的光经物镜后在物镜焦平面上成一倒立缩小的实像，再利用目镜（短焦距）将此实像成像于无穷远处，使视角增大，利于人眼观察。为了利于对远处物体的观测，望远镜物镜的焦距一般较长。

望远镜的基本光学系统

图示望远镜，物镜与目镜均为会聚透镜，这种望远镜称为开普勒望远镜，其优点是可在物镜与目镜之间的中间像平面上安装分划板（其上有叉丝和刻尺）以供瞄准或测量。实验装置中用到的望远镜（如分光计上的望远镜，光杠杆系统中的望远镜等）均为开普勒望远镜，在中间像平面上装有分划板。

实际上，为方便人眼观察，物体经望远镜后一般不是成像于无穷远，而是成虚像于人眼明视距离处；而且为实现对远近不同物体的观察，物镜与目镜的间距即镜筒长度可调，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点可能会不重合。使用望远镜时，观察者应先调目镜看清分划板，使分划板成像于人眼明视距离处，再调节望远镜镜筒长度，即改变物镜、目镜间距，使被观察物清晰可见并与分划板叉丝无视差。

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篇五：望远镜实验设计报告1

一、实验目的

（1）通过设计实验，加深对已学几何光学、像差理论及光学设计基本知识、一般手段的理解，并能初步运用；

（2）介绍光学设计ZEMAX的基本使用方法，设计实验通过ZEMAX来实现

二、实验内容及要求

(1) 设计一个8倍开普勒望远镜的目镜，焦距f’=25mm，出瞳直径D’=4mm，出瞳距>22mm，视场角2w’=25°；考虑与物镜的像差补偿，目镜承担轴外像差的校正，物镜承担轴上像差的校正。

（2）设计一个8倍开普勒望远镜的物镜，其焦距、相对孔径D/f’、视场角、像差补偿要求根据设计（1）的要求来确定，要求给出计算过程。

（3）将上述物镜与目镜组合成开普勒望远镜，要求望远镜的出射光束角像差小约3’左右。如不符合要求，可结合ZEMAX中paraxial理想光学面，通过控制视觉放大倍率和组合焦距为无限大（如f’>100000）等手段。

所有设计中采用可见光（F，d，C）波段。

三、实验设计方案

1、外形尺寸计算

通过“未加入棱镜”的望远镜系统计算出主要的参数：

原理图如下所示：

图１表示了一种常见的望远系统的光路图。这种望远系统没有专门设置的孔径光阑，物镜框就是孔径光阑，也是入射光瞳。出射光瞳位于目镜像方焦点之外，观察者就在此处观察物体的成像情况。系统的视场光阑设在物镜的像平面处，即物镜和目镜的公共焦点处。入射窗和出射窗分别位于系统的物方和像方的无限远，各与物平面和像平面重合。

1）求物镜的焦距

根据开普勒望远镜的结构和视角放大率公式，可得方程组

2)求物镜的通光口径D₁

出瞳直径，物镜的通光口径

3）求物镜的视场角2ω

4）求视场光阑直径D₂

5）镜目距l_z^’。利用牛顿公式可求得镜目距l_z^’

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篇六：大物实验7.1自组显微镜和望远镜

实验7.1自组显微镜和望远镜

一．目的

1. 测量实验室提供透镜的焦距，选出适合组成显微镜和望远镜的透镜组

2. 设计出自组显微镜的光学系统，画出光路图。说明其结构和简单原理。并用选择的透镜组成显微镜

3. 设计出自组望远镜的光学系统，画出光路图。说明其结构和简单原理。并用选择的透镜组成望远镜

4. 测量自组显微镜的视觉放大率，画出其测量光路。

5. 估测出自组望远镜的视觉放大率。

二．仪器

GsZ-Ⅱ光学平台、带有毛玻璃的白炽灯光源、薄透镜、分束镜（1：1）、可调支架、分划板（0.1mm、0.2mm和1mm）、白色像屏等。

三．原理

1．测量薄透镜焦距的方法

自准法：自准法是自准直技术的简称。无限远的物经透镜成象，象处在透镜的焦平面上。自准直技术在光学实验中通常是指产生平行光束或获得处于无限远的物的方法。自准法测量透镜焦距就是首先利用待测透镜自身产生一个位于无限远的物，再用待测透镜对它成象，通过测量象与透镜之间的距离来确定透镜的焦距。自准直法测量透镜焦距的原理如图1所示。当物y位于透镜的焦平面上时，经透镜L和平面反射镜所组成的光学系统后，如果在焦平面上成一与物等大的倒立实象，物到透镜中心的距离就是透镜的焦距。