大學(xué)物理實驗設(shè)計性實驗方案

....一般物理試驗設(shè)計性試驗方案試驗題目： 簡潔顯微鏡的設(shè)計班 級：物理學(xué)2023級〔2〕班學(xué) 號： 2023433175姓 名： 唐 潔指導(dǎo)教師： 陳廣萍凱里學(xué)院物理與電子工程學(xué)院20233簡潔顯微鏡的設(shè)計要求：了解顯微鏡的根本光學(xué)系統(tǒng)及放大原理，以及視覺放大率等概念；學(xué)會按肯定的原理自行組裝儀器的技能及調(diào)整光路的方法；學(xué)會測量顯微鏡的視覺放大率；簡潔顯微鏡的放大率為31.8；物鏡與目鏡之間的距離為24cm，即光學(xué)間隔為16.6cm。序言顯微鏡是最常用的助視光學(xué)儀器，且常被組合在其他光學(xué)儀器中。因此，了解并深理解透鏡的成像規(guī)律，也有助于正確使用其他光學(xué)儀器。一、試驗原理〔一、光學(xué)儀器的視覺放大率顯微鏡被用于觀測微小的物體，望遠(yuǎn)鏡被用于觀測遠(yuǎn)處的目標(biāo)，它們的作用都是〔視角〕加以放大。明顯，同一物體對人眼所張的視角與0.05～0.07mm的兩點。此時，這兩點對人眼所張的視角約為1/，稱為最小區(qū)分角。當(dāng)〔或遠(yuǎn)處物體〕〔如放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等〕來增大物體對人眼所張的視角。這是助視光學(xué)儀器的根本工作原理，它們的放大力量可用視覺放大率表示，其定義為tanw/tanw

〔1〕ww/為通過光學(xué)儀器觀看時在明視距離處的成像對眼睛所張的視角?！捕?、顯微鏡及其視覺放大率最簡潔的顯微鏡是由兩個凸透鏡構(gòu)成的。其中，物鏡的焦距很短，目鏡的焦距較Lo

o

F/〕fo

；L為目鏡，efe

y

ABL1o1

Fo

處，物體通過物鏡成一放大的倒立實像A/B/(其長度為y2)。此實像在目鏡的焦點以內(nèi)，經(jīng)過目鏡放Ay””B”” yAF u Ay

F” D v

””””Fy w u F”3 1 o 1 o o 1 e2 2 e1DA//B//yA//B//對3ABF/Fe

之間的距離物的距離稱之為調(diào)焦。由圖可見，顯微鏡的視覺放大率為tanw/ y /D y y33tanw33

y/Dy 1 2

2 〔2〕y1y3DD

，為目鏡的視覺放大率；y2 1 〔因v比fvy u f ev2 2 e

y u f 0 1 o1 1 o大得多，為物鏡的線放大率。因而式〔2〕可改寫成Df fe o

0 e

〔3〕〔3〕fof 、D的情形下，可利用式〔3〕算出顯微鏡的視覺放大率。e顯微鏡通常配有一套不同放大率的物鏡和目鏡，可供選用。例如，使用205×目鏡的顯微鏡，它的視覺放大率205100。一般顯微鏡的放大率為幾十倍到幾百倍。依據(jù)式〔3〕可知，顯微鏡的鏡筒越長，物鏡和目鏡的焦距越短，放大率就越大。同時受光學(xué)底座尺寸的限制，故試驗中所選的物鏡焦距為45mm，目鏡焦29mm。簡潔顯微鏡設(shè)計光路的裝置圖和簡圖分別如下圖。112345789BSM1LoLeF0Fe1615141324cmM122111021S，2－干版架，3M1/10mm，451Lo〔f”0

=45m，67－三維調(diào)整架，8Le〔f”e

=29m，9－45°玻璃架，10－11－雙棱鏡架，12－毫米尺M(jìn)〔=30mm，13－三維2平移底座，14－三維平移底座，15－升降調(diào)整座，16－通用底座，17－白光源〔圖中未畫〕 Sy LS3 1 o

L L S P2e

y”23二、試驗儀器GSZIIBS，微尺，45mm,29mm架，毫米尺，白光源，白屏，假設(shè)干光學(xué)支架和底座。三、試驗內(nèi)容與步驟〔一〕光路的調(diào)整同軸等高相應(yīng)光學(xué)底座的某一邊保持平行，便于調(diào)整光路。2、測物鏡、目鏡的焦距14S14等大實像，則焦距為物與白屏之間距離L的

。屢次測量求平均值。uv2f(f為焦距) 〔4〕S u vS”43、按裝置圖裝配顯微鏡Lo

Le

的距離定為24cmLe

之后放置一與光軸成25cm〔圖中未畫出〕照明的毫米尺M(jìn)。24、微調(diào)微尺M(jìn)的位置1調(diào)整微尺M(jìn)離物鏡L的距離，使它經(jīng)顯微鏡系統(tǒng)成的像y與毫米尺M(jìn) 經(jīng)1 o 3 245°S”My與毫米尺1 3M反射像S之間沒有視差為止。2〔二〕測量顯微鏡的放大率1、觀看認(rèn)真觀看微尺M(jìn)的放大像和毫米尺M(jìn) 的反射像，同時微調(diào)毫米尺M(jìn) 的高度，1 2 2讓其反射像中的某一格對準(zhǔn)被測物放大像的某一格，便于讀數(shù)。2、測量讀出微尺M(jìn)放大像y的格數(shù)b所對應(yīng)的毫米尺M(jìn) 反射像的格數(shù)a需反復(fù)測量，1 3 2求平均視覺放大率。3、數(shù)據(jù)處理

b10計算出簡潔顯微鏡的視覺放大率。將D25cm和光學(xué)間隔aLfe

f〔Lfo

和f 前面已經(jīng)測出〕代入公式Do f fe o

計算出簡潔顯四、測量條件微尺、物鏡、毫米尺、目鏡必需嚴(yán)格的同軸、等高；物鏡與目鏡之間的距離為24cm；毫米尺不能離物鏡太遠(yuǎn)，只能是比物鏡的焦距大一點點即可；五、試驗數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理1.數(shù)