第四章光学仪器的基本原理.ppt

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： Q` P` y` P Q y F L O -f -s` U‘ O y Q P U‘ 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。 例：f ‘=10cm，则 M=2.5倍，记为2.5×。 M 与f ‘成反比。由于短焦距透镜像差大，所以M很大的放大镜没有实用 价值。常用的放大镜M≤3×；若采用复合透镜，可使M达到20 ×。 §4.3 目 镜（复合放大镜） 一、目镜 从上节知，放大镜是一种通过直接放大实物达到增大视角的助视仪器。 下面将介绍一种放大像的助视仪器——目镜。也是放大视角。 1、定义：用于观察其它光学系统所成像的放大镜。 性质：放大镜。由复合透镜组构成的放大光具组。 作用：放大其它光具组的像，从而增大视角。 要求：A、具有较高的放大本领和较大的视角； B、具有一定的校正像差和色差的能力。 ∴ 目镜通常由两个或多个透镜组合而成。 复杂的助视仪器总是由物镜和目镜组成，靠近物体的称为物镜；靠近人眼的称为目镜。目镜通过放大物镜所成的像达到放大人眼视角的目的。 2、结构： 场镜+视镜+（分划板或称刻度尺） 场镜：面向物体（即物镜的像）的透镜（或透镜组） 视镜：接近人眼的透镜（或透镜组） 分划板：包含可移动叉丝的透明刻度尺，用于提高测量精度 二、常用目镜：惠更斯目镜和冉斯登目镜 1、惠更斯目镜 ⑴ 结构：如图示 ① ② ③ ① ② ③ ⑵ 特点： 场镜、视镜均为同种材料的平凸透镜，且均以凸面朝向物体。 场镜焦距为视镜焦距的3倍，两透镜光心之间的距离为视镜焦距的2倍，所以场镜视镜的象方焦点重合。 光路图：如上图示。可适当调节物镜和目镜的距离，使Q’刚好在视镜的物方焦平面上，使出射光束为平行光束。 由于场镜的物为虚物，所以这种目镜无法对物镜所成的象进行测量 分划板应配置于F2Q‘处，用于测量场镜的像的大小。由于分划板仅对视镜成像，场镜的消像差作用未起作用，因而，视镜的像差将使分划板的像仅在中央部分清晰，测量误差较大。 此目镜的视角大（可达400），结构紧凑，适用于生物显微镜。 场镜 视镜 利用透镜像方焦平面 2、冉斯登目镜 ⑴ 结构： ⑵ 特点： 3 1 2 1 2 3 3 2 1 场镜、视镜均为同种材料的平凸透镜，二镜凸面相向，平面朝外。 场镜、视镜焦距相同，两镜光心的距离为焦距值的2/3。 光路图：如上图示。可适当调节物镜和目镜的距离，使Q’刚好在视镜的物方焦平面上，使出射光束为平行光束。 由于场镜的物为实物，所以可用其对物镜所成的象进行测量。分划板应配置于FQ处，由于分划板同物FQ一样既对场镜，也对视镜成像，所以，场镜的消像差作用起作用，因而，可在大范围内清晰成像，测量精度高。 此目镜既可用于观察象，也可用于观察物，并可由配备的分划板对物镜所成的象进行测量，适用于测微目镜。 1、冉斯登目镜可以放大实物，也可以放大实像，惠更斯目镜只能放大它前面物镜所成的像。 2、冉镜还可用于直接观察实物，配上分划板可精确测量实物和物镜所成的像的长度，惠更斯目镜则不能。 两种目镜区别： §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 F1 o1 F1’ F2 o2 目镜系统 物镜系统 -U` O -U`` P Q P` Q’ y P’’ Q’’ 特点：物体PQ置于物镜系统（焦距很短）的物方焦平面F1附近，成实象P`Q`；P`Q`位于目镜系统（焦距很短）物方焦平面F2附近，成放大的虚象P``Q``。整个显微镜系统最终成放大倒立虚象于明视距离处。 二、光路图 惠更斯目镜 明视距离 由物镜和目镜组成，物镜、目镜各相当于一个凸透镜。 三、放大本领P173 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： F1 o1 F1’ F2 o2 目镜系统 物镜系统 -U` O -U`` P Q P` Q’ y P’’ Q’’ 明视距离 镜筒长度 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： ① 即为物镜的横向放大率，其中，“—”号表示物镜成倒立像 ② 为目镜的放大本领 ③ ④ 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象，常用于观察近距离处肉眼难以